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Angewandte Chmie:“环环相扣”的环状聚硅氧烷

由于与线性化合物相比具有不同的拓扑结构,环状聚合物可展现出有趣的物理性能。对于制备大环聚合物来说,主要分为两种方法:一种是“关环聚合法”,另一种是“扩环聚合法”。关环聚合主要由在高度稀释的溶液条件下的一个长链螯合配体的两个活性端点的偶联反应来实现;而扩环聚合是基于单体嵌入已经存在的环状中间体实现的。利用这两种方法来实现环状聚合物的合成主要涉及两种反应:(1)碳碳不饱和键的自由基聚合或复分解聚合反应(2)环状单体的开环反应。环状聚合物的全部结构特性均由反应时所用的条件决定。毫无疑问,在制备环状聚合物的过程中化学反应的类型与环状聚合物主链上带有的官能团的种类直接相关。在此方面的探索可以为具有特殊结构和性能的新颖的环状聚合物的发现提供更多的可能性。因此,对形成环状聚合物的新反应的研究探索是非常有意义的。


Angewandte Chmie:“环环相扣”的环状聚硅氧烷

将含有张力的环四硅氧烷嵌入高分子化合物中已经被证实是合成多种功能材料诸如薄膜电解质、自修复材料、热稳定材料、高透氧膜、扩散剂、液晶等材料的重要手段。但是,由于缺少有效的主链中含环四硅氧烷结构的环状聚合物的合成方法,目前仍没有对含有张力的硅氧烷环是如何与环状聚合物结合方面的研究,所以此前提到的环状聚合物在这些领域的应用也受到了限制。最近,北京航空航天大学化学学院刘宇宙教授课题组首次利用Piers-Rubinsztajn反应从简单的有机硅烷单体中合成一系列环状聚合物,并通过多种分析检测手段来进行佐证。与此同时,首次证实了使用环状聚合物引导无机粒子自组装的可行性,也发现了第一个可溶于有机溶剂的环状金纳米颗粒组装体。通过研究发现,颗粒间的距离和颗粒自身的大小尺寸相近,这个距离使环状聚合物可以作为一个平台来研究颗粒间的相互作用,比如等离子体共振偶联、热电子转移以及在催化方面的应用。

Angewandte Chmie:“环环相扣”的环状聚硅氧烷

总而言之,该课题组证实了一种新的、有效的环状聚环四硅氧烷聚合物的合成方法,提供了一种使用不含张力的原材料,将含有张力的环嵌入到环状聚合物中的方法。成功地实现了环状金纳米粒子聚合体的合成,也首次展示了环状聚合物在引导无机粒子组装方面的潜力。

 

相关结果发表在Angewandte Chemie International Edition (DOI: 10.1002/anie.201703347)上,文章第一作者为于建一,文章链接为http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201703347/abstract,或直接点击左下角阅读原文按钮进行阅读。


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