Macromolecules ：水参与的新型三键聚合反应制备可后功能化的聚酰胺

尚志者王 7年前 (2017-10-24) 3975浏览

【引言】

水，作为自然界中廉价易得的资源，在化学反应中一般作为副产物而被人所知。而水参与的有机和聚合反应报道较少。鉴于催化体系的脆弱性和聚合物的溶解性，目前将水作为一种单体用来合成高分子依然面临着巨大的挑战。本文中，研究人员面对这一挑战，开发了一条利用水和异腈及溴代炔的聚合反应路线。在温和的反应条件下，获得了具有高分子量（高达41 700）和高立构规整性（Z-异构体比例高于80％）的产物，产率高达98.1％。所得聚合物具有良好的溶解性、热稳定性和较高的折射率。通过设计单体向聚合物中引入四苯基乙烯后，聚合物显示出独特的聚集增强荧光（AEE）现象。此项工作不仅首次实现了水作为单体之一的聚合，同时为聚酰胺类化合物的合成开辟了一条新的道路。另外，所得聚合物可以通过多条简单的路径进一步后修饰，为其功能化提供了一个广阔的平台。

【成果简介】

水是一种非常丰富、便宜、可持续的资源，但是由于种种限制，很难作为共聚单体参与聚合反应。例如，在很多缩聚反应中，水是副产物反应体系中水的积累不利于反应平衡的正向移动，因此需要尽快把水从反应体系中除去。水有时也是终止反应的猝灭剂，很多聚合反应需要在严格的无水条件下进行。因此，使用水作为共聚单体制备聚合物是一个非常巨大的挑战。

近期，秦安军教授和唐本忠院士（共同通讯作者）等人在Macromolecules上发表了一篇利用水作为共聚单体，构建聚合物的文章，题为“Facile Polymerization of Water and Triple-Bond Based Monomers toward Functional Polyamides”。文中介绍的以水为共聚单体进行聚合，不仅突破传统限制，而且提供了一条直接、新颖的新反应路线来制备聚酰胺。此外，所得聚酰胺可以容易地后官能化。聚合后修饰（PPM）可以有效地消耗预聚物上的反应性基团，以富集具有相同骨架的聚合物的功能。通过简单的Sonogashira反应和取代反应，可以方便地对聚酰胺进行后修饰。值得一提的是，通过取代反应进行的聚合后修饰甚至不需要纯化聚合物，可以采用“一锅法”进行。因此，该法提供了聚合物后功能化的便利平台，为其应用提供了广阔的前景。浙江大学张洁为第一作者。

【图文导读】

图1 水、异腈和溴代炔类单体的聚合方案