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金沙官网沈勇、刘福胜团队在功能化生物基聚酯方向取得新进展
发布时间:2020-06-14    作者:沈勇     点击:[]

脂肪族聚酯材料由于具有良好的生物可降解性、生物相容性和力学性质,被广泛用作可吸收手术缝合线、组织工程支架、药物载体和食品包装材料。目前商品化的脂肪族聚酯材料,包括聚乳酸、聚己内酯等,由于其固有的一些缺点限制了在生物医药领域的应用。例如,聚己内酯的疏水特性和半结晶性质导致其在体内降解速率较慢(2-4年),无法作为短期植入材料使用。通过共聚改性,在聚酯分子中引入官能基团,可以调控聚酯材料的降解行为、结晶度和亲水性,也可以作为反应位点,与生物活性分子反应。

α-亚甲基-γ-丁内酯(MBL)也叫郁金香灵A,是一种天然生物基单体分子,可以通过衣康酸转化得到。由MBL开环聚合制备的聚酯具有双键侧基,可以进一步利用Michael加成反应或“thiol-ene Click”反应进行后修饰。MBL同时具有稳定的五元环内酯结构和高活性环外双键,如何抑制双键加成反应的同时实现MBL的开环聚合是一项重大挑战。金沙沈勇博士在之前的工作中利用有机磷腈碱/脲二元催化体系,首次实现了有机催化MBL的选择性开环聚合(CCS Chem.2020,2, 620-630)。最近,金沙沈勇、刘福胜团队在前期工作的基础上,报道了有机磷腈碱/脲二元催化体系实现MBL与其他环内酯(ε-己内酯或δ-戊内酯)的选择性开环共聚,成功制备得到侧基双键官能团含量可调控的系列功能化生物基聚酯(如下图)。

相关实验表明,PMBL-co-PCL和PMBL-co-PVL共聚酯的物理性质表现出组成依赖行为。随着聚酯主链MBL含量的增加,共聚酯的熔融转变温度、结晶温度、熔融焓和结晶度显著降低。这些发现对于新型功能化可持续热塑性弹性体材料的设计合成具有启示意义。

这项工作发表在高分子领域旗舰刊Macromolecules上(Macromolecules2020,53, 3380-3389)。金沙官网硕士生赵志超为论文的第一作者,金沙沈勇博士、刘福胜教授和李志波教授为论文的共同通讯作者。这项工作得到了国家自然科学基金,山东省自然科学基金,111计划和山东省泰山学者优势特色学科团队计划的资助。

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