大连理工大学吕小兵教授团队徐铁齐教授：极性烯烃立体选择性聚合催化剂的创制
高分子聚合物是现代社会最通用的材料，它以其丰富的形态和多重的性能已经渗透到了我们生活的方方面面。其中，极性烯烃单体聚合形成的聚合物含有杂原子官能团，其在粘性、韧性、界面性质（染色性和印刷性）、与溶剂或其它聚合物的相容性方面较传统的非极性聚烯烃材料有明显的优势。虽然自由基聚合、阴离子聚合和路易斯酸碱聚合能够实现对于这类单体的聚合，却不能有效控制聚合物的立体化学。配位聚合是控制非极性烯烃聚合过程立体化学最有效的方法，然而，极性烯烃单体中的杂原子在配位聚合过程中非常容易使金属中心中毒，从而使其失活，因此，极性烯烃单体的立体选择性聚合研究相对较少，特别是含有强配位能力吡啶的极性烯烃单体一直无法实现聚合过程的立体选择性控制。因而，开发简单高效的催化体系并实现对于吡啶基单体的可控聚合是非常重要的挑战。
大连理工大学吕小兵教授团队的徐铁齐教授研究组在前期工作中利用四齿酚醚稀土催化剂实现了极性烯烃2-乙烯基吡啶的等规选择性聚合，得到半结晶性等规聚2-乙烯基吡啶，等规度（mmmm）达到88%，熔点达到205℃。
最近，该研究组进一步利用简单的稀土金属烷基化合物Lu(CH2SiMe3)3(THF)x(Py)2−x (x = 0, 1, 2)，首次高活性（TOF>4000 h-1）同步实现了活性聚合和等规选择性聚合。得到具有几乎完美结构的等规聚合物，等规度（mmmm）大于99%，熔点达到217℃。进一步，聚合物的立体选择性可以通过外加路易斯碱的量进行调控，获得等规度精确可调的聚合物，等规度可调控范围为37-99%。基于这一特点通过聚合过程中路易斯碱的添加和移除首次制备了等规-无规立体多嵌段聚合物。
以上相关成果分别发表在ACS Catalysis (ACS Catal. 2016, 6, 4907-4913)和Macromolecular (Macromolecules, 2018, 51, 2240–2246)上。论文的第一作者为大连理工大学化工与环境生命学部博士生闫超，通讯作者为徐铁齐教授。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.8b00125
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