含糖聚合物可控合成研究进展

活性聚合技术的进步,使设计合成结构可控的含糖聚合物成为可能.本文介绍了阴离子聚合、阳离子聚合、原子转移自由基聚合、可逆加成断裂链转移聚合、硝基氧介导聚合、开环聚合和开环易位聚合等一系列可控/"活性"聚合技术在合成含糖聚合物中的应用,并对这一领域所取得的研究进展及现状进行了综述.     

刺激响应型功能聚合物的合成及应用

刺激响应型聚合物是一类功能性聚合物,它在药物控制释放、基因载体、纳米粒子以及纳米反应器等众多领域具有广阔的应用前景,因此引起了越来越多科学工作者的关注。刺激响应型聚合物多为双亲性聚合物,可通过自组装的方式得到形态各异的聚集体,如胶束、囊泡等。在受到某些外界环境刺激时,它们会产生特异性响应,尤其是功能性聚合物嵌段会发生相应的变化,从而引起整个聚合物结构的相转变和体积相转变。根据环境刺激种类的不同,刺激响应型聚合物可以分成不同类型,本文主要介绍了pH、温度、光、分子、电化学和手性等响应型聚合物,并概括了它们的结构特点以及不同的合成方法,简单说明了它们具有刺激响应功能的作用机理,阐述了结构与性能的联系。另外,还介绍了它们的潜在应用,并对此类聚合物的发展前景作了展望。     

叠氮聚合物的合成

叠氮基团不仅是高含能基团和高反应性基团,而且也可以被转化为其他官能基团。叠氮聚合物可用作高能黏合剂、交联材料以及表面改性材料等,还可以作为合成功能高分子的前体,因此叠氮聚合物的合成研究引起了高分子科学家的广泛关注。到目前为止,叠氮聚合物的合成方法研究取得了新的进展,主要包括: 高分子化学改性法、环醚类叠氮单体阳离子开环聚合法和不饱和叠氮单体自由基聚合法。本文综述了近些年来叠氮聚合物的合成研究方面取得的主要成果和进展,其中包括本课题组的一些研究工作。     

含氟聚合物的合成进展

含氟聚合物由于其优异的化学和物理性能以及广泛的应用前景而受到关注。根据聚合反应单体结构不同,可以通过不同方法合成各种结构的含氟聚合物。这些聚合方法主要是可控／“活性”聚合,例如：原子转移自由基聚合（ATRP）、原子转移自由基一乙烯基自缩合聚合（ATR—SCVP）、可逆加成一断裂链转移聚合（RAFT）、氮氧稳定自由基聚合...     

开环易位聚合合成瓶刷聚合物

瓶刷聚合物是一类具有独特侧链结构的梳形聚合物。功能性瓶刷聚合物在光子晶体、表面活性剂、医药载体、防污涂层以及智能材料等领域具有良好的应用价值。通过开环易位聚合合成瓶刷聚合物的方法具有合成步骤简单、聚合物接枝密度高和侧链组成均一等优点,在控制聚合物组成、分子量和分散性等方面具有显著优势。本文基于开环易位聚合,简述了合成瓶刷均聚物以及嵌段型、混合型和核-壳型三种类型的瓶刷共聚物的方法,并介绍了合成精确结构的瓶刷聚合物的新进展。     

基团转移活性聚合物的接枝共聚

以阴离子聚合法合成的窄分布聚苯乙烯（ＮＤＰＳ）进行氯甲基化后,再与由基团转移聚合法合成的活性聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）进行大分子反应,得到了主链为聚苯乙烯,支链为聚甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物（ＰＳｔｇＰＭＭＡ）;探讨了聚合物的合成条件,ＧＰＣ测试结果表明,得到的接枝共聚物的分子量和设计分子量相近且主链和支链分子量均可较好的控制．利用扫描电镜、核磁和红外技术对ＰＳｔｇＰＭＭＡ的形态、结构进行了表征．     

结构规整的高密度两亲性接枝聚合物刷的合成及其自组装研究

大分子单体通过两种可控聚合方法, 即开环易位聚合(ROMP)和原子转移自由基聚合(ATRP)的联用, 合成一种新型两亲性接枝聚合物刷. 具有高环张力的降冰片烯单侧链大分子单体norbornene-graft-poly(ε-caprolactone)/Br (PCL- NBE-Br)首先进行ROMP反应, 生成聚合物主链, 每个单体单元上含有一条PCL链和一个溴官能团; 然后用含溴的ROMP聚合物poly(norbornene)-graft-poly(ε-caprolactone)/Br (PCL-PNBE-Br)作为大分子引发剂引发单体2-(dimethyl- amino)ethyl methacrylate)的ATRP反应, 生成结构明确的高密度两亲性接枝聚合物刷poly(norbornene)-graft-poly(ε- caprolactone)/poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) (PCL-PNBE-PDMAEMA), 其主链每个单体单元上均含有一条疏水性PCL接枝链和一条亲水性PDMAEMA接枝链. 最后, 研究此类高密度两亲性接枝聚合物刷的自组装行为, 用动态激光光散射(DLS)研究其在混合溶剂(THF/H2O)中的胶束行为, 考察胶束溶液的浓度以及不同长度的亲水性接枝链对胶束尺寸的影响; 利用透射电镜(TEM)观察胶束为球形, 具有类似线团或草莓状的形态.     

用于药物载体的多重响应型聚合物分子的设计与合成

利用原子转移自由基聚合(ATRP)法和连续ATRP法合成了温度敏感型聚合物和pH/温度双重敏感型聚合物。用紫外光谱考察聚合物在水溶液中的温敏行为,发现聚合物的低临界溶解温度(LCST)可以通过单体的比例进行调控,而且聚合物的温度响应行为非常敏感且具有可逆性。pH/温度双重敏感型聚合物还具有非常灵敏的pH响应行为,且不受单体比例的影响。最后,对聚合物胶束的体外释药动力学进行了研究,结果表明聚合物胶束的环境敏感性决定了药物的释放行为。     

卟啉降冰片烯聚合物的合成、表征及性质研究

本文设计合成了卟啉的降冰片烯单体,采用Grubbs催化剂与长链烷基的降冰片烯单体开环易位聚合,直接得到了卟啉降冰片烯聚合物,通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、电化学等手段研究了卟啉降冰片烯聚合物的性质,与小分子单体相比,所得卟啉高分子共聚物相当好地保持了卟啉应有的光物理、电化学等特性.     

梯度引发自由基聚合体系(Ⅰ)——基原法合成超高分子量聚合物

90年代在自由基聚合基础研究领域的一个重要成是“长 短终止”理论被进一步确认和接受[1 ,2 ] .按照该模型 ,聚合反应中的终止反应主要发生在长链自由基与短链自由基或初级自由基之间 ,即长链自由基之间很难进行终止反应 ,链终止常数随链长增加而急剧下降 .80年代初 ,Ｓｉｍｉｏｎｅｓｃｕ等[3] 曾报道了用等离子体照射封有单体的玻璃管 ,尔后放入暗处聚合的工作 ,发现不仅可得到分子量上千万的聚丙烯酸或聚丙烯酰胺 ,而且聚合活性可保持几十个小时 ;国内学者[4] 利用该法也得到了分子量接近千万的聚丙烯酰胺 .基于这种终止模型和实验结果 ,…     

烯烃易位聚合研究新进展环烯烃开环易位聚合和非环二烯易位聚合

本文综述了近年来环烯烃开环易位聚合和非环二烯易位聚合研究新进展，并以活性开环易位聚合催化剂作了详细概述。     

可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合在星形聚合物合成中的应用

可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合作为一种新型活性自由基聚合,由于其具有单体适用面广、操作条件温和、实施聚合的方法多--本体、溶液、乳液、悬浮聚合均可的优点已经在分子设计方面取得了广泛的应用.星形聚合物作为一种特殊结构的聚合物,由于其具有较低的结晶度、较小的流体动力学体积等独特的性质,越来越引起研究者的重视.本文综述了近几年来采用RAFT法合成星形聚合物的研究进展.根据合成星形聚合物所用的RAFT多官能团试剂种类,对RAFT法合成星形聚合物的反应进行了分类.     

活性开环歧化聚合合成梳形聚合物

综述了近年来利用活性开环歧化聚合反应合成规整结构梳形聚合物的研究工作进展。     

N-杂环卡宾配体在聚合反应中的研究进展

N-杂环卡宾(NHC)配体的优异催化性能引起了人们的广泛关注,已成功应用于多种烯烃聚合反应。本文主要介绍NHC及其在开环易位聚合、烯烃配位聚合和原子转移自由基聚合等反应中的应用。在此基础上,指出了今后NHC配体在聚合反应研究的发展方向。     

5,6-苯并-2-亚甲基-1,3-二氧环庚烷的活性自由基开环聚合反应

活性 (或称可控 )自由基聚合研究是目前高分子科学的研究热点之一[1～ 8] .活性自由基聚合制备的聚合物具有分子量随转化率提高而线性增加、分子量分布窄和聚合反应为一级反应动力学等特点 .自由基开环聚合所得产物体积收缩小 ,某些含有不饱和双键的螺环单体发生双开环聚合时甚至发生体积膨胀 ;开环聚合还可在聚合物主链上引入各种官能团 ,如酯基、碳酸酯基、酮基等 [9～ 12 ] .因此 ,用活性聚合的方法对自由基开环聚合的分子量和分子量分布进行控制 ,可以制备出具有各种不同结构和性能的新聚合物 . Wei等 [13] 报道了利用稳定自由基法实现…     

原子转移自由基聚合在制备水溶性聚合物中的应用

水溶性聚合物在工业、农业、医药等领域都有着广泛用途,但随着对水溶性聚合物精细化的要求,寻找新的结构可控的合成方法已成为迫切需求.而利用原子转移自由基聚合(ATRP)则可能得到分子量可控、分子量分布窄的水溶性聚合物.本文主要讨论了利用ATRP合成水溶性聚合物过程中单体、引发剂、催化剂、溶剂、反应温度和时间的影响,并结合聚丙烯酸类、聚丙烯酰胺类以及聚苯乙烯和聚丙烯酸酯的衍生物等具体实例加以了分析.     

Ceiling Degree of Polymerization for Brush Polymers Prepared via ROMP of Poly(tert-Butyl Acrylate) Macromonomers

Controlled preparation of brush polymers is important in the design of functional materials. In this study, poly(tert-butyl acrylate) macromonomers functionalized with norbornenyl end group(NB-PtBA) were synthesized via atom transfer radical polymerization in three different molecular weights, 2000(NB-PtBA-2k), 3000(NB-PtBA-3k), and 8000(NB-PtBA-8k). Additionally, brush polymers with PtBA as side chains were synthesized via ring-opening metathesis polymerization(ROMP). Kinetic studies on ROMP of NB-PtBA showed that there was a ceiling degree of polymerization(CDP) for the brush polymers, beyond which the polymerization of NB-PtBA was out of control. For brush polymers of P[NB-PtBA-2k] and P[NB-PtBA-3k], CDPs were estimated to be ca. 400, but the value of P[NB-PtBA-8k] was ca. 100. Therefore, the controlled ROMP of brush polymers was critical at the CDP limit with increased macromonomer molecular weight.     

Ring-opening metathesis polymerization of cis-5-norbornene-endo-2,3-dicarboxylic anhydride derivatives using the grubbs third generation catalyst

A series of cis-5-norbornene-endo-2,3-dicarboxylic anhydride(NDCA,M1) derivatives(M2-M4) with different types of nonpolar substituted groups were synthesized and characterized by ~1H/~(13)C-NMR and mass spectrometry(MS). Ringopening metathesis polymerization(ROMP) of these monomers using the Grubbs third generation catalyst(G3) generated high molecular weight polymers with much improved solubility compared with the NDCA's homopolymer. It was found that the solubility of these polymers increased with increased substituent's steric hindrance. The living polymerization of NDCA derivative containing the bulkiest substituent(M4) catalyzed by G3 in tetrahydrofuran was confirmed by the kinetic studies with low polydispersity indices(PDI)( 1.30). By using sequential ROMP, well-defined diblock copolymers containing anhydride groups were synthesized.     

Synthesis of miktoarm star (block) polymers based on a heterofunctional initiator via combination of ROP, ATRP and functional group transformation

Versatile miktoarm three-arm star polymers, (polystyrene)(polyε-caprolactone)₂ ((PS)(PCL)₂), (PS-b-poly(n-butyl acrylate))(PCL-b-PS-b-poly(n-butyl acrylate))₂ ((PS-b-PnBA)(PCL-b-PS-b-PnBA)₂) and (PtBA-b-PS)(PCL-b-PtBA-b-PS)₂ were synthesized via combination of atom-transfer radical polymerization (ATRP), functional group transformation technique and ring opening polymerization (ROP) using 1,1-dihydroxymethyl-1-(2-bromoisobutyryloxy)methyl ethane (DHB) as a heterofunctional initiator. In the synthesis of (PS)(PCL)₂ by combination of ROP of ε-caprolactone (ε-CL) and ATRP, the implementation sequence, ROP followed by ATRP, was proved to be effective to get a well-defined miktoarm star polymer than the reverse one. The two miktoarm star block polymers, (PS-b-PnBA)(PCL-b-PS-b-PnBA)₂ and (PtBA-b-PS)(PCL-b-PtBA-b-PS)₂, were prepared by one ROP step, one group transformation and ATRP steps using the same initiator. All the polymers have defined structures and their molecular weights are adjustable with good controllability.