AIBN/SmCl3/乳酸体系催化甲基丙烯酸甲酯的反向原子转移自由基聚合

利用稀土金属化合物三氯化钐(SmCl3)和二氯化钐(SmCl2)之间的单电子转移反应,以AIBN/SmCl3/乳酸作为反向原子转移自由基聚合(ReverseATRP)的催化体系,成功地实现了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的反向ATRP,并考察了温度、溶剂和组分比对聚合反应的影响.MMA在该体系中的聚合反应是一级反应,所得PMMA的分子量与单体转化率成正比,聚合物的分子量分布较窄(Mw/Mn<1.5),具有活性聚合的特征.     

离子液体支载稀土催化剂催化 2,2-二甲基-三亚甲基碳酸酯均聚及其与ε-己内酯的共聚

首次合成了离子液体支载稀土催化剂,并探讨了其催化2,2-二甲基-三亚甲基碳酸酯(DTC)均聚及其与ε-己内酯(ε-CL)的共聚,结果表明该新型催化剂能有效地催化DTC的均聚及其与ε-CL的共聚.研究了不同稀土以及加料顺序等反应条件对聚合的影响,发现轻稀土的催化活性比重稀土高,其中离子液体支载La催化剂的催化活性最高,而通过控制不同的加料顺序可以制备DTC和ε-CL的无规及嵌段共聚物.对共聚物结构进行了表征.     

双中心多孔聚合物作为多相催化剂实现CO2在温和条件下高效转化

由于对化石燃料的高度依赖和二氧化碳(CO₂)的过度排放,大气中CO₂浓度从280 ppm上升到400 ppm左右,导致全球变暖和其他气候问题.在这种情况下,如何有效降低空气中的CO₂浓度成为近年来最迫切的研究领域之一.另一方面,作为一种无毒、廉价且丰富的C1资源,CO₂也可以转化为各种高附加值的工业产品,如甲酸、一氧化碳、甲烷、甲醇以及碳酸酯等.其中CO₂与环氧化物转化生成环碳酸酯的环加成反应具有良好原子经济性,在近年来引起了人们的广泛关注.尽管已有多种多相和均相催化剂应用于该反应,但已有的催化剂特别是多相催化剂往往具有反应条件苛刻、催化剂易损失以及需要可溶性的共催化剂等缺点,从而限制了它们的进一步实际应用.因此,发展多相催化剂实现在温和和无共催化剂条件下的CO₂环加成转化仍是一个挑战.本文通过自由基共聚的方法,以乙烯基功能化的金属卟啉和季膦盐作为单体制备了一种新型多孔有机聚合物(POP-PBnCl-TPPMg-x).考虑到金属卟啉和季膦盐常作为CO₂环加成反应中的Lewis酸和Lewis碱活性中心,我们通过自由基共聚实现了这两种活性中心在分子水平上的结合与协同.所得的催化剂的组成和结构通过固体核磁、X射线光电子能谱、氮气吸附、扫描电子显微镜、透射式电子显微镜等手段进行了表征.值得指出的是,所得多相催化剂具有良好的CO₂吸附与富集效应,十分有利于CO₂的催化转化.我们以温和(40℃和1 atm CO₂)并没有任何无可溶性共催化剂存在条件下,进行CO₂与环氧化物的环加成作为探针反应,测试了不同催化剂的催化活性.以催化剂POP-PBnCl-TPPMg-12为例,其催化活性远超过单组分的POP-PBnCl和POP-TPPMg多相催化剂,也超过了二者机械混合的POP-PBnCl+POP-TPPMg-12催化剂,接近均相催化剂PBnCl+TPPMg-12的水平.这表明通过共聚合方法所得到的催化剂可以实现Lewis酸和Lewis碱两种活性中心的分子水平的结合.本文进一步研究了多相催化剂POP-PBnCl-TPPMg-12和均相催化剂PBnCl+TPPMg-12在低浓度CO₂(15%N2 v/v,工业废气中CO₂的浓度)条件下的催化活性,发现在该条件下多相催化剂表现出比均相催化剂更为优异的催化转化性能,且展现出良好的稳定性和循环使用性能,在循环使用5次后仍无明显的活性损失.该催化剂所具有的多相特点和优良的催化性能,因而有望成为实现工业CO₂脱除并转化成高附加值产品的潜在高效催化剂.     

离子液体中氯化稀土催化ε-己内酯开环聚合

 在离子液体中进行了无水氯化稀土催化ε-己内酯(ε-CL)的开环聚合,并考察了不同氯化稀土、环氧化物、环氧化物/氯化稀土摩尔比、单体浓度、单体/氯化稀土摩尔比、反应温度和时间对聚合的影响. 结果表明,无水氯化稀土/环氧化物能有效地催化ε-己内酯在离子液体中进行开环聚合, GdCl3和ErCl3的催化活性比其他稀土氯化物高.当温度为60 ℃, 环氧丙烷/ErCl3的摩尔比为30时, ε-CL 在离子液体［bmim］BF4中聚合30 min, 单体的转化率可达到96.0%, 粘均分子量(Mv)为2.54×104. 分别采用NMR和示差扫描量热对聚合物的结构和热性能进行了表征. 结果表明, ε-CL 在离子液体中发生了酰氧键断裂,聚合的机理是配位-插入机理.     

聚合物负载季鏻盐催化 CO2 与环氧化物的环加成反应

 制备了聚合物负载的季鏻盐催化剂, 并用于 CO₂ 与环氧氯丙烷环加成反应中. 采用红外光谱、热分析、原子吸收光谱和扫描电子显微镜等手段测定了催化剂的结构、热性能、磷元素含量和表面形貌等. 考察了 CO₂ 压力、温度、催化剂用量和反应时间等对环加成反应性能的影响. 结果表明, 在催化剂用量为 0.09 g, CO₂ 压力为 4.5 MPa, 于 150 ^oC 反应 6 h 时, 3-氯甲基环碳酸酯收率可达 97.7%, 选择性大于 99%. 且催化剂易分离回收, 重复使用 5 次后产物收率和选择性没有明显下降. 同时探讨了该催化剂上 CO₂ 环加成合成环碳酸酯的可能机理.     

三(2,4,6-三甲基苯氧基)稀土配合物引发DL-丙交酯开环聚合特征与机理的研究

Tris(2,4,6-trimethylphenolate) lanthartide [Ln(OTMP)3] has been prepared and employed for ring-opening polymerization of D,L-lactide (LA) as single-component catalysts. The characteristics, kinetics and mechanism were examined. The polymerization is first-order with respect to monomer and initiator concentration, and the overall activation energy amounts to 62.9 kJ/mol. DSC curve disclosed the random structure of PLA. ^1H NMR spectrum analysis demonstrates that the polymerization of LA proceeded through acyl-oxygen bond cleavage.     

金属卟啉白蛋白结合体模拟SOD酶性能研究

将两类水难溶性金属卟啉(MP),meso-四苯基卟啉金属配合物(MTPP,M=ZnII,CoII)和meso-四(p-羟基苯基)卟啉金属配合物(MTpHPP,M=ZnII,CoII)分别与牛血清白蛋白(BSA)结合,制得水溶性金属卟啉白蛋白结合体(MP@BSA).采用UV-vis光谱、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)、圆二色谱进行了表征与分析,发现金属卟啉的水溶性和稳定性得到大幅度提高.采用NBT光还原法测定了MP@BSA结合体清除超氧阴离子自由基(O2·-)的能力,发现结合体MP@BSA具有清除O2·-的性能,与小分子金属卟啉相比,结合体的抗O2·-性能提高了一个数量级.MP@BSA抗氧化活性分别是VC和BSA的600倍和40倍.其中,羟基取代金属卟啉结合体表现出更强的清除O2·-的活性,CoTpHPP@BSA的EC50为1.5μmol/L,对天然Cu,Zn-SOD的模拟度为2.73%.最后提出了生物高分子结合体清除O2·-的可能机理.     

聚苯胺/离子液体/蒙脱土纳米复合材料的制备及其导电性能研究

采用1-羧甲基-3-甲基咪唑氯化盐离子液体对钠化蒙脱土进行插层改性,然后用苯胺的盐酸溶液进行二次插层,以过硫酸铵为氧化剂,盐酸溶液为掺杂剂,使进入离子液体/蒙脱土(CMMIm/MMT)层间的苯胺(An)发生氧化聚合反应,制备了一种具有良好导电性的聚苯胺/离子液体/蒙脱土复合材料(PANI/CMMIm/MMT).用红外光谱、X-射线衍射,热重分析和DSC对样品进行了表征.结果表明当离子液体/蒙脱土用量为7.5%、盐酸浓度为1mol/L、过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1∶1、0℃下反应6h时制备的PANI/CMMIm/MMT纳米复合材料电导率最高,达到了0.3S/cm,是相同条件下聚苯胺/钠化蒙脱土纳米复合材料电导率的2.5倍,聚苯胺的7.5倍.