伯胺单体离子缔合调控的可见光活化室温水溶液RAFT聚合

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21274097
  • 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:
    B0109.高分子合成
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Thanks to the particularly fascinating properties, primary-amine-based water soluble polymers have been evidenced to have wide potential applications for fabricating nanomaterials and biomedical related functional materials. Exploring facile technique for the rapid and well-controlled synthesis of these water soluble polymers under mild conditions is essential to push forward such applications. To this end, the effect of monomer ion asociation on the visible light activated ambient aqueous RAFT polymerization of primary-amine-based monomers will be intensively studied, accordingly a new approach to the facile and rapid synthesis of well-defined primary-amine-based water soluble polymers under ambient aqueous conditions will be explored. To this end, the primary-amine-based water soluble methacrylamides with the targeted molecular structures will be synthesized. The monomer ion association will be modulated either by changing their molecular structures or counter-ions, or adjusting monomer concentration or solution temperature. The ion clusters of these monomers will be induced by complexing with alkyl sulfonic acid or alkylbenzene sulfonic acid etc. Moreover, this polymerization will be started up or ceased off periodically by turning on or off the visible light periodically in the duration of RAFT polymerization.By means of such processes, the influence of monomer ion association on the visible light activated ambient aqueous RAFT polymerization and copolymerization of these particular monomers will be disclosed, and the polymerizing processes will be finely controlled, thus well-defined primary-amine-based water soluble copolymers with the targeted compositions and comonomer distributions will be rapidly synthesized under such mild ambient aqueous conditions. In short, this project will not only get an in-depth understanding of aqueous polymerization of ionized monomers, but also open a new avenue toward the facile and rapid synthesis of well-defined primary-amine-based water soluble functional polymers, thus significantly enrich the concept and extend the application fields of the visible light activated ambient- temperature RAFT polymerization that was developed previously by our group.
水溶性伯胺聚合物在纳米材料和生物医药等新兴领域已显现巨大的应用潜力。探索温和条件下伯胺聚合物的快捷可控合成新方法,必将促进相关领域的发展。本项目拟探讨伯胺单体离子缔合调控的可见光活化室温水溶液RAFT聚合特征,进而探索在室温水溶液中伯胺聚合物的快捷可控合成新方法。为达此目标,我们拟合成不同结构特征的甲基丙烯酰胺类伯胺单体;改变单体结构或反离子种类,调节单体浓度或水溶液温度,从而调控单体离子缔合状态;采用烷基磺酸或烷基苯磺酸等,诱导单体离子团簇化;通过间歇性光开关,实时启动或终止聚合;进而探讨伯胺单体离子缔合调控的可见光活化室温水溶液RAFT聚合和共聚合特征,实现聚合过程的间歇性光开关控制,快捷可控合成设定组成和共聚分布的水溶性伯胺聚合物。本项目的实施将加深对离子化单体水溶液聚合特性的理解,为快捷可控合成伯胺衍生功能聚合物提供新方法,充实并拓展我们前期创建的可见光活化室温RAFT聚合。

结项摘要

水溶性伯胺聚合物在纳米技术和生物医药等新兴领域显现巨大应用潜力,探索温和条件下伯胺聚合物快捷可控合成新方法势在必行。本项目针对离子缔合调控伯胺单体聚合、生长链静电效应和高分子反应性等基本属性,展开了卓有成效的探索。我们发现离子缔合主导伯胺单体链引发和链增长,凸显低温加速、反离子和介质效应。发现了与阴离子单体共聚合的反常机制(等当量交替共聚,较少单体快速共聚),受控离子对效应。结合这些特性和光激活-避光休眠,发展了室温水溶液迭代聚合制备序列可控伯胺高分子新方法;伯胺生长链与聚阴离子复合,发展伯胺单体聚合诱导自组装(PISA)新机制,发现了独特丰富相行为;非离子单体溶液中少量伯胺单体离子团簇化,发展了伯胺微区纳米限域的纳米球、囊泡、空心管批量制备新技术,发现了空心管敏感的介质响应开闭孔行为。探索了伯胺反应纳米功能化。发现了高分子亚组分自组装的高分子配位选择性,揭示了金属中心和配体空间选择主导亚组分自组装,实现了亚胺化配体配位的超胶体自组装行为以及柱状胶束横向排列、自纠错、自分类、间断融合的多腔室薄片织构机制,构建了高分子金属杂化单链纳米材料。发现了光控氢键调控热响应机制,少量客体序列调控高分子氢键温敏协同,光控长程有序表面纳米图案化。胱胺丙烯酰胺盐酸盐单体具有上述聚合所有特征,其动态反应驱动一系列的胶束-纳米线-溶胀纳米线-支化纳米线-三维网络相态转变,金属配位催化驱动其类似蛋白质自催化多层次自分类。发表论文18篇,包括2篇ACS Macro Letters、1篇Macromolecules、6篇Macromolecular Rapid Communications、6篇Polymer Chemistry、3篇Soft Matter论文,泛太平洋高分子国际会议、中国化学会学术年会、全国高分子学术论文报告会报告8次。获资助培养出站博士后1名,毕业博士1名、硕士12名。综上所述,我们圆满完成了本项目研究任务,超过了既定科学研究和人才培养目标,为模仿生物蛋白构效关系的后续探索奠定了坚实的合成方法学基础。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(8)
专利数量(0)
Subcomponent self-assembly of polymer chains based on dynamic and geometrical coordination diversity of the first row transition metal ions
基于第一排过渡金属离子动态和几何配位多样性的聚合物链子组分自组装
  • DOI:
    10.1039/c3py01111a
  • 发表时间:
    2014-01
  • 期刊:
    Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Xuewen Wu;Na Xu;Zhengguang Zhu;Yuanli Cai;Ying Zhao;Dujin Wang
  • 通讯作者:
    Dujin Wang
Acceleration and Selective Monomer Addition during Aqueous RAFT Copolymerization of Ionic Monomers at 25 degrees C
25°C 离子单体水性 RAFT 共聚过程中的加速和选择性单体添加
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Macromolecular Rapid Communications
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yu, Qiuping;Lu, Xinhua;Chen, Hong;Cai, Yuanli
  • 通讯作者:
    Cai, Yuanli
Visible Light Mediated Fast Iterative RAFT Synthesis of Amino-Based Reactive Copolymers in Water at 20 degrees C
20°C 水中可见光介导快速迭代 RAFT 合成氨基反应性共聚物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Macromolecular Rapid Communications
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Huang, Tao;Xu, Na;Zhu, Zhengguang;Cai, Yuanli
  • 通讯作者:
    Cai, Yuanli
Toward rapid aqueous RAFT polymerization of primary amine functional monomer under visible light irradiation at 25 degrees C
25℃可见光照射下伯胺官能单体的快速水相RAFT聚合
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Tong, Jianyu;Zhao, Ying;Wang, Dujin;Cai, Yuanli
  • 通讯作者:
    Cai, Yuanli
The direct synthesis of interface-decorated reactive block copolymer nanoparticles via polymerisation-induced self-assembly
通过聚合诱导自组装直接合成界面修饰的反应性嵌段共聚物纳米粒子
  • DOI:
    10.1039/c5py00656b
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
    POLYMER CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Jiang, Yanyan;Xu, Na;Cai, Yuanli
  • 通讯作者:
    Cai, Yuanli

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其他文献

高超声速飞行器单因素融合鲁棒预测控制
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    --
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    蔡远利
动能杀伤器侧窗定向机制分析及建模
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    蔡远利
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    牛俊妮;蔡远利
  • 通讯作者:
    蔡远利
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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结构精确的吡咯烷酮衍生水溶性聚合物的快捷合成及其热响应行为
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    彭一峰;蔡远利;姜稳定;石毅;邓俊杰;卢礼灿
  • 通讯作者:
    卢礼灿

其他文献

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聚合诱导静电自组装的液-液相分离与液-固相转变新机制
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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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