Macromolecules ：水參與的新型三鍵聚合反應制備可后功能化的聚酰胺

尚志者王 6年前 (2017-10-24) 3570瀏覽

【引言】

水，作為自然界中廉價易得的資源，在化學反應中一般作為副產物而被人所知。而水參與的有機和聚合反應報道較少。鑒于催化體系的脆弱性和聚合物的溶解性，目前將水作為一種單體用來合成高分子依然面臨著巨大的挑戰。本文中，研究人員面對這一挑戰，開發了一條利用水和異腈及溴代炔的聚合反應路線。在溫和的反應條件下，獲得了具有高分子量（高達41 700）和高立構規整性（Z-異構體比例高于80％）的產物，產率高達98.1％。所得聚合物具有良好的溶解性、熱穩定性和較高的折射率。通過設計單體向聚合物中引入四苯基乙烯后，聚合物顯示出獨特的聚集增強熒光（AEE）現象。此項工作不僅首次實現了水作為單體之一的聚合，同時為聚酰胺類化合物的合成開辟了一條新的道路。另外，所得聚合物可以通過多條簡單的路徑進一步后修飾，為其功能化提供了一個廣闊的平臺。

【成果簡介】

水是一種非常豐富、便宜、可持續的資源，但是由于種種限制，很難作為共聚單體參與聚合反應。例如，在很多縮聚反應中，水是副產物反應體系中水的積累不利于反應平衡的正向移動，因此需要盡快把水從反應體系中除去。水有時也是終止反應的猝滅劑，很多聚合反應需要在嚴格的無水條件下進行。因此，使用水作為共聚單體制備聚合物是一個非常巨大的挑戰。

近期，秦安軍教授和唐本忠院士（共同通訊作者）等人在Macromolecules上發表了一篇利用水作為共聚單體，構建聚合物的文章，題為“Facile Polymerization of Water and Triple-Bond Based Monomers toward Functional Polyamides”。文中介紹的以水為共聚單體進行聚合，不僅突破傳統限制，而且提供了一條直接、新穎的新反應路線來制備聚酰胺。此外，所得聚酰胺可以容易地后官能化。聚合后修飾（PPM）可以有效地消耗預聚物上的反應性基團，以富集具有相同骨架的聚合物的功能。通過簡單的Sonogashira反應和取代反應，可以方便地對聚酰胺進行后修飾。值得一提的是，通過取代反應進行的聚合后修飾甚至不需要純化聚合物，可以采用“一鍋法”進行。因此，該法提供了聚合物后功能化的便利平臺，為其應用提供了廣闊的前景。浙江大學張潔為第一作者。

【圖文導讀】

圖1 水、異腈和溴代炔類單體的聚合方案