Angew：具有多氮杂环卡宾的聚合物配体可增强纳米粒子表面功能化的稳定性和反应性
新春快乐，今天给大家分享的是Angew上的文章“Polymer Ligands with Multi-Nitrogen Heterocyclic Carbenes for Enhanced Stability and Reactivity in Nanoparticle Surface Functionalization”
【摘要】
氮杂环卡宾 (NHC) 正在成为纳米粒子 (NPs) 表面功能化中传统硫醇配体的有效替代品，在恶劣条件下为 NPs 提供出色的稳定性。然而，NHC 的高反应性限制了它们在将化学活性基团引入 NP 表面中的应用。在此，我们开发了一种通用但强大的策略，用于使用带有各种功能团的共聚物配体对 NPs 进行有效的表面功能化。聚合物配体由多个 NHC 嵌段组成，用于在 NPs 上进行表面结合，以及用于结合功能团的聚（反应性酯）嵌段。多个 NHC 嵌段使 NPs 在更广泛的 pH 值（0-14）、温度变化（- 78°C-100°C）和电解质浓度（0-1000 mM）范围内具有出色的胶体稳定性。通过聚（反应性酯）嵌段的原位氨解，各种活性官能团可以单独或一起引入到 NP 表面。我们进一步证明了这些功能化纳米颗粒的化学反应性，包括加成聚合、狄尔斯-阿尔德反应和席夫碱反应。该方法适用于各种类型的纳米颗粒，包括金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒，甚至上转换纳米颗粒，从而为基于纳米颗粒的功能材料的设计和创造开辟了新途径。
图 1. 含 NHC 的聚合物配体在 NP 功能化中增强稳定性和反应性的示意图。
图2. NHCs接枝的AuNPs表面氨解。
图 3. 氨解后 AuNPs 的稳定性。
图4. 共聚-NHCs接枝的NPs的原位功能化。
图 5. 功能化 NPs 的反应性。
图 6. Fe3O4 和 NaYF4 NPs 的表面功能化。
【结论】
我们开发了一种多功能且强大的方法，可以将具有各种功能基团的含 NHC 聚合物有效整合到 NP 表面上。与用单 NHC 或均聚 NHC 聚合物接枝的 NP 相比，用共聚 NHC 改性的 NP 表现出增强的环境稳定性，可承受更广泛的 pH 值、温度变化和电解质浓度。通过对聚合物配体中的 PPFPMA 进行氨解，可以将各种活性官能团整合到 NP 表面上。共聚 NHC 嵌段与 PPFPMA 嵌段的整合使 NP 能够在恶劣条件下进行复杂的化学反应，包括加成聚合、狄尔斯-阿尔德反应和席夫碱反应。值得注意的是，我们的方法的多功能性已通过成功功能化具有不同成分的 NPs 得到证明，包括金属 NPs（例如 Au）、金属氧化物 NPs（例如 Fe3O4）和稀土元素掺杂的上转换 NPs（例如 NaYF4）。我们的策略有效地解决了合成具有活性功能基团的 NHC 聚合物配体的挑战，为设计适合各种应用的功能性 NPs 提供了潜力。
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原文DOI：https://doi.org/10.1002/anie.202419640
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