基于“聚合物积木”方法的功能化树形聚合物精准合成

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21871037
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0109.高分子合成
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Because of the specifically topological structures, DendriMac polymers exhibited distinctive properties and became significant research filed in both polymer chemistry and physics. However, some problems such as complicated synthetic routes, inferior control on topology, impossibly precise characterizations and so on, were still existed during the synthesis of DendriMacs. In this application report, a series of “Polymeric Bricks” will be precisely synthesized based on chain-end orthogonal functionalization with living anionic polymerization. Then the shell-functionalized, topological isomer and Janus-functionalized DendriMacs will be precisely constructed with efficient “Hydrosilylation-Ugi” coupling cycles between same or different polymeric bricks. At last, the “Polymeric Bricks” methodoly for precise, efficient and convenient synthesis of DendriMacs will be established. Meanwhile, novel “shell-functional” DendriMacs, such as liquid crystal and fluorescence, can also be prepared via the Click Chemistry between shell-functionalized DendriMacs and corresponding functional moieties. The “Polymeric Bricks” methodoly can be devided into two independent parts of bricks synthesis and bricks coupling. Thus, the whole process of synthesis can be precisely controlled and characterized to ensure the integrity of topological structures in Dendrimacs. Based the above methods, a serial of novel DendriMac modles can be obtained and the study on the correlation of topological structures and properties can be conducted. For the special properties of DendriMacs from their specific topology, the correlation between dendritically structures and novel properties will be clearly stated, which can open up novel prospects for the study on dendritically branched polymers.
树形DendriMac聚合物新颖的拓扑结构赋予其独特的性能,是高分子领域的重要研究内容,而当前DendriMac聚合物合成仍存在实施繁琐、拓扑控制差、精确表征难等问题。项目基于活性阴离子聚合方法结合链端“正交”功能化精准合成类型丰富的基础聚合物积木模块,通过多种相同或不同聚合物积木之间“硅氢加成-Ugi”循环迭代正交反应进行积木搭建,实现“壳层”功能化、拓扑异构体、两面性结构等树形DendriMac聚合物精准构建,建立精准、高效、便捷的树形聚合物积木合成方法,同时通过点击化学反应合成新型壳层功能性(如液晶、荧光等)树形聚合物。整体合成方法分为积木合成以及积木搭建相互独立两部分,基础聚合物积木之间采用高效便捷的“硅氢加成-Ugi”迭代循环偶联反应,实现高代树形结构精准,各级结构均能够精确表征以确保目标树形聚合物具有较好的拓扑结构完整性。通过以上研究,实现基于活性阴离子聚合方法的功能化树形结构聚合物模块化精准合成,建立精准、高效、便捷的树形聚合物积木合成方法,为树形聚合物研究开辟全新的前景,并进一步拓展基于活性阴离子聚合的聚合物精密合成方法学。

结项摘要

随高分子科学发展,对聚合物各级结构的精确调控要求逐渐提高,如何设计精准高效的合成方法、实现高分子各级结构的精确控制,是高分子化学中亟待解决的重要科学问题。将正交点击反应与活性阴离子聚合有机结合,以具有可点击官能团的小分子以及聚合物作为合成基本模块,通过模块化合成实现聚合物结构的精准控制,是高分子精准合成方法进一步发展的全新途径。.通过Ugi-4CR与硅氢加成的正交反应循环,与小分子异构体单元模块结合,合成了分子量和化学组成完全相同、仅连接单元取代基构造不同的同分异构单分散聚合物,建立了Ugi-4CR与硅氢加成正交循环合成单分散聚合物方法,将同分异构体的概念引入到聚合物中。通过调控异构体单元的序列,合成了具有不同构造的连接单元在链中序列精确的同分异构单分散聚合物。通过阴离子聚合合成结构明确的端基硅氢/双炔基功能化聚苯乙烯模块,应用硅氢加成反应合成了支化程度可控的长支链超支化聚合物,支化因子介于0.33~0.52之间。通过阴离子聚合得到结构明确的端基胺基/硅氢功能化的聚苯乙烯模块,应用Ugi-4CR与硅氢加成的正交循环得到第二代树枝状聚合物(DendriMac),数均分子量为50.9 kg/mol,外层臂数8.3符合理论臂数8臂,建立了树枝状聚合物的模块化合成方法。通过阴离子聚合设计结构明确的端基硅氢/双炔基聚丁二烯模块(SiH-PB-yne2)和端基硅氢功能化的聚苯乙烯(PS-SiH)模块,应用聚丁二烯大分子单体进行硅氢加成得到超支化聚丁二烯(HyperPB),支化因子为0.36。PS-SiH与HyperPB进行硅氢加成得到的超支化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物SBS,加氢后得到超支化结构的SEBS,实现了具有超支化结构的热塑性弹性体的合成。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(1)
Manipulating Molecular Weight Distributions via "Locked- Unlocked" Anionic Polymerization
通过“锁定-解锁”阴离子聚合控制分子量分布
  • DOI:
    10.1021/acs.macromol.1c01268
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Macromolecules
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Li Cun;Han Li;Bai Hongyuan;Wang Xuefei;Yin Yu;Yan Hong;Zhang Xiaolu;Yang Zheng;Liu Pibo;Ma Hongwei
  • 通讯作者:
    Ma Hongwei
Thermally Controlled On/Off Switch in a Living Anionic Polymerization of 1‑Cyclopropylvinylbenzene with an Anion Migrated Ring-Opening Mechanism
具有阴离子迁移开环机制的 1-环丙基乙烯基苯活性阴离子聚合中的热控开关
  • DOI:
    10.1016/j.geoforum.2015.08.016
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Macromolecules
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Hongyuan Bai;Xuefei Leng;Li Han;Lincan Yang;Chao Li;Heyu Shen;Lan Lei;Songbo Zhang;Xuefei Wang;Hongwei Ma
  • 通讯作者:
    Hongwei Ma
Alternating Copolymerization Realized with Alternating Transformation of Anion-Migrated Ring-Opening Polymerization and Anionic Polymerization Mechanisms
阴离子迁移开环聚合与阴离子聚合机理交替变换实现交替共聚
  • DOI:
    10.1021/acs.macromol.1c00814
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Macromolecules
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Bai Hongyuan;Han Li;Li Chao;Zhang Songbo;Wang Xuefei;Yin Yu;Zhang Xiaolu;Ma Hongwei
  • 通讯作者:
    Ma Hongwei
Living anionic copolymerization of DPE derivatives containing alkynyl with controlled kinetic behaviors and monomer sequence
含有炔基的 DPE 衍生物的活性阴离子共聚,具有受控的动力学行为和单体序列
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Eur. Polym. J.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lincan Yang;Li Han;Hongwei Ma;Heyu Shen;Chao Li;Songbo Zhang;Lan Lei;Xinyu Hao;Yang Li
  • 通讯作者:
    Yang Li
Investigation of the features in living anionic polymerization with styrene derivatives containing annular substituents
含环状取代基苯乙烯衍生物活性阴离子聚合特性的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Hongyuan Bai;Zhi Zhang;Hongwei Ma;Li Han;Xiaochun Mu;Wei Huang;Pibo Liu;Yibo Wu
  • 通讯作者:
    Yibo Wu

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其他文献

基于高真空实验技术活性阴离子聚合方法学研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    高分子通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王玉荣;李杨;马红卫;张春庆
  • 通讯作者:
    张春庆
应用于活性负离子聚合的高真空实验技术研究与改进
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    Acta Polymerica Sinica
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    马红卫;张春庆;李杨;王玉荣;李战胜;胡雁鸣;赵忠夫;申凯华
  • 通讯作者:
    申凯华
基于高真空实验技术活性阴离子聚合方法学研究进展
  • DOI:
    10.1088/1748-0221/17/07/c07013
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    高分子通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马红卫;李杨;张春庆;王玉荣
  • 通讯作者:
    王玉荣
高枝化官能化聚合物的合成方法学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    科学通
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李婷婷;马红卫;魏志勇;郭方;申凯华;牛慧;李杨
  • 通讯作者:
    李杨
高枝化官能化聚合物的合成方法学
  • DOI:
    doi:10.1360/n972015-01152
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李婷婷;马红卫;魏志勇;郭方;申凯华;牛慧;李杨
  • 通讯作者:
    李杨

其他文献

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马红卫的其他基金

基于活性阴离子可逆开关聚合机理的链结构精准编辑方法
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于 1,1-二苯基乙烯(DPE)衍生物的链中功能化聚合物序列调控研究
  • 批准号:
    21674017
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于高真空活性阴离子聚合方法合成新型无端基复杂拓扑结构聚合物的研究
  • 批准号:
    21304013
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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AI项目解读示例

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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