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  嵌段共聚物是一類通過共價(jià)鍵將兩種或多種均聚物鏈段連接在一起的聚合物，表現(xiàn)出與其均聚鏈段不同的性質(zhì)，廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)用、包裝、化工等領(lǐng)域。聚乳酸是一類重要的環(huán)境友好和生物相容性材料，然而其單一的單體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致聚合物的性能不易調(diào)節(jié)；此外環(huán)氧化物與環(huán)狀酸酐可以通過開環(huán)共聚反應(yīng)制備得到性質(zhì)多樣的聚酯材料。因此制備聚乳酸和環(huán)氧化物/環(huán)狀酸酐共聚物鏈段的嵌段共聚物可以擴(kuò)展聚酯材料的應(yīng)用范圍。然而該嵌段聚酯材料的合成難點(diǎn)在于優(yōu)選合適的催化體系和反應(yīng)條件，調(diào)控環(huán)氧化物/環(huán)狀酸酐的開環(huán)共聚反應(yīng)和丙交酯的開環(huán)均聚反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)程。

  近日，中科院長春應(yīng)化所陳學(xué)思研究員、龐烜研究員團(tuán)隊(duì)和大連理工大學(xué)羅一教授團(tuán)隊(duì)合作報(bào)道了通過一鍋法催化環(huán)氧化物、環(huán)狀酸酐和丙交酯的共聚反應(yīng)制備嵌段聚酯材料的方法及聚合機(jī)理的研究成果。作者篩選出席夫堿鋁配合物作為催化劑，在助催化劑雙-（三苯基正膦基）氯化銨的作用下，系統(tǒng)研究了催化環(huán)氧氯丙烷、鄰苯二甲酸酐和丙交酯的三元共聚反應(yīng)。采用實(shí)時(shí)在線紅外監(jiān)測系統(tǒng)、核磁、GPC等對(duì)聚合反應(yīng)進(jìn)程和聚合物鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究，證明該催化體系可以在鄰苯二甲酸酐完全消耗后，進(jìn)行丙交酯的快速開環(huán)均聚反應(yīng)，得到嵌段共聚物。此外，還研究了反應(yīng)溫度、催化劑和單體比例等影響因素對(duì)聚合反應(yīng)和聚合物鏈結(jié)構(gòu)的影響。并進(jìn)一步采用密度泛函理論（DFT）對(duì)聚合體系中三種單體在不同鏈末端競爭插入的能壘進(jìn)行了計(jì)算和比較，所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相符。

  此外，通過加入不同結(jié)構(gòu)的單體，該催化體系還可以用于催化制備不同性質(zhì)結(jié)構(gòu)和多官能化的聚酯材料。細(xì)胞毒性測試表明該系列材料表現(xiàn)出很好的生物相容性，具有在生物醫(yī)用領(lǐng)域應(yīng)用的前景。

  該研究工作得到的國家自然科學(xué)基金委的支持。以”O(jiān)ne-Pot Synthesis of Diblock Polyesters by Catalytic Terpolymerization of Lactide, Epoxides, and Anhydrides”為標(biāo)題發(fā)表在美國化學(xué)會(huì)期刊《Macromolecules》上。(Macromolecules 2019, 52, 3462?3470)

  論文連接https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.macromol.9b00001