链长和序列同时可控的高分子对于精确揭示高分子的链结构与其性质之间的关系具有重要的意义,但在合成方法上仍面临很大挑战。本课题将设计一系列序列明确的可聚合新单体,通过发掘原子转移自由基加成反应的新应用,发展这些单体的新合成方法;针对几类新的序列明确高分子的结构要求,发展序列明确可聚合单体通过碳-碳键形成序列分布可控高分子的模块化聚合新方法,进而实现控制高分子链长和序列分布的精密聚合;研究重点将集中在序列明确可聚合单体和高分子的设计新思路及新合成方法学的建立;在此基础上,深入研究链长和序列分布对高分子性质的影响,争取能更加精确揭示高分子的序列结构与性质间的关系规律。
sequence-regulated vinyl polymers;acyclic diene metathesis polymerization;radical reactions;intramolecular cyclization;multi-component polymerization
序列可控聚合物的合成是高分子化学领域最具挑战性的研究方向之一。本项目提出了利用序列明确烯类单体模块的聚合制备序列可控聚合物的新思想,发展了两种通过自由基偶联反应和非环二烯烃的易位聚合制备周期性序列烯类共聚物的新方法,得到了一系列新型结构的共聚物,研究了序列结构对聚合物性质的影响规律。证明序列规整性的聚合物具有较高的结晶性,主链或侧链中的特殊序列结构会导致分子内环化反应的发生,生成热力学稳定的5元环内酯或内酰胺,是改变和调控聚合物性质的重要手段。发展了基于Passerini反应的多组分聚合方法,证明这类聚合反应机理为逐步聚合机理,是一类简单、温和、高效和多样性的聚合新反应。利用该反应合成得到一系列聚合物,包括线型聚合物(聚酯、聚酰胺、聚酯-酰胺),序列可控聚合物,星型、支化和超支化聚合物,树状聚合物,光断裂型聚合物。