吕小兵课题组PNAS：环氧烷烃与环状酸酐对映选择性三元共聚反应研究进展

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高分子聚合物的立构规整度、重复单元的序列和组成对其性质有着重要的影响。以聚丙烯（PP）为例，等规聚丙烯（iPP）是应用较为普遍的高分子材料，其具有160 °C的熔融温度；间规聚丙烯（sPP）的物化性质与等规聚丙烯相近，其抗冲击强度为等规聚丙烯的两倍，但刚性和硬度则仅及后者的一半；无规聚丙烯（aPP）则是一种仅具有-15 °C玻璃化转变温度、柔软有弹性的热塑性树脂。同时，调控聚合物性质的另一种有效方法是通过二种乃至三种不同单体的调聚合反应实现聚合物重复单元序列和组成的可控性。调聚合高分子材料所具有的四种常见序列结构，即交替、随机、梯度和嵌段结构，对聚合物物理性质和应用价值有着重要的影响。

       近日，吕小兵教授团队基于多手性双金属协同催化实现环氧烷烃高对映选择性开环的研究思路（ACS Catal. 2019, 9, 1915；JACS 2016, 138, 11493; 2019, 141, 8937），开发出新型多手性双金属铝催化剂，实现了外消旋环氧烷烃与环状酸酐的动力学拆分共聚反应和内消旋环氧烷烃与环状酸酐的去对称化共聚，制备出立构规整性手性聚酯材料，并进一步实现了内消旋环氧烷烃、外消旋环氧烷烃、环状酸酐的不对称三元调聚合反应，制备出一系列具有梯度或随机结构的手性聚酯。就聚合物的热性质而言，梯度调聚物由于重复单元的比例不同而呈现出由一种结晶形式向另一种结晶形式过渡的趋势；而随机聚合物则仅具有一个可调变的混合玻璃化转变温度。
       相关研究成果成果发表在PNAS 2020, 3 , 202005519上。文章第一作者为大连理工大学博士生李杰（该生在本科期间就在课题组开展相关研究工作，先前已经以第一作者在JACS发表两篇高水平研究论文和在ACS Catal.发表一篇全文，并成功获德国洪堡博士后资金），通讯作者为吕小兵教授。该工作得到了国家自然科学基金（21690073；21920102006），教育部长江学者与创新团队发展计划（IRT-17R14）的支持。


       文章来源：大连理工大学
       吕小兵，教育部“长江学者”特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、大连理工大学博士生导师。研究方向：金属有机化合物合成与不对称催化；基于小分子活化的立体选择性可控聚合；二氧化碳活化与催化转化。