苏州大学张正彪教授系统评述:序列可控高分子的合成及应用
自然界中存在的许多生物大分子,如核酸和蛋白质,都具有精确的序列结构,这些精确序列结构对其功能的表达起到了关键的作用。而在合成高分子领域,大量研究表明序列结构对高分子的性能也有着重要的影响。最近,研究人员将具有精确序列结构的高分子作为一种新型信息存储载体,表现出很好的应用前景。然而,由于合成高分子的聚合机理比较特殊,要实现其序列结构的调控具有很大的难度。因此,序列可控高分子的高效合成方法、序列结构与性能关系以及应用研究是近年来高分子科学研究领域的热点方向之一。
苏州大学张正彪教授课题组一直致力于序列可控高分子的合成研究。在前期工作中,他们创新地利用乙烯吡啶单体与氟醇溶剂之间的强氢键作用来构建“超分子单体”,并发现氟醇分子的电子诱导和体积位阻双重效应使得聚合过程呈现出交替共聚倾向。近期,该课题组提出了一种利用“休眠单体”进行序列调控的新策略:首先利用呋喃/马来酰亚胺之间的温度响应性动态共价键构建“休眠单体”,仅仅通过改变聚合温度,便实现了序列可控高分子的高效和定制合成;进一步地,他们利用具有多重反应特性的马来酰亚胺作为“合成子”,通过合理的结构设计,高效合成了具有单一分子量且序列结构精确的高分子。该高分子中的序列信息可通过串联质谱进行有效读取,是一种潜在的信息存储载体(图1)。
图1(a) 序列精确高分子的合成; (b) 串联质谱(MALDI TOF MS/MS)读取序列信息
张正彪教授课题组在《高分子学报》2018年第9期发表的专论中系统介绍了序列可控高分子的合成及应用的研究进展。他们首先介绍了序列可控与序列精确两个名词间的内在联系及区别;随后,专论总结了近年来国内外在序列可控高分子领域的研究进展,着重介绍了该课题组的系列研究成果,如“超分子单体”、“休眠单体”以及“马来酰亚胺合成子”三种序列可控高分子的合成新策略;最后,他们对序列结构与高分子性能之间的关系以及序列可控高分子的研究进展作了介绍。专论指出随着有机合成和高分子合成新方法的出现,序列可控高分子的合成手段将会得到大大拓展,序列可控高分子的结构-性能关系以及应用研究将会进一步深化。
论文链接:
http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180101zhangzhengbiao.pdf
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基于活性阴离子聚合方法的功能化聚合物序列可控合成研究进展
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