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张兴宏副教授在Macromolecules和Polym...

编辑:admin 时间:2015年11月13日 访问次数:262

  含有吸电子基团的端环氧单体与CO2共聚是C1共聚研究领域的难点,只有极个别的催化剂有催化效果。张兴宏研究小组发现结构不对称的羰基硫(COS)与含吸电子基团的端环氧单体共聚时,含Cr和Zn中心的催化剂在活性、区域选择性方面都有完美的表现。由此小组开展了COS与环氧化物共聚的系统研究。
  研究小组和德州农工大学的Darensbourg教授小组合作,采用水杨醛亚胺金属铬络合物(SalenCrCl)/鎓盐,Zn-Co双金属氰化络合物等催化体系,成功催化了COS和氧化苯乙烯共聚,获得了聚单硫代碳酸酯,揭示了氧化苯乙烯的苯基、催化剂结构对共聚反应的影响。这一工作发表在Macromolecules上(图 1)。苯基缩水甘油醚作为一种重要的功能型环氧单体,广泛应用于离子聚合,与CO2、酸酐和内酯等共聚。小组近期合成了具有高区域选择性的全交替聚单硫代碳酸酯。发现该共聚反应在室温下就有极高活性,苯基缩水甘油醚可在2 h内完全转化; TOF(单位时间内每摩尔中心金属能催化的单体的摩尔数)高达7300 h−1。这一工作发表于Polymer Chemistry(图 2)。
  值得一提的是,COS作为一种空气污染物,主要来源于火山喷发,化石燃料的燃烧和动植物的腐败。COS导致酸雨和破坏臭氧层,但却不为人们所注意。将COS固定为聚合物也是固定化“废气”并合理利用的一条有用的途径。

  

 图1. 不同催化剂的结构催化氧化苯乙烯与COS共聚。

1. 文章相关信息:Luo, M.; Zhang, X.-H.; Darensbourg, D. J. An Examination of the Steric and Electronic Effects in the Copolymerization of Carbonyl Sulfide and Styrene Oxide. Macromolecules 2015, 48, 6057-6062.

 

图2. COS和苯基缩水甘油醚区域选择性共聚得到全交替聚单硫代碳酸酯。

2. 文章相关信息:Luo, M.; Zhang, X. H.; Darensbourg, D. J. Highly regioselective and alternating copolymerization of carbonyl sulfide with phenyl glycidyl ether. Polymer Chemistry 2015, 6, 6955-6958.