金属有机配位催化剂与活性链转移剂组合:原位合成立构规整的梯度、多嵌段和非线性拓扑结构聚合物的新策略

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21574125
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0109.高分子合成
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The synthesis of gradient, multi-block and topologic polymer materials having versatile morphologies and aggregation states as well as excellent physical and mechanical and rheological properties, has been the hot research topics and challenging projects in polymer science. The classical method to access such materials is the combination of living radical and anionic polymerizations with organic reactions such as “click reaction” and coupling reactions. In this project, the coordination polymerization will be employed to combine with chain transfer agents of protic compounds to establish catalytic systems, thus the stereoregulated such materials will be achieved facilely and efficiently in situ. First, the organometallic complexes with stereo selectivity will be synthesized, and the factors, such as the structures of the ligands and the match of Lewis acidity between the ligands and the chain transfer agents, the metal-σ-groups and their leaving ability, which influence the rapid-reversible exchange reaction between these complexes and alcohols or amines to access the “immortal” polymerization, will be studied. Two complexes of different selectivity towards polymerization of cycloesters under the action of the chain-shuttling agents to achieve the gradient and multiblock polymers, will be investigated. The effects of the catalytic activity of the added two complexes, the molar ratio of the chain shuttling agents with the monomers and the addition manner of the monomers on the block lengths and their distribution, will be addressed. Preparation synthon of the topological polymer materials taking the multi-functional chain transfer agents as the templates, or the concert effect of the ring-opening polymerization and immortal polymerization of the hydroxyl or amino modified cyclic esters, will be elucidated.
梯度、多嵌段及非线性拓扑结构高分子材料具有丰富的相态和聚集态及优异的物理性能,其合成与应用一直是高分子科学的研究热点。经典的合成方法是阴离子和活性自由基聚合与“点击”化学等偶联反应相结合。本项目将应用配位聚合机理,以质子化合物为链转移剂,构筑“不死聚合”体系,简单、高效、原位合成立构规整的这些材料。将设计与合成具有立体选择性的金属有机配合物,研究其与链转移剂(醇或胺化合物)进行可逆-快速交换反应的关键因素:配体的结构及与链转移剂之间的Lewis酸性匹配、金属σ-基团的种类和离去能力,对构筑“不死聚合”体系的影响。研究不同立体选择性的催化剂并联、借助质子化合物导向的“链穿梭”作用,制备梯度和多嵌段聚酯,揭示催化剂间相对活性、单体与链转移剂的比例和加入方式与嵌段长度及分布的规律。探索以多官能度链转移剂为模板,或羟基/胺基修饰的内酯开环聚合与“不死聚合”的协同作用,制备拓扑结构聚酯的途径。

结项摘要

制备梯度、多嵌段或拓扑结构高分子链结构,获得具有丰富的相态和聚集态及优异的物理机械和流体力学等性质的材料,一直是高分子科学的研究热点。聚丙交酯(PLA)具有良好的生物相容性和生物可降解性,低毒性等特点,广泛用于包装材料、医用缝合线、药物控释体系等方面,是当今最重要的人工合成的生物材料之一。然而,聚丙交酯具有疏水性,其单体也很难进行功能化,限制了其在某些方面的应用。因此,在实际应用中往往需要在PLA中引入亲水性的聚乙二醇(PEG)链段,尤其是功能化的聚碳酸酯(PMPC)链段,主要因为相比于丙交酯,含有各种取代基的环状碳酸酯单体合成容易,而聚碳酸酯又具有良好的生物相容性及生物可降解性。关键问题是,碳酸酯尤其是功能化的碳酸酯与丙交酯共聚合较为困难。.本项目是通过催化剂设计实现丙交酯与碳酸酯共聚;同时将重要的功能基团通过配位聚合方法加入到丙交酯聚合物链中而不引起本体性质的破坏。我们设计与合成了各种稀土金属、铝、锌等配位聚合催化剂,以质子化合物为链转移剂,构筑了“不死聚合”体系,催化合成了具有立体选择性的丙交酯和碳酸酯梯度、多嵌段共聚物。通过动力学研究表明,杂同选择性催化剂对外消旋丙交酯和旋光纯丙交酯分别与碳酸酯共聚合时的旋光选择性差异,导致聚合反应速度不同,进而控制了聚合物序列分布,决定了材料的性质和降解速度的差异。同时利用不死聚合原理,制备出链端含有聚集诱导发光基团、抗紫外线、阻燃等功能基团的聚乳酸,而聚乳酸的杂同和全同立构规整度仍然保持。此外,还发展了生物友好的镁、锌催化剂和非金属催化剂,制备出聚硅醚和来源于生物资源的聚苯并呋喃。这些研究成果丰富和发展了配位催化聚合理论,得到的聚合物是通过目前的方法很难制备的。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Synthesis and AIE properties of PEG-PLA-PMPC based triblock amphiphilic biodegradable polymers
基于PEG-PLA-PMPC的三嵌段两亲性生物降解聚合物的合成及AIE性能
  • DOI:
    10.1039/c5py01849h
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Li Chuanyang;Liu Xinli;He Shasha;Huang Yubin;Cui Dongmei
  • 通讯作者:
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硅氢化聚合的研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    高分子通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    华修芳;李川阳;崔冬梅
  • 通讯作者:
    崔冬梅
Coordination Polymerization of Renewable 3-Methylenecyclopentene with Rare-Earth-Metal Precursors
可再生3-亚甲基环戊烯与稀土金属前驱体的配位聚合
  • DOI:
    10.1002/anie.201700546
  • 发表时间:
    2017-04-10
  • 期刊:
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Liu, Bo;Li, Shihui;Cui, Dongmei
  • 通讯作者:
    Cui, Dongmei
Alkaline earth metal complexes stabilized by amidine and guanidine ligands: synthesis, structure and their catalytic activity towards polymerization of rac-lactide
脒和胍配体稳定的碱土金属配合物:合成、结构及其对外消旋丙交酯聚合的催化活性
  • DOI:
    10.1039/c8dt01434e
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Liu Na;Liu Bo;Cui Dongmei
  • 通讯作者:
    Cui Dongmei
Synthesis and Characterization of Crystalline Styrene-b-(Ethylene-co-Butylene)-b-Styrene Triblock Copolymers
结晶苯乙烯-b-(乙烯-丁烯)-b-苯乙烯三嵌段共聚物的合成与表征
  • DOI:
    10.1002/pola.28489
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Polymer Science Part A-Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lin Fei;Wu Chunji;Cui Dongmei
  • 通讯作者:
    Cui Dongmei

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其他文献

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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    崔冬梅
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    --
  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    孟倩
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    崔冬梅

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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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