聚烯烴材料在過去的半個多世紀(jì)中得到了迅速發(fā)展,是目前產(chǎn)量最大、使用范圍最廣的高分子材料之一。然而,聚烯烴材料的非極性特征使其與極性化合物的相容性較差,從而限制了其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。在工業(yè)上,為了實現(xiàn)聚烯烴的極性官能團(tuán)化,通常采用聚合物后修飾法。然而,該方法具有反應(yīng)不易控制、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)不明確的缺點,且容易導(dǎo)致聚合物的降解、交聯(lián)等副反應(yīng)。相比之下,烯烴與極性單體的共聚反應(yīng)具有更加可控、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)更加明確、副反應(yīng)相對較少等優(yōu)點,是官能團(tuán)化聚烯烴領(lǐng)域中的研究熱點之一。
在烯烴與極性單體共聚的研究中,新催化劑的研發(fā)是核心。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳昶樂教授課題組在新型鈀和鎳催化劑實現(xiàn)的烯烴與極性單體的共聚及官能團(tuán)化聚烯烴的性能和應(yīng)用等方面取得了一系列進(jìn)展。最近,他們受邀在《Angewandte Chemie International Edition》雜志上撰寫綜述,介紹了最近幾年新興的鈀和鎳催化劑在烯烴與極性單體共聚中的應(yīng)用(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 7192)。在鈀和鎳催化的烯烴與極性單體共聚領(lǐng)域,基于α-二亞胺配體的Brookhart型和基于膦磺酸配體的Drent型催化劑在二十多年的的時間占據(jù)了主導(dǎo)地位。雖然針對上述催化劑的結(jié)構(gòu)修飾和改進(jìn)的工作已經(jīng)取得了大量的進(jìn)展,但是仍然不能滿足實際應(yīng)用的需求。因此,引入新的催化劑設(shè)計策略,或在Brookhart型和Drent型催化劑體系的框架之外開發(fā)新型的高性能催化劑,成為重要的挑戰(zhàn)之一。
在本綜述中,陳昶樂教授介紹了最近幾年新興的鈀、鎳催化劑在烯烴與極性單體共聚中的應(yīng)用。一方面,本綜述介紹了新的催化劑設(shè)計策略在提升Brookhart型和Drent型催化劑性能方面的應(yīng)用,如第二層配位空間、大位阻薄荷型取代基的引入等等。另一方面,還重點介紹了在Brookhart型和Drent型催化劑體系框架之外發(fā)現(xiàn)的新型鈀、鎳催化劑研究在最近幾年的重要進(jìn)展,包括基于膦-膦氧型配體及具有剛性骨架的卡賓-氧配體的新型鈀、鎳催化劑催化的烯烴與極性單體共聚反應(yīng)等。最后,陳昶樂教授還對新興的鈀、鎳催化劑在烯烴與極性單體共聚及新型官能團(tuán)化聚烯烴合成中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201814634
另外,陳昶樂教授課題組受邀在《Polymer Chemistry》雜志上發(fā)表綜述文章,并被選為期刊背封面文章(Polym. Chem. 2019, 10, 2354)。該文章也入選了“RSC Spotlights initiative”。在綜述中,他們首先簡要地討論了最新進(jìn)展二亞胺鎳和鈀催化劑進(jìn)行乙烯和α-烯烴的鏈行走聚合機(jī)理。然后總結(jié)了二亞胺鎳和鈀催化劑研究的一些最新進(jìn)展。具體介紹了N -芳基取代基和配體骨架結(jié)構(gòu)的修飾,以及雙核配體的應(yīng)用。研究了空間效應(yīng)和電子效應(yīng)對催化性能的影響。最后,討論了近年來烯烴與極性單體共聚制備功能化聚烯烴材料的研究進(jìn)展。即使經(jīng)過二十年的廣泛研究,由于其優(yōu)異的性能和獨(dú)特的性能,它們?nèi)匀痪哂泻艽蟮难芯績r值。相信將這種研究熱情繼續(xù)下去,我們將看到更多的新型金屬烯烴聚合催化劑以及新型聚烯烴材料。
論文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/py/c9py00226j#!divAbstract
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