华中科技大学周兴平教授团队《ANGEW》：生物降解聚合物研究最新成果

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2月3日，《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）杂志以“Hot Paper”形式在线刊发了华中科技大学化学与化工学院周兴平教授团队最新研究成果“一氧化碳快速定量插入Co-O键触发的可切换聚合反应” (Switchable Polymerization Triggered by Fast and Quantitative Insertion of Carbon Monoxide into Cobalt‐Oxygen Bonds,Angew. Chem. Int. Ed.doi.org/10.1002/anie.201914216)”。华中科技大学为第一完成单位，博士后王勇是论文第一作者和通讯作者，周兴平教授和法国图卢兹大学Rinaldo Poli教授是论文的共同通讯作者，解孝林教授、博士研究生赵亚军、朱帅帅和山东农业大学徐静教授为共同作者。

生物降解聚合物在酶或者微生物作用下能完全降解为水和二氧化碳等环境可消纳的化合物，作为传统非降解聚合物的替代品可从根本上解决“白色污染”问题。目前，以聚碳酸亚丙酯（PPC）、聚乳酸（PLA）、对苯二甲酸/己二酸/丁二醇共聚酯（PBAT）为代表的生物降解聚合物已实现产业化，市场需求在过去10年保持快速增长的趋势，预计2020年可达120万吨。但是与非降解聚合物相比，生物降解聚合物生产成本较高，在力学和热学性能等方面还存在一定差距。

常温常压下CO定量快速插入Co-C键触发聚合机理从ROCOP向OMRP切换

嵌段共聚合反应是通过分子设计调控聚合物性能的重要途径。在前期工作中，研究团队以高压氧气为分子开关调控(Salen)Co催化剂的活性种，实现了聚合机理从可控/活性自由基聚合（CRP）到开环共聚反应（ROCOP）的智能转化，一步合成了聚醋酸乙烯酯-b-PPC嵌段共聚物（Angew. Chem. Int. Ed.2019,58,14311-14318）。研究团队通过持续创新，以常压一氧化碳和可见光作为双重开关，实现了聚合机理从ROCOP到OMRP的原位转化，利用酸酐、环氧化合物、丙烯酸酯的混合单体一步合成了生物降解聚酯-b-聚丙烯酸酯嵌段共聚物。与前期工作相比，一氧化碳调控聚合机理切换的实施条件更温和、合成效率更高。合成的嵌段共聚物同时具有生物降解聚酯和聚丙烯酸酯的优良性能，可有效调控生物降解聚合物性能；同时，该嵌段共聚物也可作为生物降解聚酯共混物及其复合材料的相容剂，为实现生物降解聚合物的高性能化和低成本制造提供了有效途径。

该研究工作得到了国家重点研发计划（2016YFB0302400）和国家自然科学基金青年项目（21604027）资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914216

来源：华中科技大学

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