周興平教授團隊在生物降解聚合物研究中取得新進展
（通訊員 吳疆鄂）2月3日，《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）雜志以“Hot Paper”形式在線刊發(fā)了化學(xué)與化工學(xué)院周興平教授團隊最新研究成果 “一氧化碳快速定量插入Co-O鍵觸發(fā)的可切換聚合反應(yīng)” (Switchable Polymerization Triggered by Fast and Quantitative Insertion of Carbon Monoxide into Cobalt‐Oxygen Bonds, Angew. Chem. Int. Ed. doi.org/10.1002/anie.201914216)”。我校為第一完成單位，博士后王勇是論文第一作者和通訊作者，周興平教授和法國圖盧茲大學(xué)Rinaldo Poli教授是論文的共同通訊作者，解孝林教授、博士研究生趙亞軍、朱帥帥和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)徐靜教授為共同作者。
生物降解聚合物在酶或者微生物作用下能完全降解為水和二氧化碳等環(huán)境可消納的化合物，作為傳統(tǒng)非降解聚合物的替代品可從根本上解決“白色污染”問題。目前，以聚碳酸亞丙酯（PPC）、聚乳酸（PLA）、對苯二甲酸/己二酸/丁二醇共聚酯（PBAT）為代表的生物降解聚合物已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，市場需求在過去10年保持快速增長的趨勢，預(yù)計2020年可達120萬噸。但是與非降解聚合物相比，生物降解聚合物生產(chǎn)成本較高，在力學(xué)和熱學(xué)性能等方面還存在一定差距。
圖1. 常溫常壓下CO定量快速插入Co-C鍵觸發(fā)聚合機理從ROCOP向OMRP切換
嵌段共聚合反應(yīng)是通過分子設(shè)計調(diào)控聚合物性能的重要途徑。在前期工作中，研究團隊以高壓氧氣為分子開關(guān)調(diào)控(Salen)Co催化劑的活性種，實現(xiàn)了聚合機理從可控/活性自由基聚合（CRP）到開環(huán)共聚反應(yīng)（ROCOP）的智能轉(zhuǎn)化，一步合成了聚醋酸乙烯酯-b-PPC嵌段共聚物（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 14311-14318）。研究團隊通過持續(xù)創(chuàng)新，以常壓一氧化碳和可見光作為雙重開關(guān)，實現(xiàn)了聚合機理從ROCOP到OMRP的原位轉(zhuǎn)化，利用酸酐、環(huán)氧化合物、丙烯酸酯的混合單體一步合成了生物降解聚酯-b-聚丙烯酸酯嵌段共聚物。與前期工作相比，一氧化碳調(diào)控聚合機理切換的實施條件更溫和、合成效率更高。合成的嵌段共聚物同時具有生物降解聚酯和聚丙烯酸酯的優(yōu)良性能，可有效調(diào)控生物降解聚合物性能；同時，該嵌段共聚物也可作為生物降解聚酯共混物及其復(fù)合材料的相容劑，為實現(xiàn)生物降解聚合物的高性能化和低成本制造提供了有效途徑。
該研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃（2016YFB0302400）和國家自然科學(xué)基金青年項目（21604027）資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914216
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