在面对日益严峻的环境挑战和推动可持续发展的背景下,开发可生物降解材料已成为科学界的研究热点。聚己内酯作为一种性能优异的线性脂肪族聚酯,因其在包装、药物输送和组织工程等领域的广泛应用而备受关注。然而,传统上合成高分子量的聚己内酯主要依赖金属催化开环聚合,但残留的金属杂质难以完全去除,限制了其在某些高要求领域的应用。虽然有机催化开环聚合,特别是氢键催化,为合成聚酯提供了新思路,但该策略在合成高分子量聚己内酯时仍面临挑战:溶液聚合需要严格的无水条件且在高聚合度下单体转化率低,而本体聚合则常因高温引发副反应,导致反应可控性差。因此,开发一种温和条件下高效、可控合成高分子量聚己内酯的新方法显得尤为迫切。
近日,苏州大学王召特聘教授、张力教授和四川大学李乙文教授合作在《Angewandte Chemie International Edition》期刊上发表了题为“Mechanochemical H-Bonding Organocatalysis Enabled Controlled Synthesis and Recycling of High-Molecular-Weight Poly(ε-Caprolactone)”的研究论文,提出了一种创新的机械化学氢键催化开环聚合策略。该策略通过将三脲催化剂与有机碱共催化体系与球磨技术相结合,成功在室温固相条件下实现了ε-己内酯的快速、可控聚合。该方法不仅展现出卓越的聚合活性(表观速率常数kobs达到0.053 min⁻¹),还有效抑制了副反应,最终合成了数均分子量高达185.0 kDa且分子量分布窄的高分子量聚己内酯。此外,研究团队还开发了一种基于机械化学的聚己内酯甲醇解回收方法,在室温无溶剂条件下实现了聚合物的高效降解。
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