中国科学技术大学陈昶乐教授团队在烯烃聚合领域取得新进展

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近日，中国科学技术大学陈昶乐教授团队在烯烃聚合方向取得重要进展。该成果以“A Versatile Ligand Platform for Palladium- and Nickel-catalyzed Ethylene Copolymerizations with Polar Monomers”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed杂志上。

聚烯烃一般是非极性的，因此染色、印刷等很多性质较差。因此，在聚烯烃链中引入少量的极性单体，可以极大的提高聚合物的一系列性质、拓宽其商业用途。作者希望通过设计过渡金属催化剂来实现烯烃与极性单体的配位共聚。这一过程的实现非常具有挑战性，也被认为是聚烯烃领域最后的“圣杯”之一。尽管经过几十年的研究，目前只有非常少量的催化剂体系可以实现烯烃与大宗极性单体（极性官能团直接连接在烯烃双键上）的共聚反应：比如二亚胺钯、膦磺酸钯、膦酚镍等。在这一领域中，绝大多数的工作都是围绕这些已知催化剂体系的改进，全新的催化剂体系的发展非常困难。

陈昶乐课题组在发展新型烯烃聚合催化剂方向进行了大量的工作，也积累了丰富的催化剂设计的经验。在一系列前期工作的基础上，他们提出了“ligand rigidity”以及“electronic-asymmetry”的组合策略，从而成功的设计出一系列五元环[P, P=O]钯、镍络合物。在乙烯与大宗极性单体共聚过程中，钯、镍催化剂均表现出优异的催化性能。所得共聚物具有较高的分子量，熔点以及较高的极性单体插入比。极性单体包括丙烯酸甲酯，丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯，乙烯基醚等工业上常用的极性单体。特别地，其中镍催化乙烯与极性单体共聚的工作是目前鲜有的报道。这一工作为新型催化剂的设计提供了一条新思路。