基于AROP和CuAAC反应高效合成星形聚合物

【摘要】星形聚合物是最简单的一种支化聚合物,较相同分子量的线型聚合物而言,具有更小的流体力学体积、较低的粘度、较多的端基官能团,而且具有良好的加工性能,有利于后期工业上的加工与应用。点击化学反应具备产率高、使用范围广、模板化合成、副产物无毒无害和反应产物具有高选择性的等优点。本文通过环氧乙烷和乙氧基乙基缩水甘油醚阴离子开环聚合(AROP)的方法合成一些聚合物,最后再通过click的方法合成不同结构的星形聚合物。本论文的工作包括以下两个方面：四臂八羟基星形聚合物的合成：将多羟基的季戊四醇通过酯化与叠氮化反应后得到含有四个叠氮基团的季戊四醇叠氮酯(C-(N3)4)。将三羟基的化合物1,1,1-三(羟甲基)乙烷(TME)的两个羟基形成缩酮结构保护起来,另外一个羟基利用活性阴离子开环聚合(AROP)方法合成了线形的聚环氧乙烷(PEO-OH)链。通过末端改性,得到含有末端炔基的功能化聚环氧乙烷(C≡C-PEO-OH),最后将缩酮结构水解,将羟基释放出来,得到一端为炔基,一端为两个羟基的聚合物(C≡C-PEO-(OH)2)。随后在Cu(I)/PMDETA的DMF溶液中,通过点击化学反应(ClickChemistry),末端炔基的功能化PEO(C≡C-PEO-(OH)2)与含有叠氮官能团的季戊四醇酯(C-(N3)4)高效耦合,制备了高度对称的四臂星形聚合物(PEO-(OH)8)。并且利用FTIR、1H-NMR、GPC等手段对所合成的产物进行表征。两亲性层状星形聚合物的合成：采用多羟基的化合物1,1,1-三(羟甲基)乙烷(TME),利用强碱二苯甲基钾(DPMK)部分脱去其质子后,在混合溶剂二甲基亚砜/四氢呋喃(v/v：3/2)中引发乙氧基乙基缩水甘油醚(EEGE)聚合,得到三个端羟基的三臂星型聚合物PEEGE-(OH)3。用三乙胺做缚酸剂,溴代异丁酰溴来改性三臂星形聚合物PEEGE-(OH)3的末端羟基得到了PEEGE-(Br)3,进一步通过叠氮取代得到了末端为叠氮的三臂星形聚合物PEEGE-(N3)3。随后在Cu(Ⅰ)/PMDETA的DMF溶液中,通过点击化学反应(ClickChemistry),再与末端为炔基的线型聚环氧乙烷C≡C-PEO-(OH)2进行点击合成。最终得到了外围为PEO,中间为PEEGE的两亲性聚合物PEEGE3-PEO3。通过控制聚合的聚合度可得到分子量和外围官能团数目可控的两亲性星形聚合物。用元素分析、IR.NMR和GPC等手段对合成的产物进行相应的表征。合成的两亲性层状聚合物PEEGE3-PEO3,通过在水中的自组装形成稳定的棒状胶束,测得了临界胶束浓度为7.98×10-4mg/ml,聚合物胶束的直径大约为20nm,粒径分布较窄。
【作者】张婧；
【导师】钱家盛；冯晓双；
【作者基本信息】安徽大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】活性阴离子开环聚合；星形聚合物；点击化学反应；聚环氧乙烷；聚乙氧基乙基缩水甘油醚；

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