具有立构规整性的可持续发展聚合物的催化合成

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21374040
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0509.生态环境材料化学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

As petroleum resources continue to be depleted, polymer chemists face the challenge of gradually replacing existing petroleum-based polymeric materials with those derived from naturally renewable feedstocks in a technologically and economically competitive fashion. In this context, naturally renewable methylene butyrolactones, such as MBL (α-methylene-γ-butyrolactone) and MMBL (γ-methyl-α-methylene-γ-butyrolactone), are of particular interest in exploring the prospects of substituting the petroleum-based methacrylate monomers for specialty chemicals or polymers production. As the cyclic analog of MMA, MBL and MMBL exhibit greater reactivity in chain-growth addition polymerization than MMA, attributable to the presence of the nearly planar five-membered lactone ring. Importantly, owing to the conformational rigidity of the polymer chain through incorporation of the butyrolactone moiety, the resulting polymers, PMBL and PMMBL, exhibit enhanced materials properties over the petroleum-based PMMA. We have already achieved significant successes for the synthesis of sustainable polymers from renewable feedstocks using several different catalytic systems. However, up to date, all catalysts employed for such synthesis are achiral, producing atactic, amorphous polymer products. Accordingly, the central objective of this proposal is to develop catalyst site-controlled stereoselective polymerization of renewable feedstocks by specifically designed chiral silylium or N-heterocyclic carbene catalysts. Accomplishing this major objective will enable the synthesis of highly stereoregular sustainable polymers, which will undoubtedly lead to new or enhanced materials properties, thereby significantly expanding the application of such superior polymeric materials. The investigation of the relationship between the catalyst structures and the stereomicrostructures of polymers will be carried out to advance the knowledge and technology of new catalyst design and synthesis of high performance polymers.
随着石油资源的不断被消耗,人类社会将面临的一个巨大挑战就是如何利用自然界中的可再生资源来替代传统的石油基聚合物。作为MMA的环状类似物,乙烯基环丁内酯MBL和MMBL这两种从生物质衍生的可再生单体不但可以用来替代MMA,而且该类单体由于具有环状结构使其聚合活性更高,所得聚合物的材料性能较PMMA更为优越。申请人在前期工作中已经成功的利用多种催化体系实现了对上述单体的高效聚合。然而,目前的催化体系还未能对该类单体进行立体选择性聚合。本课题拟合成一系列具有特殊结构的手性酯基烯醇硅醚和氮杂环卡宾催化体系。利用催化剂的手性和空间位阻来控制单体的立体选择性聚合,生成具有立构规整性的聚合物,从而改变聚合物的性能,拓宽该类聚合物的应用范畴。同时深入考察催化剂结构与聚合物微结构之间的关系,为新型催化剂的设计和高性能高分子材料的制备提供技术与理论依据。

结项摘要

项目围绕着可再生单体的催化聚合展开研究。具体包括以下三个方面:(1)手性硅烷化合物的合成及其催化可再生单体的聚合;(2)聚合物链结构的精准合成;(3)糠醛到ϒ戊内酯高效转化的研究。.具体内容如下:(1)我们合成了含有联奈基团的单核以及双核的硅烷化合物,并将其成功的应用于可再生单体MMBL的催化聚合当中,聚合结果显示,该类联奈催化剂并不能很好的控制所得聚合物的立构规整性;(2)利用酯基烯醇硅醚化合物和Lewis酸体系实现了可再生单体MBL和MMBL的活性可控聚合,同时可以实现两种单体的嵌段共聚。利用氮杂环烯烃NHO与Lewis酸体系实现了可再生单体己内酯的活性可控聚合,体系可以有效的控制副反应酯交换的发生。(3)利用RuCl3与壳聚糖组成的非均相催化剂与Amberlyst-15组成的复合催化剂体系实现了糠醛到ϒ戊内酯的高效一锅法合成,产率可以高达79%。这一反应为可再生单体MMBL的合成打下基础。相关研究工作目前发表SCI论文7篇,申请中国发明专利3项。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Lewis Pair-Mediated Surface-Initiated Polymerization
路易斯对介导的表面引发聚合
  • DOI:
    doi:10.1021/acsmacrolett.7b00903
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    ACS Macro Letters
  • 影响因子:
    7.015
  • 作者:
    Liman Hou;Yongjiu Liang;Qianyi Wang;Yuetao Zhang;Dewen Dong;Ning Zhang
  • 通讯作者:
    Ning Zhang
B(C6F5)3‑Catalyzed C3-Selective C−H Borylation of Indoles: Synthesis, 2 Intermediates, and Reaction Mechanism
B(C6F5)3→催化的 C3-选择性 C→H 吲哚硼化:合成、2 个中间体和反应机制
  • DOI:
    doi10.1021acs.joc.7b02886
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    The Journal of Organic Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sutao Zhang;Yuxi Han;Jianghua He;Yuetao Zhang
  • 通讯作者:
    Yuetao Zhang
Polymerization of nonfood biomass-derived monomers to sustainable polymers.
非食品生物质衍生单体聚合成可持续聚合物。
  • DOI:
    10.1007/128_2014_539
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Topics in Current Chemistry
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Zhang Yuetao;Chen Eugene Y-X
  • 通讯作者:
    Chen Eugene Y-X

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其他文献

四甲基环戊二烯基苯氧基二氯化钛
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张越涛; 母瀛*; 吕春胜; 张帆
  • 通讯作者:
    张帆
路易斯酸/硫醇体系在木质素降解中的应用
  • DOI:
    10.13563/j.cnki.jmolsci.2020.12.005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    分子科学学报:中英文版
  • 影响因子:
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  • 作者:
    杜艺曼;许海;何江华;张越涛
  • 通讯作者:
    张越涛
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    白云;张越涛
  • 通讯作者:
    张越涛
基于氮杂环烯烃的Lewis酸碱对催化二氢香豆素基聚酯合成的机理研究
  • DOI:
    10.1080/09540253.2016.1270421
  • 发表时间:
    2022
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    高分子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋艳娇;何江华;张越涛
  • 通讯作者:
    张越涛
路易斯酸/硫醇体系在木质素降解中的应用
  • DOI:
    10.13563/j.cnki.jmolsci.2020.12.005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    分子科学学报:中英文版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜艺曼;许海;何江华;张越涛
  • 通讯作者:
    张越涛

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高分子精准合成
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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