大环聚合物的合成成本较高,目前还只能局限在实验室内而得不到实际的应用。本课题根据大环聚合物的特点,探索其实际使用途径,设计合成具有蛋白反应活性的大环聚合物,并尝试用其修饰药用蛋白。药用蛋白的昂贵价格可以稀释大环聚合物合成的高成本;同时大环聚合物本身具有粘度低、位阻大的特点,能够对蛋白-大环聚合物复合体的性能进行优化。在聚合物的合成过程中,将活性自由基聚合和点击化学相结合,发挥二者的优势(活性自由基聚合体系易于合成结构规整的聚合物;点击化学的反应速度快、副反应少),合成结构规整的、带有多种反应官能团的大环聚合物。在大环聚合物的纯化过程中,尝试使用功能树脂分离大环聚合物与线形聚合物,使纯化步骤得以简化。通过将大环聚合物应用于蛋白修饰领域,同时利用功能树脂简化聚合物的纯化过程,有可能探索出大环聚合物的实际应用途径,并为后继的拓展工作,如多大环聚合物的合成等打下基础。
polymerization methodology;one pot;multicomponent reaction;click chemistry;cyclic polymer
本项目以发展高分子合成方法学为导向,以合成具有蛋白反应活性的聚合物大环为最终目的,尝试了多种反应,取得的主要成果如下 1)建立了多组分可控自由基聚合体系,将单体合成与聚合反应在一锅内完成,高效、简便地制备了一系列新型聚合物,并探索了这些新型聚合物的独特性质; 2)提出了多组分点击化学的概念,即某些高效多组分反应可以视为点击反应。由此筛选出具有点击化学性质的多组分反应,并将它们应用于高分子科学、化学生物学、材料科学等领域,初步建立了多组分点击化学体系;自2012年以来,已发表SCI论文16篇(Macromolecules(2);ACS Macro Letters(3);Chemical Communications(1);Polymer Chemistry(9);Macromolecular Chemistry and Physics(1)),培养硕士一名,多次参加国际会议并做邀请报告。在后继研究中,功能化大环聚合物的合成将继续作为我们的研究目标,以体现多组分反应的特点与优势。