中科大陈昶乐教授课题组将商业化环酰胺用于催化聚乳酸合成
聚乳酸等绿色高分子材料的开发和应用，是解决由传统高分子材料带来的白色污染、化石资源耗竭等问题，实现人类可持续发展的战略途径之一。近年来，如何利用简单、易得的催化剂，实现高效、可控、用户友好的开环聚合反应，继而制备聚乳酸等可绿色高分子材料，成为了高分子化学界追求的重要目标之一。
最近，中国科学技术大学陈昶乐教授课题组通过使用简单、商业化的环酰胺，如ε-己内酰胺、2-氧化吲哚等，与简单的醇盐，如甲醇钠、甲醇钾等结合，设计了一种新型的布朗斯特碱/路易斯酸双功能催化剂。通过选择合适的环酰胺，该催化剂能够高活性且可控地聚合L-丙交酯，得到聚乳酸，同时还能够催化ε-己内酯和δ-戊内酯的开环聚合，得到相应的聚酯。其中，环酰胺的环状结构有利于形成布朗斯特碱/路易斯酸协同催化体系，对于高催化活性的实现至关重要。作者还以环酰胺的pKa值作为定量指标，证明了催化剂的碱性强弱对于调节聚合活性及分子量分布的重要作用，同时发现2-氧化吲哚与醇钠的结合能够实现高活性、高可控性和选择性的L-丙交酯开环聚合(3min内，丙交酯转化率大于90%，分子量多分散指数小于1.1)。作者还对布朗斯特碱/路易斯酸双功能催化剂的形成机理作了进一步的探讨。
这一研究成果发表于美国化学会旗下的Macromolecules杂志上，论文第一作者为中国科学技术大学博士生谭忱，通讯作者为中国科学技术大学陈昶乐教授。
论文信息：
Chen Tan, Shuoyan Xiong, and Changle Chen*
Fast and Controlled Ring-Opening Polymerization of Cyclic Esters by Alkoxides and Cyclic Amides
Macromolecules, 2018, 51, 2048.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.7b02697
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