论文部分内容阅读
我们将有机化学中多组分反应的概念引入高分子化学中,将单体合成反应与聚合反应相结合,构建一锅法聚合体系,一步得到新型聚合物。这需要分别考虑聚合反应和与之相容的有机反应的选择:聚合反应须具有可控的速率、温和的反应条件、良好的环境耐受性;有机反应必须快速、高效且不影响聚合反应。原子转移自由基聚合(ATRP)为构建一锅法聚合体系提供了良好的平台。点击化学反应(如一价铜催化的炔基-叠氮环加成反应,CuAAC)是极为高效的小分子反应,甚至可以用作缩合/缩聚反应;同时,CuAAC与ATRP共用催化剂体系,成为二者结合应用的有利条件。酶催化反应亦具备快速高效、选择性好等特点,且与ATRP之间的良好相容性已得到证明。由此可见,上述三者之间具有良好的相容性,经过调控反应条件亦能具有较好的速率匹配性。因此,本论文提出一锅法制备聚合物的两种新策略:第一,将CuAAC与ATRP结合,构建CuAAC缩合-ATRP一锅法制备刷型/星型聚合物的二元聚合体系:通过对不同反应条件的调控,我们成功制备出多臂的星型聚合物;CuAAC缩合与ATRP能够在一锅法中进行,分别在相互正交的方向上反应。第二,将ATRP与酶催化酯交换、CuAAC结合,成功构建了ATRP-酶催化酯交换-CuAAC一锅法制备功能聚合物的三元多组分聚合体系:成功实现一锅法制备具有期望分子量及组成、分子量分布较窄的聚合物;通过对不同反应条件的调控,我们实现了三个反应的速率匹配,这三个反应可以同时进行且互不影响;ATRP、酶催化酯交换与CuAAC各自维持自身的优点,相容性良好;体系中的酶在此复杂化学环境中依然保持良好的活性。一锅法策略在高分子化学中的应用与日俱增。探索更多的一锅法制备功能聚合物的方法,以更简便的步骤获得更具功能性的聚合物,相信将成为聚合物制备方法的新热点,为功能聚合物和聚合物材料的制备带来新的活力。