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朱亮亮课题组利用生物大分子的模板选择性策略实现拓扑寡聚反应分子量的控制

发布时间:2018-10-04 

分子量的控制是聚合研究中的重要问题。对于高聚合反应,控制链引发,链增长和链终止是实现分子量控制的关键。对于低聚反应,更多策略是通过逐步合成重复单元的引入来实现分子量控制。与使用常规溶液化学的这些合成反应相比,拓扑反应通常不需要反应辅助剂和溶剂化(Acc.Chem.Res.2008,41,1215; Chem.Soc.Rev.2009,38,1958)。因此,它在现代合成化学领域具有独特的吸引力。尽管从这个观点来看方便快捷,但拓扑反应的键合和断裂键在很大程度上取决于原子在有限距离内的复合。因此,化学家们一直在关注反应物预配位的策略,以追求拓扑反应的速率和效率。精确控制拓扑聚合反应的分子量一直很难实现。

针对这方面的科学问题,澳门太阳城平台高分子科学研究组朱良亮以聚丁二烯体系(PDA)为模型,试图利用柔性可控的生物大分子模板实现分子化。拓扑光解反应的重量选择性。通过一系列的优化和探索,研究小组最终发现,以牛血清白蛋白(BSA)为模板,芳基二乙炔单体可在紫外光下交联形成二聚体;以小牛胸腺DNA为模板,芳基丁二炔单体可在紫外光下交联形成二聚体和三聚体的混合物;当使用肝素钠(HS)作为模板时,芳基丁二炔单体可以在紫外光下。交联的引发仅形成三聚体。因此,使用生物大分子的模板选择性来方便地实现对拓扑光解酶反应的分子量的精确控制是方便的。这项工作的主要机制是在三种生物大分子模板上使用芳基丁二烯单体末端正电荷基团(咪唑盐)和负电荷基团(羧酸盐,磷酸盐,磺酸盐)的静电荷。差异是由反应性单体的动态分布程度引起的。

同时,利用不同种类聚亚芳基丁二炔的电子能级差异,产品具有明显的荧光性质,其中二聚体具有良好的蓝光效果;三聚体具有良好的黄光效果;该混合物表现出互补的白光效果。除了生物大分子本身的天然生物相容性之外,这些拓扑光反应系统在生物成像的通道选择性方面也显示出良好的应用前景。

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该研究的结果发表在Macromolecules上,参见DOI: 10.1021/acs.macromol.8b01824,2018年10月3日在线。(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.8b01824)。本文的第一作者是博士后贾晓勇。这项工作得到了丁建东教授的研究团队和华东理工大学张伟副教授的支持。

(有关更多信息,请参阅朱亮亮的网站:

http://www.www.bikanju.com/polymer/research/zhull /)

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