浙江大学张兴宏教授课题组在富硒聚合物合成研究方面取得进展

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硒（Se）是一种半金属元素，位于元素周期表的第六主族，具有与硫相近的化学性质。相比于硫原子，硒原子具有更低的电负性，更大的原子半径。这些特征赋予了硒高的化学反应活性。含硒的高分子材料是一种功能性材料，在响应性和生物医学材料具有多种潜在应用，引起了研究者广泛的兴趣。清华大学许华平教授课题组在含硒聚合物的合成以及应用方面做出了杰出贡献。迄今，关于结构可控的富硒聚合物合成研究的报道仍不多见。

图1

最近，浙江大学张兴宏教授课题组通过环氧单体与γ-硒代丁内酯的交替共聚，首次实现了主链含硒聚酯的合成（图1）。作者以生物质的γ-丁内酯作为原料，参照文献方法由两步反应，得到了γ-硒代丁内酯。然而与γ-丁内酯不同，实验证实γ-硒代丁内酯的开环聚合非常困难（−40 ~100 °C，有机碱），原因主要在于γ-硒代丁内酯具有更低的环张力。他们采用环张力大的环氧单体与γ-硒代丁内酯进行共聚反应，以有机碱为催化剂，实现了室温下γ-硒代丁内酯的开环聚合。共聚反应具有近乎完美的交替共聚和区域选择性反应特征：所得含硒聚酯的交替度> 99％，头尾结构含量> 99％，且可以由控制单体的量实现“开-关”共聚。所得的含硒聚酯每个链节均含有常见的酯键和Se醚键，且末端基可控，可得到两端羟基的含硒聚酯，也可得到含Se-Se键的含硒高分子。所得含硒聚酯具有好的热学性能，其初始热分解温度高达275°C，玻璃化转变温度低至-59°C，溶解于常见有机溶剂中；含硒聚酯具有高的折光指数(1.61−1.62)和良好的离子电导率(掺杂锂盐，1.09 ×10⁻⁶S/cm，30 °C；1.73 × 10⁻⁴ S/cm，100 °C)，表明这些材料具有潜在的广阔应用前景。

以上相关成果发表在Macromolecules (DOI: 10.1021/acs.macromol.9b02025)。文章第一作者为博士生张成建，通讯作者是张兴宏教授。

文章相关链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.9b02025

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