可控自由基聚合(CRP)方法可以在溫和的條件下合成分子量可控且分散度低的聚合物。將酶催化劑用于可控自由基聚合是一種可持續發展的綠色化學,具有聚合條件溫和、聚合效率高、聚合物結構精確可控、環境污染低等優勢。雖然酶催化傳統自由基聚合已經得到了廣泛的研究,但關于酶催化可控自由基聚合的研究仍處于初級階段。因此,真正利用酶的天然催化功能,發展酶催化參與的可控自由基聚合方法具有里程碑式的重要意義。
由于(可控)自由基聚合固有的氧氣敏感性,聚合反應易受氧氣阻聚或淬滅。而實際生產中,除氧設備的局限性也增加了聚合操作的難度。因此,發展一種簡便高效、操作性強的除氧方法對推動(可控)自由基聚合的發展與工業化進程至關重要。酶催化除氧是自然界中普遍存在的除氧方式,具有除氧效率高、綠色環保、操作簡單等特點。將酶催化除氧的方法運用到可控自由基聚合中,可以解決可控自由基聚合的氧氣敏感性問題,大幅度簡化聚合的操作程序,并有望實現高通量優化聚合條件以及快速建立聚合物結構與性能的關系。
上海大學安澤勝教授課題組在《高分子學報》2018年第10期即將發表的專論中系統評述在酶催化引發RAFT聚合及其功能化方向的研究進展。首先介紹了酶催化引發的RAFT聚合可以在溫和條件下高效合成分子量與構型可控且分散度低的聚合物,還闡述了該體系也適用于聚合誘導自組裝(PISA)的研究,然后介紹了酶催化除氧與酶催化引發的聯用實現了在空氣存在的條件下合成多嵌段及超高分子量的聚合物,接著介紹了利用酶的催化多功能性實現了一酶三催化用于規整聚合物的高效合成與生物點擊化學修飾。最后,并對該方向的發展提出了前瞻性的預期。
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