万文明团队首次成功将巴比耶反应引入高分子化学领域


  【本站讯】10月31日,英国《自然》(Nature)出版集团旗下子刊《自然—通讯》(Nature Communications)在线刊发了化学工程学院生物工程与技术中心万文明博士研究团队最新研究成果《将巴比耶反应引入高分子化学领域》(The introduction of the Barbier reaction into polymer chemistry),该成果首次成功将巴比耶反应(Barbier Reaction)引入高分子化学领域。论文第一作者为理学院孙晓丽博士,通讯作者为万文明博士,中国石油大学(华东)为唯一署名单位。

  巴比耶反应是卤代烃在镁、铝、锡、铟、锌等金属或其盐类作用下,对羰基化合物进行亲核加成生成醇的反应,是一类“碳—碳”键形成的有机反应,在有机化学领域一直处于十分重要的地位。巴比耶反应使用的是对水不活跃和相对便宜的金属,因此成本相对较低,而且很多情况下反应可以在水中进行,非常符合绿色化学的标准。自1899年以来,巴比耶反应已经被广泛应用于有机化学领域长达一个多世纪,但其在高分子化学领域的应用尚未实现。

  近期,万文明团队在如何将巴比耶反应应用于高分子化学领域的研究方面取得重要突破。万文明等人首次开创性地提出了一种新的高分子合成方法——“一锅法巴比耶逐步加成聚合反应”(A2+B2型和AB型),并通过该方法首次制备出一系列含有苯甲醇基团的高分子材料,其中包括聚一苯甲醇、聚二苯甲醇和聚三苯甲醇。特别需要提出的是,聚三苯甲醇是一类在较宽温度范围内具有双重热响应(基于荧光和浊度)特性的特殊“智能”高分子,其表现出聚集诱导发光(AIE)特性,在爆炸物(TNT)检测、固态荧光掺杂增强和可加工性等方面表现出优异的性质。

  将巴比耶反应引入高分子化学领域具有成本低廉、绿色环保等优势,在一定程度上拓宽了单体和高分子有机物的数据库,极大地拓展了高分子有机物的种类,开辟了功能高分子材料设计和应用的新天地,为新型功能高分子材料的研发提供了一个新手段。该成果得到了审稿专家的充分肯定,审稿专家认为:将“一锅法巴比耶逐步加成聚合反应”引入到高分子化学领域具有原创性和启迪性,开拓了高分子化学领域的一个崭新研究方向,对新品种高分子材料的研发具有十分重要的价值。

  在相关研究中,万文明团队还发明了聚合诱导自组装(Polymerization-InducedSelf-Assembly,即PISA)聚合方法。该方法是当前制备高浓度丰富形貌结构高分子纳米材料的先进技术,是高分子合成领域的重要研究热点,现已入选国家自然科学基金化学科学部高分子科学申报关键词。在美国化学会《大分子》(Macromolecules)杂志创刊50周年特别展望中,诺贝尔化学奖得主罗伯特•格拉布(Robert H. Grubbs)教授特别指出了该方法的重要性和前瞻性,并将其列为高分子活性聚合领域6大未来方向之一。

  万文明博士长期从事高分子合成方法的研发和对高分子材料结构、组装体以及功能调节方面的研究,以第一作者或通讯作者身份在Nature Communications,AngewandteChemie International Edition,ACS Macro Letters,Macromolecules,Chemical Communications,Polymer Chemistry,Macromolecular Rapid Communications等期刊发表论文22篇(其中SCI一区17篇),文章被总引900余次,其中3篇文章单篇被引超过百次。现为Advanced Functional Materials、Chemical Communications等期刊的特邀审稿人。

  《自然—通讯》(Nature Communications)创刊于2010年4月,涵盖生物学、物理学、化学和地球科学等诸多学科领域,与以往《自然》旗下子刊相比,其宗旨在于发布严谨而颇具综合性并代表某一领域重大进展的高质量研究论文,2016年影响因子为12.124。

  论文链接:

    http://www.nature.com/articles/s41467-017-01472-w


 


【作者:孙伟 刘培勇    来自:化学工程学院 科技处    责任编辑:姜洪明     审核:汤平如】
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