新的一鍋法可將CO2轉(zhuǎn)化為聚碳酸酯共聚物

美國(guó)得州A＆M大學(xué)的研究人員于2015年7月27日宣布，已開(kāi)發(fā)出兩個(gè)步驟的一鍋法方法，可將CO2與環(huán)氧化合物(由兩個(gè)碳原子和一個(gè)氧原子組成具有三元環(huán)的高活性化合物)轉(zhuǎn)化為聚碳酸酯嵌段共聚物，這種聚碳酸酯嵌段共聚物含有水溶和疏水區(qū)域，可以聚合成納米粒子或膠束。描述他們工作的論文已發(fā)表在《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版(Angewandte Chemie International Edition)》雜志上。

目前的CO2基聚碳酸酯為疏水性，并且沒(méi)有官能團(tuán)，因此，他們的應(yīng)用是有限的。特別是，在生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用，一個(gè)使用生物相容性聚碳酸酯的領(lǐng)域已被良好的確立，這將被排除在外。

由Donald J Darensbourg引領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)與研究生一起，生產(chǎn)出兩親性(一種同時(shí)具有親水和疏水屬性的化合物)的聚碳酸酯嵌段共聚物，其中，親水性和疏水性區(qū)域均基于CO2。他們也能夠把各種功能和帶電基團(tuán)組合到聚合物中。

因?yàn)楹茈y找到構(gòu)筑模塊制取親水性聚碳酸酯，研究人員使用了一種技巧:他們首先進(jìn)行聚合，然后再附加水溶性基團(tuán)。

整個(gè)過(guò)程是一個(gè)“一鍋式反應(yīng)”:研究者們首先通過(guò)將CO2和環(huán)氧丙烷(作為環(huán)氧組分)聚合產(chǎn)生疏水區(qū)域。在相同的容器中，然后改變到不同的構(gòu)筑模塊:烯丙基縮水甘油醚(AGE)，在其側(cè)鏈中含有雙鍵的環(huán)氧物，并繼續(xù)進(jìn)行聚合。含有AGE的聚合物在現(xiàn)有的聚碳酸酯兩端增長(zhǎng)，導(dǎo)致生成三嵌段共聚物。這些模塊的長(zhǎng)度可以精確控制。隨后，可以使用“硫醇－烯插入反應(yīng)”，可簡(jiǎn)單地使水溶性基團(tuán)“插入”在雙鍵中。這使得它有可能附加酸性和/或堿性基團(tuán)，在某些pH值范圍內(nèi)帶有正或負(fù)的電荷。由該方法制備的某些兩親性的聚碳酸酯能夠在自組織過(guò)程中集合成顆?；蚰z束。這使之具有附帶的生物活性物質(zhì)的能力，例如，可以為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供更多的可能性。