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复旦大学陈茂课题组Angew. Chem.:可见光催化的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的可控自由基聚合

与普通高分子材料相比,含氟材料具有许多特殊性能,在疏水/疏油性、化学稳定性、耐热性等方面表现突出,是许多领域和现代科技不可缺少的功能材料。然而,在含氟丙烯酸酯类单体的聚合过程中,受到含氟聚合物溶解性能差、易发生副反应等方面的影响,传统方法仅取得了有限的发展,难以在温和条件下实现含氟丙烯酸酯类聚合物的精确合成。


可见光控制活性自由基聚合借助光致氧化还原催化剂,以单电子转移为核心机理,其反应条件温和、聚合过程精确可控,近年来成为自由基聚合领域的重要发展方向。最近,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室的陈茂教授(点击查看介绍)课题组报道了(甲基)丙烯酸氟代烷基酯类单体的光催化活性自由基聚合。该反应以含氟硫代碳酸酯或全氟烷基碘为引发转移终止剂/引发剂、有机小分子为催化剂、白色LED灯为光源,对于氟原子数目不同(n = 3~17)的单体,相应产品的分子量分布均能控制在1.1左右。

图1. 可见光催化活性自由基聚合制备含氟聚合物


光控“开/关”实验和扩链实验表明,聚合反应具有很好的时空可控性,且在单体完全转化的情况下聚合物链末端仍保留着很好的反应活性。此外,该研究小组还首次将连续流动化学技术用于含氟单体的光催化活性自由基聚合。利用微流动装置光照效率高的特点,新技术大大提高了聚合反应效率,且合成规模也得到了相应提高。该研究为制备含氟丙烯酸酯类聚合物材料提供了一个温和、高效、无金属、精确的合成方法。

图2. 流动化学技术合成含氟嵌段共聚物


相关成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上,第一作者是复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室博士后龚红红


该论文作者为:Honghong Gong, Yucheng Zhao, Xianwang Shen, Jun Lin, Mao Chen

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Organocatalyzed Photocontrolled Radical Polymerization of Semifluorinated (Meth)acrylates Driven by Visible Light

Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201711053


导师介绍

陈茂

http://www.x-mol.com/university/faculty/47834

课题组链接

http://chenmaofudan.wixsite.com/polymao


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