【成果簡介】

    清華大學張希教授課題組將超分子化學和界面聚合相結合，建立了超分子界面聚合這一新方法。研究成果以Supramolecular Interfacial Polymerization: A Controllable Method of Fabricating Supramolecular Polymeric Materials為題發表于Angewandte Chemie International Edition。

    【圖文導讀】

    圖1 超分子界面聚合示意圖

    （a）所設計的水溶性單體MA-C12和油溶性超分子（Upy-SH）2的化學結構；

    （b）水-油界面超分子界面聚合示意圖。

    圖2固態薄膜的固態1H NMR譜（600MHz，旋轉頻率為60KHz）

    【研究內容】

    超分子聚合物是超分子化學與高分子化學交叉的前沿研究領域。盡管基于非共價鍵作用的超分子聚合物研究已取得了長足的進步，但是如何實現超分子聚合物的可控制備仍是需要解決的問題（參見Chem. Rev., 2015, 115, 7196）。在國家自然科學基金委員會和科技部“973”計劃的支持下，清華大學化學系張希教授課題組開展了可控超分子聚合方面的研究。

    在前期工作中，他們提出了自分類識別驅動并控制的超分子聚合新方法。基于主客體相互作用的自分類識別，可以調節構筑基元的剛柔性，從而實現對超分子聚合物分子量的可逆調控 （參見Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 5351）。之后，他們提出了超分子單體這一新概念，及利用超分子單體的共價聚合來制備超分子聚合物的方法。超分子單體是通過非共價鍵作用連接但可以進行共價聚合的單體。不同于傳統的制備超分子聚合物的方法，超分子單體的共價聚合將不易調控的非共價聚合轉化為可控的共價聚合，為實現超分子聚合物的可控制備提供了新思路（參見Polym. Chem., 2014, 5, 323; J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 2017, 55, 604）。

    最近，張希教授和徐江飛助理研究員將超分子化學和界面聚合相結合，建立了超分子界面聚合這一新方法。如圖1所示，基于四重氫鍵作用，在有機相構筑兩端帶有巰基的超分子單體，利用巰基與缺電子雙鍵的點擊反應，超分子單體與水相中的雙官能度馬來酰亞胺單體在界面發生聚合，成功制備了超分子聚合物。通過改變超分子界面聚合的反應條件，能夠實現對超分子聚合物的性質如玻璃化轉變溫度的有效調控。與均相溶液中的超分子聚合相比，超分子界面聚合具有以下優勢：（1）制備方法簡便、可控、易操作；（2）產物的聚合度不易受單體摩爾比及濃度影響；（3）單體選擇范圍寬，可用于溶解性質差異大、不易找到共溶劑的單體。超分子界面聚合方法的建立進一步豐富了超分子聚合的方法學，為可控制備超分子聚合物材料提供了新的契機。

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責任編輯：殷鵬飛

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