
【化】 ring-opening copolymerization
開環共聚合(開環共聚合,英文:Ring-Opening Copolymerization, ROCOP)是高分子化學領域的一種重要聚合反應類型,指兩種或兩種以上不同的環狀單體(如環氧化物、環酯、環碳酸酯等)在引發劑或催化劑作用下,通過開環反應相互連接形成共聚物的過程。該過程結合了開環聚合(單體環狀結構打開形成線性鍊)和共聚合(多種單體參與反應)的特點。
開環(Ring-Opening)
環狀單體(如環氧乙烷、ε-己内酯)的化學鍵斷裂,轉化為線性聚合物鍊段的過程。
英文對照:Breaking of cyclic bonds to form linear polymer chains.
共聚合(Copolymerization)
兩種及以上不同單體共同參與聚合反應,生成含多種結構單元的共聚物。
英文對照:Polymerization involving multiple monomers to form copolymers.
開環共聚合(ROCOP)
兼具上述兩者特征:多種環狀單體協同開環,形成結構可調控的共聚物(如嵌段、無規共聚物)。
英文對照:Synthesis of copolymers via simultaneous ring-opening of cyclic monomers.
催化機制
常用金屬催化劑(如鋁、钴絡合物)或有機催化劑(如膦腈堿),通過活化單體或引發鍊增長,實現選擇性開環與交替插入。
特點:可精準控制序列結構(交替度、嵌段長度)。
單體兼容性
適用于環氧類(如環氧丙烷)、環酯類(如丙交酯)、環碳酸酯類(如碳酸亞乙酯)等,通過組合不同單體調節材料性能。
綠色化學優勢
反應常無需溶劑、條件溫和,符合可持續化學原則(如CO₂與環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),用于藥物緩釋載體。
以CO₂為原料制備聚碳酸酯(如PPC),減少碳排放。
環氧-酸酐共聚生成聚酯彈性體,用于柔性電子器件。
系統闡述開環聚合與共聚機理(第8章)。
"Terminology of Copolymers" (Pure Appl. Chem., 1985) 定義共聚合分類标準。
"Ring-Opening Copolymerization" (Science, 2007) 讨論催化劑設計與應用進展。
: 潘祖仁. 高分子化學(第五版). 化學工業出版社, 2011.
: IUPAC. Pure and Applied Chemistry, 1985, 57: 1427.
: Coates & Moore. Science, 2007, 318: 430.
開環共聚合(Ring-Opening Copolymerization, ROCOP)是一種通過兩種或多種環狀單體同時開環并連接形成共聚物的聚合反應。以下是其核心要點:
開環共聚合指不同環狀單體(如環醚、環酯、環酰胺等)在催化劑作用下,環結構斷裂并交替或隨機連接形成線型共聚物的過程。例如,環氧化物與環酯可通過開環共聚生成聚酯-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)、醫用高分子材料(聚醚酯)及功能性共聚物(嵌段、交替結構)。
如需更完整的機制或案例,可參考、2、5的原始研究。
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