
【化】 ring-opening copolymerization
开环共聚合(开环共聚合,英文:Ring-Opening Copolymerization, ROCOP)是高分子化学领域的一种重要聚合反应类型,指两种或两种以上不同的环状单体(如环氧化物、环酯、环碳酸酯等)在引发剂或催化剂作用下,通过开环反应相互连接形成共聚物的过程。该过程结合了开环聚合(单体环状结构打开形成线性链)和共聚合(多种单体参与反应)的特点。
开环(Ring-Opening)
环状单体(如环氧乙烷、ε-己内酯)的化学键断裂,转化为线性聚合物链段的过程。
英文对照:Breaking of cyclic bonds to form linear polymer chains.
共聚合(Copolymerization)
两种及以上不同单体共同参与聚合反应,生成含多种结构单元的共聚物。
英文对照:Polymerization involving multiple monomers to form copolymers.
开环共聚合(ROCOP)
兼具上述两者特征:多种环状单体协同开环,形成结构可调控的共聚物(如嵌段、无规共聚物)。
英文对照:Synthesis of copolymers via simultaneous ring-opening of cyclic monomers.
催化机制
常用金属催化剂(如铝、钴络合物)或有机催化剂(如膦腈碱),通过活化单体或引发链增长,实现选择性开环与交替插入。
特点:可精准控制序列结构(交替度、嵌段长度)。
单体兼容性
适用于环氧类(如环氧丙烷)、环酯类(如丙交酯)、环碳酸酯类(如碳酸亚乙酯)等,通过组合不同单体调节材料性能。
绿色化学优势
反应常无需溶剂、条件温和,符合可持续化学原则(如CO₂与环氧化物共聚合成可降解聚碳酸酯)。
合成可降解聚酯-聚醚共聚物(如PLGA-PEG),用于药物缓释载体。
以CO₂为原料制备聚碳酸酯(如PPC),减少碳排放。
环氧-酸酐共聚生成聚酯弹性体,用于柔性电子器件。
系统阐述开环聚合与共聚机理(第8章)。
"Terminology of Copolymers" (Pure Appl. Chem., 1985) 定义共聚合分类标准。
"Ring-Opening Copolymerization" (Science, 2007) 讨论催化剂设计与应用进展。
: 潘祖仁. 高分子化学(第五版). 化学工业出版社, 2011.
: IUPAC. Pure and Applied Chemistry, 1985, 57: 1427.
: Coates & Moore. Science, 2007, 318: 430.
开环共聚合(Ring-Opening Copolymerization, ROCOP)是一种通过两种或多种环状单体同时开环并连接形成共聚物的聚合反应。以下是其核心要点:
开环共聚合指不同环状单体(如环醚、环酯、环酰胺等)在催化剂作用下,环结构断裂并交替或随机连接形成线型共聚物的过程。例如,环氧化物与环酯可通过开环共聚生成聚酯-醚共聚物。
主要用于合成高性能聚合物,如生物可降解塑料(聚乳酸)、医用高分子材料(聚醚酯)及功能性共聚物(嵌段、交替结构)。
如需更完整的机制或案例,可参考、2、5的原始研究。
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