「環環相扣」的環狀聚矽氧烷

2021-02-15 高分子科學前沿

環狀聚合物代表了一類重要的高分子化合物，由於與線性化合物相比具有不同的拓撲結構，環狀聚合物可展現出有趣的物理性能。環狀聚合物的全部結構特性均由反應時所採用的條件決定。在製備環狀聚合物的過程中化學反應的類型與環狀聚合物主鏈上帶有的官能團的種類直接相關。在此方面的探索可以為具有特殊結構和性能的新穎的環狀聚合物的發現提供更多的可能性。因此，對形成環狀聚合物的新反應的研究探索是非常有意義的。

近期，北京航空航天大學化學學院劉宇宙教授課題組首次利用Piers-Rubinsztajn反應從簡單的有機矽烷單體中合成一系列環狀聚合物，並通過多種分析檢測手段來進行佐證。與此同時，首次證實了使用環狀聚合物引導無機粒子自組裝的可行性，也發現了第一個可溶於有機溶劑的環狀金納米顆粒組裝體。

▲ 環狀聚合物的結構

該課題組利用Piers-Rubinsztajn反應一步合成具有新型結構特點的環狀聚矽氧烷。特別地是，採用三-（五氟苯基）硼來催化不同有機的三（二甲基矽氧烷基）矽烷和三烷氧基矽烷的偶聯反應，從而製備出多種主鏈含有環四矽氧烷亞基的新型環狀聚矽氧烷。硫醇化的環狀聚矽氧烷在引導環形組裝金納米粒子方面有較高的效率。在聚合物主鏈上存在不穩定的環狀結構是前所未有的，並且為這些環狀聚合物的創新應用提供了可能性。

▲ 環狀聚合物誘導的環狀金納米粒子的組裝

總而言之，該課題組證實了一種新的、有效的環狀聚環四矽氧烷聚合物的合成方法，提供了一種使用不含張力的原材料，將含有張力的環嵌入到環狀聚合物中的方法。成功地實現了環狀金納米粒子聚合體的合成，也首次展示了環狀聚合物在引導無機粒子聚合方面的潛力。

參考文獻：

Yu, J. Y.; Liu, Y. Z., Cyclic Polysiloxaneswith Linked Cyclotetrasiloxane Subunits. Angewandte Chemie International Edition 2017, DOI:10.1002/anie.201703347

來源：高分子科學前沿 

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