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《吉林大学》 2009年
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化学酶法合成嵌段共聚物及其自组装的研究

王薇  
【摘要】: 本论文通过酶促聚合方法和ATRP聚合方法相结合制备嵌段共聚物。用双羟基聚乙二醇引发了聚己内酯的酶促开环聚合,合成了羟基封端的聚酯PCL-b-PEG-b-PCL。通过端基官能化修饰这个羟基封端的聚酯得到了α-溴代物封端的大分子引发剂,先用这个引发剂引发甲基丙烯酸六氟丁酯ATRP反应合成了PHFMA-b-PCL-b-PEG-b-PCL-b-PHFMA。然后用合成的引发剂引发了GMA的ATRP合成了PGMA-b-PCL-b-PEG-b-PCL-b-PGMA。通过核磁和红外光谱分析证明了大分子引发剂和五嵌段共聚物的结构。五嵌段共聚物的GPC分析表明这种合成方法的可行,反应动力学分析证明了聚合方法是活性可控的。通过动态光散射方法测试了胶束的直径。研究了五嵌段共聚物在水中的自组装行为。 为了扩展化学酶聚合反应所得产物的结构种类,我们合成了规整的Y-型双亲嵌段共聚物。首先,在Novozyme 435酶催化下,甲醇引发己内酯开环聚合,合成一端为CH3O-封端,另一端为OH封端的PCL聚酯。通过PCL聚酯和2,2-二氯代乙酰氯的酯化反应合成大分子引发剂,接着用合成的大分子引发剂引发了GMA/St的ATRP聚合,合成新型的Y-型嵌段共聚物PCL-b-(PGMA)2和PCL-b-(PSt)2。聚合物的结构通过NMR、GPC和IR表征,并且研究了它们的在水溶液中组装。研究表明,Y-型嵌段共聚物自组装的形貌与聚合物的组成和共聚物的起始浓度有关。 作为另一种重要的生物酶聚合方法,酶促缩聚反应在聚合物合成领域的工业应用和基础研究发展迅速。我们利用酶促缩聚反应与ATRP反应相结合,用两种合成路线合成了P(TCE-10-HD)-b-PGMA。具体方法如下,第一种合成路线,合成方法分为三个步骤:首先,通过2,2,2-三氯乙醇(TCE)与10-羟基癸酸(10-HD)之间的有机成酯缩合反应合成ω-羟基酯(10-羟基癸酸三氯乙酯TCE-10-HD);然后,在固定化酶Novozyme 435催化下,经过ω-羟基酯的酶促自缩聚反应获得了端头带有三氯甲基的ATRP大分子引发剂P(TCE-10-HD)-CCl3;最后,利用合成的引发剂实现了功能单体GMA的ATRP反应,成功合成了P(TCE-10-HD)-b-PGMA。利用NMR、GPC和IR分析证明了嵌段共聚物的结构。另外,研究了嵌段共聚物在水溶液中的自组装行为,嵌段共聚物胶束为纳米级的、并具有均一的尺寸。第二种合成路线分为两步:我们用了一种新的方法,将2,2,2-三氯乙醇加入10-羟基癸酸酶促缩聚的反应体系中,仅用一步反应就得到了P(TCE-10-HD)-CCl3,取代了以前所用的两步合成法。然后用合成的引发剂引发了GMA的ATRP反应合成了P(TCE-10-HD)-b-PGMA,并且证明这种聚合方法是简便可行的。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O631.3

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