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硫-迈克尔点击反应具有反应条件温和、官能团兼容性好等优点,在高分子科学与材料科学等领域得到了广泛的应用。然而,目前硫-迈克尔点击聚合反应仍然局限于逐步聚合机理,从而在一定程度上限制了它们的应用范围。因此,发展连锁式的硫-迈克尔点击聚合反应将具有重要的意义。 近日,中山大学黄汉初课题组通过对硫-迈克尔反应机理的研究,设计了一类烯丙基硫大环单体,并发展了它们高效的连锁点击聚合反应。密度泛函理论计算表明,迈克尔加成反应是整个链增长过程的决速步,在烯丙基硫的γ位引入芳环不仅有利于抑制交叉偶联副反应的发生,而且可以通过形成共轭结构有利于链增长过程的进行。
为了实现这一目标,作者首先通过烯丙基硫的模板反应验证了设计的可行性,接着在此基础上合成了一系列含有烯丙基硫结构的大环单体。这些大环单体可以DBU催化剂的作用下发生高效的连锁点击聚合反应,生成高分子量高产率的含硫聚合物。此外,当利用三乙胺作为碱催化,巯基乙酸乙酯作为引发剂,可以使聚合反应得到较好的控制,并且可以通过调控单体/引发剂的比例,实现不同分子量聚合物的制备。 随后,作者通过紫外光原位产生催化剂的方式实现了聚合反应的时空调节。所得聚合物由于末端硫醇含量较高,可进一步用于聚合物偶联合成嵌段共聚物。此外,聚合物主链中的硫醚可被氧化成砜,生成砜聚合物。通过以上实验,初步表明该连锁点击聚合反应具有很好的应用前景。 综上所述,作者通过对硫-迈克尔点击反应机理的系统研究,发展了一类新型的大环单体连锁点击聚合反应。该聚合反应有望为新型功能高分子材料的合成提供独特的方法。 论文信息 Mechanism-Guided Design of Chain-Growth Click Polymerization Based on a Thiol-Michael Reaction Suqiu Jiang, Prof. Hanchu Huang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202217895

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