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大連理工利用二氧化碳方法設計出結晶梯度聚碳酸酯
2015-04-14  來源:中國聚合物網(wǎng)

  4月13日,大連理工大學精細化工國家重點實驗室“小分子活化與仿生催化”教育部創(chuàng)新團隊探索出化學固定二氧化碳新方法,成功設計出結晶狀化合物——結晶梯度聚碳酸酯,提高了二氧化碳的使用范圍。

  二氧化碳是主要的溫室氣體,也是自然界最重要和最豐富的碳源。因此,化學固定二氧化碳是各國科學家普遍關注的課題。然而,由于二氧化碳的高熱力學穩(wěn)定性,使其難以活化轉化為有用的化學品。

  劉野博士、副教授任偉民博士和呂小兵教授緊密合作,通過他們創(chuàng)制的手性優(yōu)勢雙核鈷催化劑,高活性與高對映選擇性實現(xiàn)了二氧化碳與各種內(nèi)消旋環(huán)氧烷烴的不對稱交替共聚合反應,聚合產(chǎn)物的對映選擇性高達99%,獲得了各種結晶性的二氧化碳共聚物。成功設計出一類新穎的結晶梯度聚碳酸酯,其熔點溫度可在一定范圍內(nèi)調節(jié),大大拓展了二氧化碳的使用范圍。相關研究工作以題為“Crystalline-gradient polycarbonates prepared from enantioselective terpolymerization of meso-epoxides with CO2”的通訊形式發(fā)表在Nature Communication 。

  盡管部分手性聚碳酸酯是結晶的,但仍有很多是完全無定型的。研究團隊發(fā)現(xiàn)不管是可結晶還是無定型的,具有相同結構但不同構型的手性聚碳酸酯經(jīng)簡單的自組裝,可以形成高結晶性聚碳酸酯,耐熱性能明顯提高。相關研究工作以題為“Crystalline Stereocomplexed Polycarbonates: Hydrogen-bond Driving Interlocked Orderly Assembly of the Opposite Enantiomers”發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. ,并被該雜志選為VIP文章。

  該研究組還創(chuàng)新性提出并實現(xiàn)了具有不同結構和不同構型的手性聚碳酸酯經(jīng)過簡單的自組裝,也可以形成高結晶性的聚碳酸酯。相關研究工作以題為“Crystalline Hetero-stereocomplexed Polycarbonates Produced from Amorphous Opposite Enantiomers Having Different Chemical Structures”即將發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 。

  他們還詳細研究了手性優(yōu)勢雙核鈷催化體系在二氧化碳與內(nèi)消旋環(huán)氧烷烴的不對稱交替共聚合過程,提出了分子內(nèi)雙金屬協(xié)同催化聚合物鏈增長的不對稱共聚合機理。

  精細化工國家重點實驗室“小分子活化與仿生催化”教育部創(chuàng)新團隊長期致力于碳循環(huán)和氮循環(huán)的研究,在部分領域做出了具有引領性的創(chuàng)新工作,在高立構規(guī)整性降解性聚碳酸酯合成和結晶性聚碳酸酯創(chuàng)制方面最富有特色。

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(責任編輯:xu)
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