稀土催化两仪聚合研究
批准号:
21871232
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
凌君
依托单位:
学科分类:
B0109.高分子合成
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
李瑶、邱欢、白天闻、郑博拓、李泽华、岑佳宇
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中文摘要
申请人首创的“两仪聚合”能在增长链两端分别进行阴离子聚合与阳离子聚合,且当单体耗尽时聚合链之间自发偶合反应,由连锁聚合转变为逐步聚合,从环状单体一步法直接合成多嵌段共聚物。本项目用稀土配合物为催化剂,以环酯/环醚/氨基酸-N-(硫代)羧酸酐等为单体,深入研究两仪聚合反应特征,明晰催化剂/单体/聚合条件之间的平衡关系,联用实验表征和密度泛函理论计算,揭示两仪聚合的微观反应机理。设计并实现多种稀土催化剂催化环状单体两仪聚合,合成具有多嵌段、环状、星形、(超)支化、柱状聚合物刷等复杂拓扑结构的聚酯/聚醚/聚氨基酸生物医用材料。本项目研究成果将建立全新的两仪聚合方法学,发展离子聚合与配位聚合理论,拓展稀土催化剂在聚合方面的应用。
英文摘要
“Janus polymerization”, firstly reported by the applicant, combines anionic and cationic polymerizations on the two ends of one propagating chain. Both ends carry out living polymerizations without the interference from each other. The growing chain ends perform coupling reactions only after the consumption of monomer(s), which converts chain-growth polymerization into step-growth polymerization. It is the only existing one-step method to produce multi-block copolymers directly from monomers. In this proposal, the applicant is going to use rare earth complexes to catalyze Janus polymerization of cyclic monomers including lactones, lactides, cyclic ethers, amino acid-N-(thio)carboxyanhydrides, etc. The project is to develop new catalytic and polymerization systems based on the balance between catalysts and monomers. The key point of the project is to investigate kinetics and mechanisms of Janus polymerization by means of both experimental characterizations and calculations of density functional theory. Deep understanding and more examples of Janus polymerizations lead to novel synthetic approaches to synthesize structural polymeric materials containing ester, ether and peptide linkages with multi-block, cyclic, star-shaped, (hyper-)branched, and cylindrical brush-like topologies. This research project aims to set up a novel methodology of Janus polymerization to extend the theory of ionic and coordination polymerization mechanisms.
本项目在系统研究了两仪聚合动力学行为和聚合物结构表征的基础上,结合密度泛函理论计算结果,深入阐明了两仪聚合机理,确定了稀土配合物中间体结构及其对聚合反应速率的影响作用,总结形成了两仪聚合方法学。考察了数十种催化剂、引发剂和单体组合,成功实现了三类全新的两仪聚合体系,合成了具有多嵌段、瓶刷状、环状、超支化等拓扑结构可控的聚酯、聚醚和聚氨基酸产物。成功实现了甲基四氢呋喃、gamma-丁内酯、共轭-delta-戊内酯等多种难聚合的环醚和取代内酯的离子型开环聚合。构建了各聚合体系的催化-结构-性质之间的关系,为制备具有优异生物相容性、可控降解性、可设计结晶性与溶解性的生物医用高分子材料提供了灵活可行的合成方法。本项目高质量完成了研究任务,在Angew Chem、Macromolecules、Chinese J Chem、高分子学报中英文版等国内外著名期刊发表SCI收录论文共计14篇,获得3项中国发明专利授权,超过预期目标。项目负责人与成员参加5次国内外学术会议,完成了4次邀请报告和2次口头报告。培养博士研究生毕业3名、在读3名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Janus polymerization: a one-shot approach towards amphiphilic multiblock poly(ester-acetal)s directly from 1,3-dioxolane with ε-caprolactone
Janus聚合:直接从1,3-二氧戊环与ε-己内酯制备两亲性多嵌段聚(酯-缩醛)的一次性方法
DOI:10.1002/cjoc.202100782
发表时间:2022
期刊:Chinese Journal of Chemistry
影响因子:5.4
作者:Qiu Huan;Shen Ting;Yang Zhening;Wu Feng;Li Xiaohong;Tu Yingfeng;Ling Jun
通讯作者:Ling Jun
A Topology‐Defined Polyester Elastomer from CO2 and 1,3‐Butadiene: A One‐Pot‐One‐Step “Scrambling Polymerizations” Strategy
拓扑 - 由 CO2 和 1,3 - 丁二烯定义的聚酯弹性体:One - Pot - One - Step - 加扰聚合 - 策略
DOI:10.1002/anie.202213028
发表时间:2022
期刊:Angewandte Chemie International Edition
影响因子:--
作者:Kaihao Chen;Zhiqi Zhu;Tianwen Bai;Yixuan Mei;Tianlun Shen;Jun Ling;Xufeng Ni
通讯作者:Xufeng Ni
PiPo: random copolymers of C- with N-substituted glycines
PiPo:C-与N-取代甘氨酸的无规共聚物
DOI:10.1039/d1py01456k
发表时间:2021
期刊:Polymer Chemistry
影响因子:4.6
作者:Siqi Wang;Wanli Chen;Jun Ling
通讯作者:Jun Ling
Synthesis and Solution Self-Assembly of Poly(1,3-dioxolane)
聚(1,3-二氧戊环)的合成及溶液自组装
DOI:10.1021/acs.macromol.9b00302
发表时间:2019-05-14
期刊:MACROMOLECULES
影响因子:5.5
作者:Qiu, Huan;Yang, Zhening;Schacher, Felix H.
通讯作者:Schacher, Felix H.
DOI:10.11777/j.issn1000-3304.2019.19150
发表时间:2019
期刊:高分子学报
影响因子:--
作者:邱欢;李瑶;白天闻;凌君
通讯作者:凌君
阻遏与重构——聚合中控制聚肽二级结构的方法
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:凌君
- 依托单位:
α-氨基酸-N-硫代羧酸酐可控聚合的催化剂与机理研究
- 批准号:21674091
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:凌君
- 依托单位:
柱状聚合物刷捕光分子的设计与合成
- 批准号:21374093
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:78.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:凌君
- 依托单位:
双端官能化聚肽的可控合成——稀土催化NCA聚合与机理研究
- 批准号:21174122
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:凌君
- 依托单位:
稀土化合物和多羟基功能底物原位引发活性开环聚合
- 批准号:20804033
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:凌君
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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