David A Fulton教授做客学堂系列讲座——介绍动态共价键在聚合物中的应用

 

 

2016年5月11日晚7点,来自纽卡斯尔大学(Newcastle University)的David A Fulton教授在“化学学堂系列讲座”,讲述在动态共价键构筑高分子方面的工作。讲座由化学学堂班首席教授张希院士主持,学堂班项目主任刘冬生教授,学堂班班主任赵亮、杨忠强老师,化学系部分老师、本科生、研究生、博士生参加了此次讲座。

David A Fulton教授描述传统的组合化学需要构建一个庞大的分子库,而这一过程是很费时费力的。动态共价键(Dynamic covalent chemistry, DCC)的可逆性使其在组合化学中有着天然的优势:通过底物诱导各个模块的组装,从而富集到高亲和性的分子。为复杂的超分子化学合成提供了“Proof reading”。David A Fulton教授通过一个简单体系向我们展示模板对于动态化学键构建的分子的诱导合成。例如,酰肼与醛基的反应在酸性条件下是可逆的,当两端分别带有酰肼和醛基的分子在酸性条件下反应时,二聚体所占的比例是88%,三聚体是11%。然而,当加入乙酰胆碱这一底物后,二聚体的比例降低到11%,三聚体的比例增加到88%。这一现象证明了底物确实对于框架分子的合成有着诱导的作用。之后,David A Fulton教授又将这一方法应用到了高分子中。他在高分子链上连上引入醛基,与不同的带有酰肼基团的分子置于一个体系中。然后加入底物,诱导合成与底物具有高亲和性的功能性高分子。最后,David A Fulton教授向我们介绍将单链的高分子纳米粒子转变为高分子膜的工作。通过在体系引入具有双酰肼基的底物,可以获得单链高分子纳米粒子,在酸性条件下加热时,会引发其交联化学键从分子内转为分子间,从而可以制备高分子膜。

讲座结束后,学堂班的老师和同学与David A Fulton教授就其工作的机理和潜在的应用进行了热烈的讨论。

本学期,“化学学堂系列讲座”还将陆续邀请更多专家做报告,敬请关注!

(姚骋波 供稿;王云鹏 摄影)