RAFT聚合合成含去醛基功能聚合物研究进展
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《基于葫芦脲可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合物的合成及性能研究》篇一一、引言近年来,葫芦脲可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合物的合成及其在材料科学中的应用受到了广泛关注。
该类聚合物因其独特的可逆加成-断裂链转移反应机制,具有优异的控制聚合物分子量、分子量分布及拓扑结构的能力,被广泛应用于各种高分子材料的制备。
本文旨在研究基于葫芦脲RAFT聚合物的合成方法及其性能,为该类聚合物的实际应用提供理论依据。
二、文献综述RAFT聚合作为一种重要的聚合方法,已在高分子科学领域得到广泛应用。
该法主要依靠链转移剂引发的可逆加成-断裂链转移反应,从而实现对聚合物分子量及分子量分布的有效控制。
葫芦脲类化合物因其独特的空腔结构,可作为有效的链转移剂,在RAFT聚合过程中发挥重要作用。
目前,关于葫芦脲RAFT聚合物的合成及其性能的研究已取得了一系列成果,但仍需进一步探讨其合成方法及性能优化。
三、实验部分1. 材料与方法(1)实验材料:葫芦脲、链转移剂、单体、催化剂等。
(2)合成方法:采用RAFT聚合方法,以葫芦脲为链转移剂,合成目标聚合物。
具体步骤包括单体预处理、引发剂制备、聚合反应等。
2. 聚合物的表征与性能测试(1)表征方法:采用核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等手段对聚合物进行表征。
(2)性能测试:测试聚合物的分子量、分子量分布、热稳定性等性能。
四、结果与讨论1. 聚合物的合成及表征通过RAFT聚合方法,成功合成了基于葫芦脲的聚合物。
NMR和GPC结果表明,聚合物具有较高的分子量及较窄的分子量分布,证明了葫芦脲作为链转移剂在RAFT聚合中的有效性。
2. 聚合物的性能研究(1)热稳定性:通过热重分析(TGA)测试,发现该聚合物具有较好的热稳定性,可满足多种应用需求。
(2)其他性能:此外,该聚合物还具有优异的成膜性、机械性能等,可广泛应用于涂料、胶黏剂、高分子材料等领域。
五、结论本文研究了基于葫芦脲可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合物的合成方法及其性能。
第25卷第7期高分子材料科学与工程Vol.25,No.7 2009年7月POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN GJ ul.2009RAFT 聚合技术在聚合物分子设计领域的应用研究进展陈艳军,张钰英(武汉理工大学材料科学与工程学院高分子材料与工程系,湖北武汉430070)摘要:总结了近十年来可逆加成2断裂链转移聚合技术的制备方法在聚合物分子设计领域的研究进展。
首先介绍该方法在制备窄分子量分布的均聚物方面的应用,比较了该方法在溶液和乳液体系中的特点,同时介绍了该方法在制备无规和交替共聚物方面的应用,并着重介绍了制备特殊链结构的共聚物,如嵌段,星形,接枝以及梯度共聚物方面的研究进展。
并对今后的研究重点和应用前景作了展望。
关键词:可逆加成2断裂链转移;聚合物;分子设计中图分类号:TQ316.3 文献标识码:A 文章编号:100027555(2009)0720170205收稿日期:2008205219基金项目:2007年武汉市青年科技晨光计划(200750731269);国家青年科学基金资助项目(50803048)通讯联系人:陈艳军,主要从事乳液聚合,含氟聚合物以及可控聚合研究, E 2mail :yanjunchen @ 聚合物分子设计是利用不同活性或功能的单体,采用不同的聚合工艺和聚合实施方法合成出具有特殊结构的聚合物,包括具有特殊分子链结构的聚合物(如接枝、嵌段共聚物)、复杂拓扑结构的聚合物(如梳型、星型聚合物)及带有特殊功能团的聚合物(如远螯聚合物)。
可控/“活性”自由基聚合是有效实现聚合物分子设计的主要方法,而RAF T 聚合是活性可控自由基聚合方法中新发展起来的一种。
在RAF T 聚合中,增长自由基与RAF T 试剂的活性加成,生成中间体自由基的可逆裂解,以及裂解自由基的再引发和增长过程,确保了聚合过程的活性可控特征。
目前,利用RAF T 聚合可实现对聚合物分子量大小和分布的控制,并实现聚合物的分子设计,合成具有特定结构和性能的聚合物[1],已成为高分子合成研究最活跃的领域之一。
可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合概述与最新研究进展摘要可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合是一种十分重要的“活性”自由基聚合方法。
这种聚合方式被人们发现以来,RAFT聚合被化学和材料界广泛应用于聚合物的设计和合成上。
本文对RAFT聚合的产生、反应机理等做了简要描述,并综述了其最新研究进展。
关键词RAFT聚合“活性”自由基聚合链转移剂前言活性聚合最早由美国科学家Szwarc于1956年提出。
所谓活性聚合是指那些不存在任何使聚合链增长反应停止或不可逆转副反应的聚合反应。
经历了60年的发展,活性聚合已从最早的阴离子聚合扩展到其它典型的链式聚合:如阳离子(1986年),自由基(1993年)等,并在人们的生产和生活中产生了巨大影响。
活性聚合是高分子发展史上最伟大的发现之一。
活性聚合中依引发机理的不同,分为阴离子活性聚合、阳离子活性聚合、活性自由基聚合、配位活性聚合等。
活性自由基聚合较其它几种聚合方式可聚合的单体多,反应温度范围较宽,能采用的溶剂种类和聚合方法多[1],因而引起了化学和材料界的极大重视。
活性自由基聚合依据其方法可分为引发转移终止(Iniferter)法,稳定自由基聚合(SFRP,NMP)法,原子转移自由基聚合(ATRP)法[2]和可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)法[3]。
其中Iniferter法的缺点是聚合过程难以控制,所得聚合物的相对分子质量与理论值偏差较大,相对分子质量分布较宽;NMP的主要缺点表现在需要使用价格昂贵氮氧自由基,而且氮氧自由基的合成较为困难;ATRP 的劣势则表现在当聚合一些能与过渡金属催化剂形成配位键的单体(如丙烯酸)时的控制力不强,而且较难除去金属离子和催化剂,此外还需要较为苛刻的反应条件(对除氧的要求较高)[4]。
相比而言,可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)法有着其它几种无法比拟的优点(如反应条件温和、适用单体范围广等),使得“活性”自由基聚合技术的发展又向前迈进了一步[5]。
RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物研究进展RAFT聚合法是一种常用的自由基聚合技术,它具有反应活性高、聚合物分子量分布窄等优点,因此在生命科学领域得到广泛应用。
利用RAFT聚合法合成的聚合物可以用作生物材料、药物载体、仿生材料等。
此外,用RAFT合成的聚合物还可用于分子印迹聚合物(MIP)的制备。
蛋白质分子印迹聚合物是一种特殊的聚合物,它是在聚合物中孔隙内通过分子间相互作用将特定分子的形状嵌入到聚合物中,然后再将目标分子从聚合物中释放出来得到的。
蛋白质分子印迹聚合物可以用于分离、识别和检测特定蛋白质。
这种聚合物具有对目标蛋白质高度选择性、灵敏性和稳定性,因此在生物医学、食品安全等领域具有广泛应用。
RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物的过程中,需要选择合适的RAFT单体和交联剂以及反应条件,以控制聚合物分子量和孔隙大小。
目前,常用的RAFT单体包括基于亲水性基团的甲基丙烯酰胺(MAA)和基于疏水性基团的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm),而常用的交联剂包括乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(MAPTAC)。
同时,控制RAFT聚合反应的引发剂、反应溶剂、温度和pH等因素也是制备高质量聚合物的关键。
近年来,研究人员对RAFT聚合法合成的蛋白质分子印迹聚合物进行了广泛的研究。
例如,选择MAA为RAFT单体,EGDMA为交联剂,利用卵清蛋白作为模板,成功制备了一种新型的蛋白质分子印迹聚合物,并用于鸡蛋清中卵清蛋白的选择性分离;利用NIPAAm为RAFT单体,MAPTAC为交联剂,将酪蛋白作为模板,制备了一种高度选择性的酪蛋白分子印迹聚合物,并用于牛奶中酪蛋白的分离和检测。
总的来说,RAFT聚合法是制备蛋白质分子印迹聚合物的一种有效方法,可以用于制备高度选择性和灵敏性的聚合物,具有广泛的应用前景。
未来,我们可以进一步探索不同RAFR单体和交联剂的组合,以设计出更加理想的蛋白质分子印迹聚合物。
RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物研究进展【摘要】本文综述了RAFT聚合法在合成蛋白质分子印迹聚合物方面的研究进展。
在探讨了研究背景和研究意义。
在详细介绍了RAFT聚合法在蛋白质分子印迹聚合物中的应用、影响因素的研究、性能优化策略以及应用展望。
在分析了RAFT聚合法在蛋白质分子印迹聚合物研究中的重要性和未来研究方向。
通过本文的总结,读者可以更好地了解RAFT聚合法在蛋白质分子印迹聚合物领域的发展现状和未来方向,为相关研究提供参考和启示。
【关键词】关键词:RAFT聚合法、蛋白质分子印迹聚合物、研究进展、影响因素、性能优化策略、应用展望、重要性、未来研究方向.1. 引言1.1 研究背景蛋白质分子印迹聚合物是一种具有高选择性和高亲和性的功能材料,可以用于分离、检测、传感等领域。
传统的蛋白质分子印迹聚合物制备方法存在着一些问题,例如聚合物结构复杂、选择性差、再现性差等。
为了克服这些问题,研究者们开始探索新的合成方法,RAFT 聚合法便是其中之一。
RAFT聚合法是一种控制自由基聚合过程的方法,具有良好的控制性和可预测性。
将RAFT聚合法引入蛋白质分子印迹聚合物的合成中,可以提高聚合物的结构控制性和选择性,从而提高其在蛋白质识别和分离中的应用性能。
研究人员对RAFT聚合法在蛋白质分子印迹聚合物中的应用进行了深入研究,希望能够提高印迹聚合物的性能,拓展其应用领域。
在未来,RAFT聚合法有望成为制备高性能蛋白质分子印迹聚合物的重要方法之一。
1.2 研究意义研究RAFT聚合法在蛋白质分子印迹聚合物中的应用具有重要的意义。
通过RAFT聚合法可以实现对聚合物结构和形貌的精确调控,从而提高蛋白质分子印迹聚合物的分子识别和分离性能。
RAFT聚合法可以实现对聚合物功能单体的高效利用,降低制备成本,提高生产效率。
RAFT聚合法也可以为蛋白质分子印迹聚合物的应用领域拓展提供技术支持,推动其在生物医药、环境监测和食品安全等领域的实际应用。
《基于葫芦脲可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合物的合成及性能研究》篇一一、引言随着科技的发展和材料科学的不断进步,聚合物的合成和性能研究成为了众多科研领域的重要课题。
其中,基于葫芦脲的可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合物因其独特的结构和优异的性能,在材料科学、生物医学、环境科学等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在研究基于葫芦脲RAFT聚合物的合成方法及其性能,为该类聚合物的应用提供理论依据。
二、RAFT聚合物的合成1. 实验材料与设备本实验所需材料包括葫芦脲、引发剂、单体等。
实验设备包括搅拌器、温度计、反应釜等。
2. 合成方法基于葫芦脲的RAFT聚合物合成主要采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法。
首先,将葫芦脲、引发剂和单体按一定比例加入反应釜中,在适当的温度和搅拌速度下进行聚合反应。
反应过程中,通过添加适量的链转移剂,实现聚合物的分子量控制和分子量分布的优化。
三、RAFT聚合物的性能研究1. 结构表征利用红外光谱、核磁共振等手段对合成得到的RAFT聚合物进行结构表征,确认其分子结构和化学组成。
2. 性能测试(1)热性能:通过热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)等手段,研究RAFT聚合物的热稳定性和玻璃化转变温度。
(2)机械性能:通过拉伸试验、硬度测试等方法,评估RAFT聚合物的力学性能。
(3)光学性能:利用紫外-可见光谱、荧光光谱等手段,研究RAFT聚合物的光学性能,如光稳定性、发光性能等。
(4)生物相容性:通过细胞毒性试验、血液相容性试验等方法,评估RAFT聚合物的生物相容性。
四、结果与讨论1. 结构表征结果通过红外光谱和核磁共振等手段,确认了RAFT聚合物的分子结构和化学组成。
结果表明,葫芦脲成功引入到聚合物中,且聚合物分子链具有预期的结构。
2. 性能测试结果(1)热性能:RAFT聚合物具有良好的热稳定性,较高的玻璃化转变温度,使其在高温环境下仍能保持较好的性能。
(2)机械性能:RAFT聚合物具有较好的力学性能,可以满足一定的使用要求。
知识介绍可逆加成-断裂链转移活性自由基聚合的应用研究进展刘 勇,金玉子*(延边大学理学院,延吉 133002)摘要:可逆加成-断裂链转移(Reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT)自由基聚合是活性自由基聚合领域的一次突破。
由于该方法具有适用单体范围广、反应条件温和以及聚合实施方法多样等优点,已成为一种有效的分子设计和材料设计手段。
它不但可实现聚合物链端及链段侧基的功能化和制备特定空间拓扑结构的大分子,比如嵌段、星型、梳状及链端氨基聚合物等,还可用于修饰固体材料表面及生物大分子来赋予其特殊的功能。
本文综述了RAFT技术在实际应用中的实施研究进展。
关键词:可控自由基聚合;可逆加成-断裂链转移(RAFT);分子设计自20世纪50年代阴离子活性聚合被发现以来,活性聚合一直是高分子科学领域的研究热点。
80年代实现了阳离子的活性聚合,90年代在应用更为广泛的自由基活性聚合研究上又有了突破,相继发现了氮-氧调控活性自由基聚合(NMP)、原子转移活性自由基聚合(ATRP)以及可逆加成-断裂链转移(RAF T)活性自由基聚合等体系,使自由基聚合的研究空前活跃[1]。
在多种活性自由基聚合技术中,其控制聚合的思路基本上是一致的,即通过自由基活性种的可逆终止或可逆转移形成休眠种,并以此可逆化学平衡的快速交换反应来控制体系休眠种和活性种的浓度。
而RAFT技术则是通过对链转移剂(双硫酯或三硫代碳酸酯)的可逆加成断裂平衡机理来调控体系活性自由基的浓度,以达到控制聚合的目的。
自1998年澳大利亚科学家Rizzardo等提出RAF T活性自由基聚合以来[2],由于其广泛的单体适用性和温和的反应条件等特点,国内外对应的研究越来越多,特别是RAFT试剂的选择合成[3~5]、动力学阻滞效应[6~8]、功能聚合物的合成[9,10]及聚合实施方法[11,12]等方面更为研究者所重视。
可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合概述与最新研究进展摘要可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合是一种十分重要的“活性”自由基聚合方法。
这种聚合方式被人们发现以来,RAFT聚合被化学和材料界广泛应用于聚合物的设计和合成上。
本文对RAFT聚合的产生、反应机理等做了简要描述,并综述了其最新研究进展。
关键词 RAFT聚合“活性”自由基聚合链转移剂前言活性聚合最早由美国科学家Szwarc于1956年提出。
所谓活性聚合是指那些不存在任何使聚合链增长反应停止或不可逆转副反应的聚合反应。
经历了60年的发展,活性聚合已从最早的阴离子聚合扩展到其它典型的链式聚合: 如阳离子(1986年),自由基(1993年)等,并在人们的生产和生活中产生了巨大影响。
活性聚合是高分子发展史上最伟大的发现之一。
活性聚合中依引发机理的不同,分为阴离子活性聚合、阳离子活性聚合、活性自由基聚合、配位活性聚合等。
活性自由基聚合较其它几种聚合方式可聚合的单体多,反应温度范围较宽,能采用的溶剂种类和聚合方法多[1],因而引起了化学和材料界的极大重视。
活性自由基聚合依据其方法可分为引发转移终止(Iniferter)法,稳定自由基聚合(SFRP,NMP)法,原子转移自由基聚合(ATRP)法[2]和可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)法[3]。
其中Iniferter法的缺点是聚合过程难以控制,所得聚合物的相对分子质量与理论值偏差较大,相对分子质量分布较宽;NMP的主要缺点表现在需要使用价格昂贵氮氧自由基,而且氮氧自由基的合成较为困难;ATRP 的劣势则表现在当聚合一些能与过渡金属催化剂形成配位键的单体(如丙烯酸)时的控制力不强,而且较难除去金属离子和催化剂,此外还需要较为苛刻的反应条件(对除氧的要求较高)[4]。
相比而言,可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)法有着其它几种无法比拟的优点(如反应条件温和、适用单体范围广等),使得“活性”自由基聚合技术的发展又向前迈进了一步[5]。
《基于葫芦脲可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合物的合成及性能研究》篇一一、引言近年来,葫芦脲(CB[n])因其独特的空腔结构和优良的物理化学性质,在超分子化学领域中引起了广泛的关注。
特别是,利用葫芦脲进行可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合反应的研究已成为新的研究热点。
本文将针对基于葫芦脲的RAFT聚合物的合成及其性能进行研究。
二、基于葫芦脲的RAFT聚合物的合成(一)实验材料及设备实验所需材料包括葫芦脲、引发剂、单体等。
实验设备包括搅拌器、温度计、紫外-可见分光光度计等。
(二)合成方法采用RAFT聚合反应方法,将葫芦脲作为主要原料进行聚合。
在聚合过程中,利用引发剂引发单体与葫芦脲之间的加成反应,形成链状结构。
通过控制反应条件,如温度、时间等,使链状结构得以稳定增长。
(三)合成过程及产物表征在合成过程中,通过紫外-可见分光光度计等手段对反应过程进行实时监测。
通过调整引发剂用量、反应温度和时间等参数,获得最佳的反应条件。
反应结束后,对产物进行纯化,得到纯净的基于葫芦脲的RAFT聚合物。
利用红外光谱、核磁共振等手段对产物进行表征,确认其结构和性能。
三、基于葫芦脲的RAFT聚合物的性能研究(一)热性能研究通过差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)等方法,研究聚合物的热性能。
结果表明,基于葫芦脲的RAFT聚合物具有良好的热稳定性,能够承受较高的温度变化。
(二)机械性能研究通过拉伸测试和硬度测试等方法,研究聚合物的机械性能。
结果表明,该聚合物具有较高的拉伸强度和硬度,显示出良好的机械性能。
(三)光学性能研究利用紫外-可见分光光度计等手段,研究聚合物的光学性能。
结果表明,该聚合物具有良好的光学性能,可用于制备光电器件等领域。
四、结论本文成功合成了基于葫芦脲的RAFT聚合物,并对其结构和性能进行了深入研究。
结果表明,该聚合物具有良好的热稳定性、机械性能和光学性能,具有广泛的应用前景。
此外,该研究为进一步开发新型的葫芦脲基RAFT聚合物提供了重要的理论依据和实验基础。
RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物研究进展1. 引言1.1 研究背景在本文中,我们将探讨RAFT聚合法在合成蛋白质分子印迹聚合物方面的研究进展,探讨其在生物医学领域的应用前景,以及未来可能的研究方向和发展趋势。
通过对这些问题的深入探讨,可以更好地理解RAFT聚合法在蛋白质分子印迹聚合物领域的潜力和局限性,为未来的研究提供一定的参考和启示。
1.2 研究意义蛋白质是生物体内必不可少的重要大分子,发挥着极其重要的生物功能。
蛋白质的特异性识别性质使其在生物医学领域具有广泛的应用价值,例如用于药物靶向传递、生物传感器和诊断等方面。
目前蛋白质分子的分离、识别及检测仍然面临着挑战,传统的方法往往存在识别不准确、特异性差等问题。
本文旨在总结和探讨RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物的研究进展,以期为相关领域的研究提供新的思路和方法,推动蛋白质分子识别材料的发展和应用。
【2000字】2. 正文2.1 RAFT聚合法简介RAFT聚合法的优点包括温和的反应条件、良好的可调控性和高效的合成方法等。
在蛋白质分子印迹聚合物的研究中,RAFT聚合法的应用越来越广泛。
通过调节RAFT聚合反应的条件和RAFT试剂的选择,可以实现对蛋白质印迹聚合物的精确控制,从而提高其识别性能和稳定性。
2.2 蛋白质分子印迹聚合物的制备方法1. 选择模板蛋白质:首先需要选择要印迹的目标蛋白质作为模板。
模板蛋白质的选择对于后续的聚合物性能和识别能力有着重要影响。
2. 模板固定:将模板蛋白质固定在功能单体中,通常是通过共价键或非共价键的方法将模板蛋白质与功能单体结合。
3. 功能单体聚合:在模板蛋白质的周围引入功能单体,通过RAFT聚合法进行聚合反应。
功能单体通常选择含有亲和基团的单体,以增强对目标蛋白质的特异性识别能力。
4. 模板蛋白质的去除:使用相应的条件将模板蛋白质从聚合物中去除,得到蛋白质分子印迹聚合物。
这些步骤的精准操作和合理设计可以影响到蛋白质分子印迹聚合物的结构和性能,进而影响其在生物医学领域的应用效果。
RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物研究进展RAFT聚合技术主要包括RAFT反应和RAFT聚合两个步骤。
RAFT反应是一种自由基反应,通过反应物(RAFT剂)的作用,实现可逆地增加或减少自由基数量。
RAFT聚合是一种“活性”自由基聚合技术,具有很强的控制分子量和分子结构的能力,可以实现线性、分支和复杂结构聚合物的合成。
在以往的蛋白质印迹聚合物研究中,常用的印迹聚合物包括交联聚合物、亲和性聚合物和MIPs(Molecularly Imprinted Polymers)等。
这些聚合物的制备过程繁琐,印迹效果不尽如人意,难以实现特异性和高选择性的检测。
而采用RAFT聚合技术制备蛋白质印迹聚合物具有以下优点:首先,RAFT聚合技术使得聚合物的结构具有可控性,可以根据不同的蛋白质分子结构进行设计和合成。
其次,其反应过程温和,不需要高温高压等极端条件,同时可以在水相中进行反应,不需要使用有机溶剂。
最后,RAFT聚合技术制备的蛋白质印迹聚合物具有较好的特异性和选择性,可以实现对复杂混合物中蛋白质的高效识别和准确检测。
RAFP技术制备蛋白质印迹聚合物首先需要选择一种适宜的RAFT剂和反应条件。
目前常用的RAFT剂有dithioesters和dithiocarbamates等,这些RAFT剂均具有可逆的较强自由基敏感性。
通过调整RAFT剂的结构和反应条件,可以实现聚合物的结构、分子量的可控。
其次,根据不同的蛋白质结构和特性,选择合适的功能单体和交联剂,例如选择带有氨基酸侧链的单体或者通过共聚合交联剂来实现特异性识别。
对于RAFP技术制备的蛋白质印迹聚合物进行性能评价,常用的方法包括比表面积、亲和性和特异性等。
其中,比表面积是评价聚合物吸附蛋白质能力的重要参数之一。
亲和性和特异性是评价蛋白质印迹聚合物识别蛋白质效果的重要指标,通常可以通过静态吸附实验和滴定等方法进行定量分析。
RAFP技术制备的蛋白质印迹聚合物在生物医药、食品安全、环境监测等领域具有广泛的应用。
基于巯基的点击反应与RAFT功能性聚合物的合成摘要:点击化学由于其高效、可靠、高选择性等特点,可来实现碳杂原子连接,低成本、快速合成大量新化合物,在复杂结构聚合物制备上得到关注与应用。
可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合作为一种新型活性自由基聚合方法,由于其具有单体适用面广、聚合条件温和、不受聚合方法的限制等优点,已经成为聚合物分子设计的有效手段之一。
两者相结合可以制备多种具有特殊结构功能性的聚合物,这一联用技术也越来越引起研究者们的重视。
而近年来又出现了基于巯基的点击反应,如巯基-烯、巯基-炔、巯基-异氰酸酯、巯基-环氧化物以及巯基-卤代烃等新型点击反应与RAFT聚合相结合在功能性聚合物的制备和修饰中的应用,相信这种手段的与RAFT结合将发挥更积极的作用。
关键词:点击化学、RAFT、巯基、功能性聚合物1.可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)1998年,澳大利亚化学家Rizzardo等首次提出了可逆加成-断裂链转移自由基聚合( RAFT)的概念。
RAFT聚合是活性自由基聚合中的一种,它可以实现活性/可控聚合。
在RAFT聚合中,通常加入双硫酯衍生物SC(Z)S—R作为链转移试剂(CTA)。
其机理可以这样描述:双硫酯衍生物能迅速捕捉聚合体系中的自由基,形成稳定的自由基,这种稳定自由基不会引发单体聚合,而是迅速裂解生成化合物和新自由基R?。
R?可以引发单体聚合形成链自由基Pm?,它又迅速地被裂解的化合物捕捉。
这样,一个新的快速平衡就建立起来,从而控制聚合物分子量,得到分子量分布比较窄的聚合物。
RAFT聚合采用的CTA通常有二硫代酯化合物,三硫代酯化合物等。
引发剂可采用普通的自由基引发剂,如偶氮或过氧化物引发剂,也可以通过热引发、紫外光引发等。
RAFT聚合单体适用面广、聚合条件温和、聚合方法不受限制,聚合单体可以带羧基、酯基、氨基以及二硫键等官能团,反应温度和溶剂没有特别的限制,聚合方法可采用本体聚合、溶液聚合、乳液聚合以及悬浮聚合等。
RAFT聚合合成两亲性星形嵌段共聚物及自组装行为研究摘要:由于两亲性嵌段共聚物的特殊结构,其表现出了丰富的化学、物理和生物学性质,深受学者们的广泛关注。
RAFT聚合是一种高度控制的聚合方法,它能够合成精确的两亲性星形嵌段共聚物。
同时,自组装行为是这些嵌段共聚物研究的关键问题之一,因为它能够帮助我们更好地理解它们在不同环境下的稳定性和行为特性。
本文就RAFT聚合方法合成两亲性星形嵌段共聚物以及其自组装行为研究进行了综述。
关键词:RAFT聚合,两亲性嵌段共聚物,星形共聚物,自组装行为一、引言两亲性嵌段共聚物是一类由两种不同的单体组成的聚合物。
它们通常在分子链的两个端部分别有不同的亲性,如疏水、亲水等。
这种特殊的结构使得这类聚合物具有特别的化学、物理和生物学性质,因而成为当今研究的焦点之一。
星形共聚物是一种另类的大分子结构,通常由一个中心节点和多个与之连接的分子链组成。
这种结构较为复杂,因此具有更加丰富的物理性质和用途。
聚合方法对于合成这种特殊结构的聚合物尤为重要。
RAFT聚合是一种新兴的聚合方法,其独特的“自由基交换”和“臭氧气氧化还原”机制使其具有高度可控的聚合特性。
这种方法已经被广泛应用于两亲性嵌段共聚物及星形共聚物的制备中。
与此同时,自组装行为是这类聚合物研究的另一个重要问题。
自组装是一种所有物质都具有的属性,它涉及到物理学、化学和生物学等多个领域。
在嵌段共聚物的研究中,自组装行为与其结构、特性和应用息息相关。
因此,本文将就RAFT聚合方法合成两亲性星形嵌段共聚物以及其自组装行为研究进行概括和综述。
二、RAFT聚合合成两亲性星形嵌段共聚物RAFT聚合方法是一种由彼此交替的反应组成的复杂反应体系,在这个体系中,反应物、中间体和产物都充满着不稳定的自由基。
通过调节反应物质量比、组成、引发剂、溶剂等因素,我们可以控制反应速率和聚合链长度,从而实现对聚合产物的高度控制。
两亲性嵌段共聚物是一种典型的由两种不同单体组成的聚合物。
RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物研究进展一、RAFT聚合法的原理和方法RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物的方法主要包括以下几个步骤:选择合适的RAFT引发剂和单体,通过溶剂热或自由基引发聚合反应,在RAFT引发剂的作用下实现蛋白质分子印迹聚合物的合成;通过适当的溶剂和萃取剂将蛋白质模板分子从聚合物基质中提取出来,得到具有特异性识别和结合能力的蛋白质分子印迹聚合物;对合成的蛋白质分子印迹聚合物进行表征和应用研究,验证其在生物医药和生物化学领域的潜在应用价值。
近年来,利用RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物的研究取得了许多重要进展。
研究人员通过选择不同的RAFT引发剂和单体,成功地合成了具有高效特异性识别的蛋白质分子印迹聚合物,并在生物医药和生物化学领域取得了一系列的应用研究成果。
2. 结构和性能的表征研究人员通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对合成的蛋白质分子印迹聚合物的结构和性能进行了详细的表征分析。
结果表明,蛋白质分子印迹聚合物具有均匀的孔隙结构和优良的特异性识别性能,可用于高效分离和富集蛋白质。
3. 应用研究的拓展研究人员将合成的蛋白质分子印迹聚合物应用于生物检测、生物传感和药物分析等领域,并取得了一系列的研究成果。
利用蛋白质分子印迹聚合物对蛋白质样品进行选择性分离和富集,可实现蛋白质的快速检测和分析,为生物医药和生物化学领域的研究提供了重要的技术支持。
未来,可以进一步开展RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物的研究工作,探索其在生物医药和生物化学领域的更广泛应用。
可以进一步优化蛋白质分子印迹聚合物的合成方法,提高其识别和分离性能;可以探索其在生物传感、药物递送和生物成像等方面的应用潜力,拓展其在生物医学领域的应用范围。
RAFT聚合合成含去醛基功能聚合物研究进展
1 RAFT技术合成含醛基的嵌段共聚物
摘要: 选择末端含有双硫酯结构的聚苯乙烯(分子量Mn = 6 500, 分散度Mw /Mn = 1. 05)
活性链为可逆加成-断裂链转移( Reversib le add ition-fragm entation cha in transfer, RAFT ) 试剂, 以a, a,- 偶氮二异丁腈( a, a,-azo-d iisobutyron itr ile, AIBN) 为引发剂、在60 下四氢呋喃( Te trahydrofuran, THF) 中成功实现了苯乙烯( Styrene,St) 与1, 2: 3, 4-d iO-异亚丙基-6-O- ( 2,- 甲醛- 4,- 苯乙烯基) -D-半乳糖( 1, 2: 3, 4-d iO-isopropy lidene-6-O- ( 2,-form y l-4,-v inylpheny l) -D-ga lactopyranose, IVDG)
的“活性”/可控RAFT自由基嵌段共聚合. 聚合物分子量(Mn ) 随单体转化率几乎线性增加, 而且整个反应过程中分子量分布(Mw /M n < 1.2) 保持在较窄的范围.核磁共振( 1H-NMR) 分析进一步证实了聚合物链的结构.
关键词: 醛基; 嵌段聚合物:”活性”/可控自由基RAFT聚合
含反应性功能基聚合物的合成是现代高分子化学领域中最重要的研究方向之一. 含醛基聚合物一直引起人们的研究兴趣, 这主要是因为醛基可以在温和条件下能与一系列羰基试剂如肼、胺、氨基酸等发生反应生成相应的衍生物, 实现功能基转化获得各种所期望的功能团[ 1- 7] , 可用于新聚合物合成的分子设计, 具有通用、灵活、方便使用等优点[ 8- 9] .开展活性自由基聚合研究的推动力之一是该技术可以在温和的条件下合成结构可控的聚合物[ 10 ],可逆加成- 断裂链转移( Reversible add ition-frag-m entat ion cha in transfer, RAFT ) 聚合由于反应条件温和、适用单体范围广和对广泛的官能团相对不敏感等显著优点, 而被认为是最有效、最具工业化应用前景的“活性”/可控自由基聚合( LRP /CRP )方法之一, 广泛用于聚合物分子设计. 嵌段共聚物、星形聚合物和梳状聚合物由于其独特的溶液性能和可以形成均匀的含有不同链段聚合物的膜而受到广泛的关注[ 11- 12] . 为此, 作者采用“活性”/可控RAFT 聚合技术进行分子设计, 合成结构明确、分子量和组成可控、分子量分布窄含醛基的嵌段共聚物, 以期为其在生物医药领域作为潜在的高附加值材料使用奠定基础.
(1) 结果与讨论
1.1大分子RAFT试剂的合成
根据参考文献[ 7] , 以PEPD 为链转移剂,A IBN 为引发剂, 60 下在四氢呋喃中摩尔投料比分别为( IVDG) :( PEDB ):( A IBN ) = 212:1.6:1和( St) : PEDB ) : A IBN ) = 1 000:5:2,
制备得末端含有二硫代酯结构的单分散聚IVDG (M n =4 500, M w /M n = 1.04) 和聚苯乙烯(M n = 6 500,M w /M n = 1.05) (图2) .
1.2 两嵌段共聚物的合成
RAFT聚合方法可以非常方便地制备嵌段共聚物, 根据RAFT 聚合机理(图3), 实现活性聚合的关键是要找到一个合适的链转移试剂, 首先制备得到末端含有二硫代酯结构的聚合物, 然后将这些含有二硫代酯结构的聚合物作为大分子RAFT 试剂再次进行活性聚合时, 聚合物链成为R 基团, 从而可以制备嵌段共聚物. 其中应注意根据RAFT中加成断裂的机理, 在制备嵌段共聚物时选择合适结构的聚合物作为R 基团, 即第一嵌段, 是成功实现嵌段聚合物制备的前提[ 10 ].本试验首先尝试以含有二硫代酯结构的PIV-DG 为大分子RAFT 试剂, 在A IBN 的引发下与苯乙烯共聚, 可获得一粉色粉状固体产物, 其36 h单体苯乙烯转化率为9.7% , 经GPC 检测其数均分子量M n 为17 520, 分散度M w /M n 为1.23, 从图4不难看出GPC 曲线分布较宽, 呈不对称分布; 改变投料顺序, 以PS为第一嵌段, 摩尔投料比依然为
( IVDG ) :( PS ) :( A IBN ) = 1 000:3:1.5, 6 h后单体IVDG转化率为40.21%, 经GPC 检
测聚合物的数均分子量为30 430, 分散度M w /M n 只有1.06, 而且所得聚合物的GPC 曲线是单峰, 呈对称性分布且分布较窄(图4). 造成这种现象的原因可能是由于PIVDG 作为R 基团的聚合物的离去性不如加入的第二单体苯乙烯, 断裂反应倾向于分解为原料而导致聚合物分布变宽.为进一步证明聚苯乙烯作为第一嵌段与IVDG共聚合体系的可控特征, 本试验研究了共聚产物分子量(M n ) 及分子量分布(M w /M n ) 随单体总转化率的变化关系. 结果如图5和6所示, M n 基本上随单体转化率线性增加, 整个反应过程保持较窄的分子量分布(M w /M n ~ 1.1) , 表明以上自由基共聚合体系呈现可控特征.
通过核磁共振(1H NMR ) 分析了所得嵌段共聚物的结构. 图7是在60℃、THF中, 聚苯乙烯为第一嵌段, A IBN 引发所得到一个代表性嵌段共聚物(M n ~ 188 000, M w /M n ~ 1.06 ) 的1H NMR谱. 图中出现IVDG和St的聚合物的主链重复单元的特征吸收峰, 如: 醛基氢( a ), 糖基氢( b-h ),芳香环氢( i, j), 以及脂肪族氢( h, k, l). 进一步观察还可发现, 聚合物中
醛基氢与糖基上氢( b ) 的积分面积比是1:2, 表明IVDG 的功能团醛基在RAFT 聚合过程中
并没有发生副反应.
(2 ) 结论
含醛基聚合物是一类用途广泛的功能高分子聚合物, 在新材料、生物医药等领域中的应用具有优异的性能, 显示出很高的附加值, 研究和开发含醛基聚合物具有重要的意义. 本试验以末端含有二硫代酯结构的聚苯乙烯为大分子链转移剂, 在A IBN的引发下, 实现了苯乙烯与IVDG 的“活性”/可控RAFT 自由基共聚合, 成功制得不同分子量的、单分散性的、含有醛基的嵌段共聚物, 该共聚物在生物医药领域具有潜在的应用前景.
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