超分子聚合物是超分子化學(xué)與高分子化學(xué)交叉的前沿研究領(lǐng)域。盡管基于非共價(jià)鍵作用的超分子聚合物研究已取得了長足的進(jìn)步,但是如何實(shí)現(xiàn)超分子聚合物的可控制備仍是需要解決的問題(參見Chem. Rev., 2015, 115, 7196)。在國家自然科學(xué)基金委員會(huì)和科技部“973”計(jì)劃的支持下,清華大學(xué)化學(xué)系張希教授課題組開展了可控超分子聚合方面的研究。
在前期工作中,他們提出了自分類識(shí)別驅(qū)動(dòng)并控制的超分子聚合新方法。基于主客體相互作用的自分類識(shí)別,可以調(diào)節(jié)構(gòu)筑基元的剛?cè)嵝裕瑥亩鴮?shí)現(xiàn)對(duì)超分子聚合物分子量的可逆調(diào)控 (參見Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 5351)。之后,他們提出了超分子單體這一新概念,及利用超分子單體的共價(jià)聚合來制備超分子聚合物的方法。超分子單體是通過非共價(jià)鍵作用連接但可以進(jìn)行共價(jià)聚合的單體。不同于傳統(tǒng)的制備超分子聚合物的方法,超分子單體的共價(jià)聚合將不易調(diào)控的非共價(jià)聚合轉(zhuǎn)化為可控的共價(jià)聚合,為實(shí)現(xiàn)超分子聚合物的可控制備提供了新思路(參見Polym. Chem., 2014, 5, 323; J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 2017, 55, 604)。
圖1:超分子界面聚合的示意圖
最近,張希教授和徐江飛助理研究員將超分子化學(xué)和界面聚合相結(jié)合,建立了超分子界面聚合這一新方法。如圖1所示,基于四重氫鍵作用,在有機(jī)相構(gòu)筑兩端帶有巰基的超分子單體,利用巰基與缺電子雙鍵的點(diǎn)擊反應(yīng),超分子單體與水相中的雙官能度馬來酰亞胺單體在界面發(fā)生聚合,成功制備了超分子聚合物。通過改變超分子界面聚合的反應(yīng)條件,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)超分子聚合物的性質(zhì)如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的有效調(diào)控。
與均相溶液中的超分子聚合相比,超分子界面聚合具有以下優(yōu)勢(shì):(1)制備方法簡便、可控、易操作;(2)產(chǎn)物的聚合度不易受單體摩爾比及濃度影響;(3)單體選擇范圍寬,可用于溶解性質(zhì)差異大、不易找到共溶劑的單體。
超分子界面聚合方法的建立進(jìn)一步豐富了超分子聚合的方法學(xué),為可控制備超分子聚合物材料提供了新的契機(jī)(參見Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201703572)。
論文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201703572/pdf
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