华南理工大学秦安军教授和唐本忠院士: 水参与的新型三键聚合反应制备可后功能化的聚酰胺
水是一种非常丰富、便宜、可持续的资源，但是由于种种限制，很难作为共聚单体参与聚合反应。例如，在很多缩聚反应中，水是副产物反应体系中水的积累不利于反应平衡的正向移动，因此需要尽快把水从反应体系中除去。水有时也是终止反应的猝灭剂，很多聚合反应需要在严格的无水条件下进行。因此，使用水作为共聚单体制备聚合物是一个非常巨大的挑战。
近期，秦安军教授和唐本忠院士等人在Macromolecules上发表了一篇利用水作为共聚单体，构建聚合物的文章，题为“Facile Polymerization of Water and Triple-Bond Based Monomers toward Functional Polyamides”。文中介绍的以水为共聚单体进行聚合，不仅突破传统限制，而且提供了一条直接、新颖的新反应路线来制备聚酰胺。此外，所得聚酰胺可以容易地后官能化。聚合后修饰（PPM）可以有效地消耗预聚物上的反应性基团，以富集具有相同骨架的聚合物的功能。通过简单的Sonogashira反应和取代反应，可以方便地对聚酰胺进行后修饰。值得一提的是，通过取代反应进行的聚合后修饰甚至不需要纯化聚合物，可以采用“一锅法”进行。因此，该法提供了聚合物后功能化的便利平台，为其应用提供了广阔的前景。浙江大学张洁为第一作者。
图1 水、异腈和溴代炔类单体的聚合方案
图2 PI（聚酰胺）的NMR图谱
A 空气下制备。B 氮气下制备。
图3 PI的红外光谱
A 双异腈单体（1a）。B 双溴代炔类单体（2a）。C PI。
图4模型化合物5的合成路线
图5 PI的红外光谱
图6 13C NMR谱
图7 聚合物固体薄膜的光折射光谱
图8 光致发光光谱（PL谱）
A PI在THF和THF /水混合物中的PL谱。
B 在THF /水混合物中相对PL强度与水含量的关系图。
图9 通过不同反应进行PI后修饰路线
本项工作，在温和条件下首次实现了将水作为单体之一的聚合反应，同时，此类新型聚合反应提供了一条合成聚酰胺的新方法。此外，所得的聚酰胺可通过多种简单的方法进行后修饰，为其功能化提供了广阔的平台。
论文链接：
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.7b01592
来源：材料人网
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