青科大刘绍峰/李志波团队ACS Macro Lett.:有机磷腈/脲二元催化体系在室温下实现rac-LA高效高立构选择性开环聚合
2022-09-17 来源:高分子科技
聚乳酸(PLA)具有优异的生物可降解性和生物相容性,并且其力学性能与传统聚烯烃材料相当,是最具潜力的可降解塑料之一。PLA全同立构复合物的Tm高达230 °C,可以通过外消旋丙交酯(rac-LA)的立构选择性开环聚合来制备。然而,在温和条件下,有机催化rac-LA高效、高立构选择性开环聚合合成高结晶、高熔点全同立构复合物仍然是一个巨大的挑战。
图1. 有机磷腈/脲二元催化体系催化外消旋rac-LA立构选择性开环聚合
图2. PLA立构复合物的结构及性能表征
图3. 原位核磁研究有机磷腈/脲/引发剂间相互作用机制
作者通过原位1H NMR研究了磷腈、U4和BnOH之间的相互作用(图3)。结果表明,强碱CTPB可以使BnOH完全脱质子,形成独立的[CTPBH]+和[BnO]?离子对,催化rac-LA的ROP表现出高活性,但立构选择性差。相比之下,由于C3N3-Py-P3碱性较弱,且U4与C3N3-Py-P3之间存在额外的相互作用,使得C3N3-Py-P3与BnOH之间形成了[C3N3-Py-P3··H··OBn]松散离子对,同时具有高活性和高立构选择性。
论文链接:Highly Active Organocatalysts for Stereoselective Ring-Opening Polymerization of Racemic Lactide at Room Temperature.
http://doi.org/10.1021/acsmacrolett.2c00425
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