青岛科大华静团队: 丁二烯聚合区域选择性新见解 挑战传统机制认识

学术   科学   2025-02-03 11:40   北京  

文章简介

阴离子聚合因其“活性”和可控的特性成为高分子合成领域的基础方法之一。烷基锂可以引发共轭二烯烃的阴离子聚合,而加入路易斯碱可以显著提高其区域选择性。数十年来,科学界认为路易斯碱是通过改变活性中心电子效应来影响二烯烃阴离子聚合的区域选择性的。





近日,青岛科技大学化学华静教授团队的最新研究系统性揭示了位阻效应在丁二烯聚合区域选择性中的关键作用,挑战了传统的电子效应决定机制。

该工作通过单晶 X 射线衍射研究了活性中心的结构,并结合原位核磁共振实验、同位素标记实验和 DFT 计算,提出了基于“空间位阻”和“构象约束”的区域选择性新机理。研究表明,具有刚性大位阻的路易斯碱能够有效提升聚合过程中 1,2-单元的含量。根据上述机理,作者合成了一系列新型路易斯碱,用于丁二烯阴离子聚合的结构调节剂,可在宽温度范围内制备 1,2-单元含量 >99% 的超高乙烯基聚丁二烯,其结构控制能力超过已知所有结构调节剂。

该研究不仅为阴离子聚合区域选择性的深层机理研究提供了新视角,还为进一步设计和优化高选择性的聚合体系提供了理论依据,为新型聚合物材料的理性设计和高效合成开辟了新的可能性。

该研究成果以 “Unlocking regioselectivity: steric effects and conformational constraints of Lewis bases in alkyllithium-initiated butadiene polymerization”(《解锁烷基锂引发的丁二烯阴离子聚合选择性机理》)为题,发表于英国皇家化学会旗舰期刊 Chemical Science

论文信息

  • Unlocking regioselectivity: steric effects and conformational constraints of Lewis bases in alkyllithium-initiated butadiene polymerization
    Jian Tang, Yuan Fu, Jing Hua, * Jiahao Zhang, Shuoli Peng and Zhibo Li
    Chem. Sci., 2024, 15, 20493-20502
    https://doi.org
    /10.1039/D4SC05144K

作者简介

汤健 博士研究生
青岛科技大学

本文第一作者,青岛科技大学高分子化学与物理专业博士研究生,研究方向为共轭二烯烃阴离子聚合和配位聚合。在 Chemical Science Macromolecules 等著名期刊发表多项研究论文。







华静 教授
青岛科技大学
本文通讯作者,青岛科技大学,高分子学院教授,博士生导师。研究工作突出高分子合成与橡胶工程研究特色,围绕本领域关键性、基础性课题开展创新性研究。主要研究为:双烯烃橡胶的结构设计,包括催化剂制备、聚合物结构控制及应用配方的研究;橡胶弹性体的功能化研究,包括有机无机杂化材料的制备和性能研究、阻尼性橡胶材料、自愈合和记忆性弹性体材料、超疏水表面、柔性传感器等的研究。主持多项国家自然科学基金面上项目和山东省自然科学基金项目。已以第一作者或通讯作者身份在 Chemical Science,Advanced Functional Materials,Macromolecules 等国际知名期刊发表论文 100 余篇。

期刊介绍

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rsc.li/chemical-science

Chem. Sci.

2-年影响因子*7.6
5-年影响因子*8.0
JCR 分区*Q1 化学-综合
CiteScore 分14.4
中位一审周期33 


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    🇺🇸 芝加哥大学

  • Toshiharu Teranishi
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    🇨🇦 多伦多大学

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

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