以均聚物为结构基元的超分子共聚研究

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聚合物性质不仅与聚合物的组成相关，而且与其链长、空间构型、单体基元结构序列等近程/远程结构密切相关，因此通过聚合物微观结构调控可实现聚合物性能的调节。对于两种或两种以上单体基元构成的共聚物体系其结构更为复杂，存在无归、梯度、交替、嵌段等影响聚合物形态和化学性质的系列单体基元排列方式。实现聚合物结构序列的精确可控一直以来是科学领域的研究热点和难点。另一方面，虽然动态共价化学等学科方向的发展为聚合物结构序列调控提供了可能，但是其可适用的聚合物体系仍存在较大的局限性，简便地实现聚合物共价键结构序列的精确调控仍是聚合物科学领域的一道难题。

近日，日本广岛大学（Hiroshima University）Takeharu Haino教授研究团队基于超分子主客体聚合物化学实现了主链结构序列可控的卟啉系聚合物体系poly-1•G2的构筑。他们通过主客体相互作用实现了以超分子均聚物为结构基元的超分子共聚，精确控制了聚合物刚性棒状链和柔性链的序列结构，克服了普通均聚物难以组装成序列可控共聚物的难题。该以非共价键为连接点的超分子聚合物体系，特有的结构动态特性为后续聚合物主链序列结构的进一步调控提供了切入点。

结构序列可控卟啉系超分子聚合物体系构筑示意图。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

2,4,7-三硝基芴酮（G1）作为缺电子芳香族客体分子与双卟啉大环结构可产生强络合作用，从而实现主客体复合体系（1•G1₂）的构筑。研究团队利用上述分子间作用特点，实现均聚物poly-1（tetrakisporphyrin 1）与客体分子G2之间的头-头结构的主客体复合体系构筑。

超分子聚合物体系构筑基元。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

通过UV/vis滴定法和扩散有序核磁共振谱（DOSY）等测试，表明该超分子结构体系中构筑基元化学计量比为1:1。poly-1及poly-1•G2体系的溶液粘度测试显示：poly-1链结构呈现棒状刚性特征，而超分子体系poly-1•G2其链结构则呈膨胀脂肪链结构，处于半稀释状态。原子力显微镜（AFM）测试显示poly-1•G2超分子聚合物体系具有长烷基链交错排列的高度有序结构。

超分子聚合物体系结构及性质测试。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

总结

实现聚合物链结构序列的精确可控释诸多聚合方法学发展的重要目标之一。该论文通过超分子聚合物结构基元的设计，基于主客体相互作用简便实现了聚合物主链结构序列的调控，同时非共价键链接点赋予其主链结构的后续可调性。该研究成果中超分子化学的巧妙运用，为特定结构序列和独特功能性聚合物的构筑提供了新的途径。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Supramolecular Copolymerization by Sequence Reorganization of a Supramolecular Homopolymer

Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 7028-7033, DOI: 10.1002/anie.201800980

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