中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室崔冬梅

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崔冬梅，1963年生，现为中科院长春应化所高分子物理与化学国家重点实验室研究员，博士生导师。目前主要承担国家自然科学面上基金、科技部“973”课题、吉林省科技厅科技发展计划基金、人事部留学回国人员基金、中科院创新基金等项目。已获得科研经费1000余万元。研究领域是稀土配合物的设计与催化性能的研究。旨在解决“合成天然橡胶”工业化过程中的关键科学问题，以及制备高性能可生物降解材料，替代“白色”污染型、石油资源依赖型聚烯烃材料。目前采用开发的新型稀土阳离子体系制备的聚异戊二烯橡胶已达到了天然橡胶的理想结构，并在研究催化剂分子结构-催化性能-高分子材料性能之间的规律方面取得了重要成果，为催化剂设计奠定了理论基础。已在J.Am.Chem.Soc., Angew.Chem.Int.Ed., Macromolecules., Chem.Eur.J., Organometallics等发表论文100多篇（IF＞5.0的 43篇，IF＞3.0的89篇），被他引约1784次，其中2篇入选Organometallics 2007年度引用次数最高的20篇论文；申请发明专利10项，授权1项；指导研究生33人，21名已获博士学位，1名已获硕士学位。在读博士后1名，已出站博士后2人。曾多次应邀在国际、国内学术会议上做邀请报告。


崔冬梅　研究员
博士生导师
稀土金属有机配合物设计与催化可控聚合及可生物降解高分子合成
合成楼217室
电话：0431-85262773
传真：0431-85262773
Email：dmcui@ciac.ac.cn
教育和工作经历
2013.9-11　科罗拉多州立大学 访问教授
2005-至今　中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室，研究员
2002-2004　日本理化学研究所，JSPS特别博士后
2002-　　　香港浸会大学，访问学者
1996-1997　英国拉夫堡大学，访问学者
1992-2002　长春工业大学，讲师、副教授、教授
1988-1992　沈阳药科大学，讲师
1998-2001　中国科学院长春应用化学研究所，理学博士学位
1985-1988　大连理工大学，工学硕士学位
1981-1985　大连理工大学，工学学士学位
学术兼职

主要荣誉
2014年　朱李月华优秀教师
2012年　国务院政府特殊津贴
2010年　吉林省“三八”红旗手标兵
2005年　中国科学院“百人计划”
2002年　JSPS 特别博士后
研究兴趣
研究资助
国家自然科学基金2005年20571072，2006年20674081；科技部“973”（2005CB623802）；科技部8632009年；国家自然科学基金重点项目2009年20934006；吉林省科技厅（20050555）；中国科学院“百人计划”；长春应用化学研究所杰出人才基金。
研究领域和现状
1.共轭双烯烃高选择性聚合催化剂
　　共轭双烯烃可以进行顺式1,4-、反式1,4-、1,2-(或3,4-)等区域选择性聚合，以及1,2-(或3,4-)间同、全同、无规等区域、立体选择性聚合，得到结构变化多样的聚合产物。其中高顺式1,4-聚异戊二烯和聚丁二烯是工业、国防和航天应用最广泛的橡胶。而反式1,4-、1,2-或3,4-聚双烯烃是医用、或高性能橡胶的重要组分。生物体系的选择性在温和条件下可以达到100%，比如天然橡胶中异戊二烯的顺式1,4-结构可达100%，但对于合成催化剂实现97%以上就非常困难。然而结构的细微差别会导致产物性能的极大变化。因此开发易合成、高催化活性、选择性、适于工业化生产的催化体系，一直是学术界特别是工业界非常具有吸引力而又十分棘手的课题之一。我们采用新的催化剂设计理念，合成了一系列高选择性催化体系，并研究了选择性控制机理。
2.可生物降解高分子合成催化剂
　　聚烯烃等塑料的发展非常迅速，在生产和生活中的作用不可或缺。但对环境造成的白色污染和对石油资源的依赖也成为人类生存与发展极其沉重的负担。因此，不依赖于石油资源的材料或使用后可生物降解高分子材料越来越受到研究者、公司和政府的关注。聚己内酯、聚丙交酯和聚碳酸酯是代表性的可生物降解高分子材料，其单体来源丰富、廉价而且是非石油资源，降解后的产物不污染环境。它们广泛应用于组织工程和缓释、控释和靶向等药物制剂，并有望部分取代聚烯烃等通用塑料。我们合成了一系列稀土金属有机配合物，它们可以催化丙交酯聚合，在数分钟内可达100%转化率；可以催化己内酯聚合获得超高分子量的聚脂；可以单组分催化环氧烷与二氧化碳的交替共聚合，得到高分子量、高碳酸酯含量的聚合物。目前，本课题组正在合成新型催化剂旨在进一步提高其催化活性、对单体的立体选择性，及其与非极性单体的共聚性，获得性能多元化、组成可调节的新材料。
主要代表性论文
1. Cui, D. M.; Tardif, O.; Hou, Z. M., J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (5), 1312-1313.
2. Cui, D.; Nishiura, M.; Hou, Z. M., Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44 (6), 959-962.
3. Liu, B.; Cui, D.; Ma, J.; Chen, X.; Jing, X., Chem. Eur. J. 2007, 13 (3), 834-845.
4. Gao, W.; Cui, D., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (14), 4984-4991.
5. Li, S.; Miao, W.; Tang, T.; Dong, W.; Zhang, X.; Cui, D., Organometallics 2008, 27 (4), 718-725.
6. Wang, B.; Cui, D.; Lv, K., Macromolecules 2008, 41 (6), 1983-1988.
7. Li, S.; Cui, D.; Li, D.; Hou, Z., Organometallics 2009, 28 (16), 4814-4822.
8. Liu, B.; Liu, X.; Cui, D.; Liu, L., Organometallics 2009, 28 (5), 1453-1460.
9. Jian, Z.; Cui, D.; Hou, Z.; Li, X., Chem. Commun. 2010, 46 (17), 3022-3024.
10. Jian, Z.; Tang, S.; Cui, D., Chem. Eur. J. 2010, 16 (47), 14007-14015.
11. Li, D.; Li, S.; Cui, D.; Zhang, X., Organometallics 2010, 29 (9), 2186-2193.
12. Liu, D.; Luo, Y.; Gao, W.; Cui, D., Organometallics 2010, 29 (8), 1916-1923.
13. Lv, K.; Cui, D., Organometallics 2010, 29 (13), 2987-2993.
14. Yang, Y.; Lv, K.; Wang, L.; Wang, Y.; Cui, D., Chem. Commun. 2010, 46 (33), 6150-6152.
15. Zhang, Z.; Cui, D.; Wang, B.; Liu, B.; Yang, Y., Polymerization of 1,3-Conjugated Dienes with Rare-Earth Metal Precursors. In Molecular Catalysis of Rare-Earth Elements, Roesky, P. W., Ed. 2010; Vol. 137, pp 49-108.
16. Zhao, W.; Cui, D.; Liu, X.; Chen, X., Macromolecules 2010, 43 (16), 6678-6684.
17. Jian, Z.; Cui, D.,Chem. Eur. J. 2011, 17 (51), 14578-14585.
18. Jian, Z.; Tang, S.; Cui, D.,Macromolecules 2011, 44 (19), 7675-7681.
19. Hu, Y.; Miyake, G. M.; Wang, B.; Cui, D.; Chen, E. Y. X., Chem. Eur. J. 2012, 18 (11), 3345-3354.
20. Jian, Z.; Cui, D.; Hou, Z., Chem. Eur. J. 2012, 18 (9), 2674-2684.
21. Jian, Z.; Rong, W.; Mou, Z.; Pan, Y.; Xie, H.; Cui, D., Chem. Commun. 2012, 48 (60), 7516-7518.
22. Pan, Y.; Rong, W.; Jian, Z.; Cui, D., Macromolecules 2012, 45 (3), 1248-1253.
23. Wang, Y.; Zhao, W.; Liu, X.; Cui, D.; Chen, E. Y. X., Macromolecules 2012, 45 (17), 6957-6965.
24. Zhao, W.; Wang, Y.; Liu, X.; Chen, X.; Cui, D.; Chen, E. Y. X., Chem. Commun. 2012, 48 (51), 6375-6377.
25. Zhao, W.; Wang, Y.; Liu, X.; Cui, D., Chem. Commun. 2012, 48 (37), 4483-4485.
26. Zhao, W.; Wang, Y.; Liu, X.; Cui, D., Chem. Commun. 2012, 48 (38), 4588-4590.
27. Mou, Z.; Liu B.; Liu X,; Xie H.; Rong W.; Li L.; Li S.; Cui D., Macromolecules 2014, 47,(7) 2233−2241.
28. Li, L.; Liu, B.; Liu, D.; Wu, C.; Li, S.; Liu, B.; Cui, D., Organometallics2014, 33 (22), 6474-6480.
29. Li, S.; Wang, M.; Liu, B.; Li, L.; Cheng, J.; Wu, C.; Liu, D.; Liu, J.; Cui, D., Chem. Eur. J. 2014, 20 (47), 15493-15498.
30. Liu, B.; Wang, X.; Pan, Y.; Lin, F.; Wu, C.; Qu, J.; Luo, Y.; Cui, D., Macromolecules 2014, 47 (24), 8524-8530.
31. Liu, B.; Han, B.-y.; Zhang, C.-l.; Li, S.-h.; Sun, G.-p.; Cui, D.-m., Chin. J. Polym. Sci. 2015, 33 (5), 792-796.
32. Liu, B.; Li, L.; Sun, G.; Liu, D.; Li, S.; Cui, D., Chem. Commun. 2015, 51 (6), 1039-1041.
33. Liu, D.; Wang, R.; Wang, M.; Wu, C.; Wang, Z.; Yao, C.; Liu, B.; Wan, X.; Cui, D., Chem. Commun. 2015, 51 (22), 4685-4688.
34. Liu, D.; Yao, C.; Wang, R.; Wang, M.; Wang, Z.; Wu, C.; Lin, F.; Li, S.; Wan, X.; Cui, D., Angew. Chem.2015, 54 (17), 5205-5209.
35. Rong, W.; He, D.; Wang, M.; Mou, Z.; Cheng, J.; Yao, C.; Li, S.; Trifonov, A. A.; Lyubov, D. M.; Cui, D., Chem. Commun. 2015, 51 (24), 5063-5065.
36. Yao, C.; Lin, F.; Wang, M.; Liu, D.; Liu, B.; Liu, N.; Wang, Z.; Long, S.; Wu, C.; Cui, D., Macromolecules2015, 48 (7), 1999-2005.
成果评述
研究组人员概况
研究助理和事务助理6人
副研究员：李世辉，刘波
助理研究员：吴春姬，刘东涛，刘新立
事务助理:姬辉娜
博士后4人
吴广峰，高伟（已出站），和东亮，王梅艳
在读研究生10人
姚昌广D3，谢鸿雁D3，刘博（联培），李磊D2，林飞D2，刘娜D2，王子川D2，龙时宇D2，李川阳M3，华修芳M1，黄建铭M1，刘照贺M1
毕业研究生去向
苗蔚：河南工大(Prof. Assoc.)
王敦：海南大学(Prof. Assoc.)
刘波：Marie-Curie(法)Fellow
李世辉：RIKEN(日) Fellow
杨溢：大阪大学(Prof. Assist.)
王保力：日本理化所协力研究员
吕奎：BASF (上海) (Senior Res.）
王玲芳：Univ. of Rennes (法) (Postdoc.)
刘东涛：CIAC(Prof. Assis.)
李丹凤：Univ. Rovira i Virgili (西班牙)/Henkel (上海) (Senior Res.)
简忠宝：Univ. Konstanz (德) Alexander-von-Humboldt (洪堡）
赵伟：Kaust (沙特)(Postdoc.)
潘玉鹏：Kaust(沙特) (Postdoc.)

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Copolymerization of Lactide and Cyclic Carbonate via Highly Stereoselective Catalysts To Modulate Copolymer Sequences
Xinli Liu, Xiufang Hua, Dongmei Cui*
MACROMOLECULES, 51(3), 930-937, 2018


聚丙交酯（PLA）具有良好的生物相容性和生物可降解性，广泛用于包装材料、医用缝合线、药物控释体系等方面。但均聚丙交酯因此侧链缺乏可官能化基团，使其在一些应用方面受到限制。相比于将丙交酯单体官能化，含有各种取代基的环状碳酸酯单体合成容易。进一步的，聚碳酸酯也具有良好的生物相容性及生物可降解性，但碳酸酯单体与丙交酯单体可控共聚合较为困难。崔冬梅老师课题组报道了利用对外消旋丙交酯具有高杂同聚合能力的胺基桥连的双酚类稀土配合物催化光学纯丙交酯（L-LA和D-LA）及外消旋丙交酯（rac-LA）与功能化碳酸酯（TMCR）的共聚合，并对高杂同催化剂对共聚物分子链序控调控能力进行了详细研究。

利用高杂同钇的配合物与醇组成聚合催化体系，根据动力学试验其催化rac-LA与TMCR共聚时可得到楔形共聚物；当催化L-LA或D-LA与TMCR共聚时可得到无规共聚物，且共聚物的序列结构不受醇和碳酸酯种类的影响。通过Fineman−Ross方程计算共聚单体的竞聚率发现：当L-LA与TMCR1共聚时，rL LA=0.58，rTMCR1=0.70，说明两单体更易交叉共聚而难以均聚从而形成无规共聚物；而rac-LA与TMCR1共聚时,rrac-LA=2.29，rTMCR1=0.51，说明rac-LA倾向于先均聚形成楔形共聚物。
这是由于杂同催化剂的结构使得一种光学纯的LA插入后更容易插入另一种光学纯的LA，所以杂同催化剂催化rac-LA聚合速率较快，而催化光学纯LA的聚合速率较慢。另一方面，虽然碳酸酯单体的均聚速率快于丙交酯，但是其配位能力要弱于丙交酯。综合考虑，杂同催化剂催化L-LA与TMCR共聚时，非手性的TMCR相当于另一种光学纯的LA（D-LA）,使得kTL≈kLT>kTT，得到无规共聚物。当使用没有选择性的催化剂时相应的序列结构也消失，这开创了一种使用立体选择性催化剂催化不同手性单体与非手性单体共聚来调控共聚物序列的新方法。


不同微观结构的共聚物也使得功能化碳酸酯单体在聚合物链中分布不同，通过click反应，可以方便地将共聚物进行后官能化。本文将呋喃基团和具有AIE效应的四苯乙烯基团接到聚合物侧链，从而方便地赋予共聚物新的性能。

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吉林日报讯(记者陈淼 实习生周倩如 陈观星)近日，2020年吉林省科学技术奖揭晓。由中国科学院长春应用化学研究所崔冬梅研究员等完成的“稀土催化剂精准控制大宗通用单体选择性配位聚合”成果荣获2020年吉林省自然科学奖一等奖。
　　崔冬梅研究员团队的该项研究成果，发现和发明了精密控制配位聚合选择性的新机理、新方法和新策略，采用简单单体构筑出新颖链结构的大分子，不仅发展了配位聚合理论，而且开发出高性能、具有应用前景的新材料。围绕上述工作的8篇代表性论文中5篇影响因子大于12,其中4篇分别发表在《美国化学会志》和《德国应用化学》。授权发明专利11项，3项美国专利和1项欧洲专利，1项专利入选2010年中国百件优秀专利。