《光學活性螺旋聚合物的設計製備與催化不對稱有機反應》是依託北京化工大學，由鄧建平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光學活性螺旋聚合物的設計製備與催化不對稱有機反應
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄧建平
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目從螺旋聚合物和手性催化等挑戰性基礎科學問題和前沿研究入手,圍繞新型手性聚合物催化劑的設計製備和不對稱催化等核心問題,旨在開拓螺旋聚合物套用新領域, 發展新型手性聚合物催化劑體系. 通過模擬生物酶大分子的螺旋結構, 設計製備側鏈含催化功能基團的取代炔類光學活性螺旋聚合物,繼而製備由螺旋聚合物構築的手性微/納粒子和手性磁性粒子; 將螺旋聚合物及其手性粒子作為催化劑, 分別均相、非均相催化不對稱有機反應;前期研究表明,主鏈螺旋結構和側基功能基團間存在協同催化效應. 該項目除直接獲得一類新型手性高分子催化劑(包括手性粒子)及建立相關的製備方法外,還將揭示大分子螺旋結構與其催化功能間的內在聯繫,探索不對稱催化過程中手性傳遞、手性誘導、納米效應等基本科學規律;以粒子形式催化不對稱反應,符合綠色化學概念,將實現催化劑的簡便回收再利用,為手性功能材料的發展及手性聚合物催化劑的實際套用奠定科學基礎.
結題摘要
手性物質（如手性藥物）對於人類的重要性已不言而喻。不對稱反應是目前獲得手性藥物不可或缺的技術。實現不對稱反應的核心要素是手性催化劑（如金屬催化劑、生物催化劑、小分子有機催化劑等）。鑒於這些手性催化劑各自的缺陷，有必要開發綠色、高效、可重複利用的新型手性催化劑。基於此學術背景，該項目旨在設計合成新型手性螺旋聚合物，構築手性聚合物粒子等手性新材料。聚合物主鏈形成穩定的手性螺旋結構，側鏈帶有催化功能基團；此類新型手性聚合物可作為大分子催化劑，催化不對稱有機反應。經過4年的研究，該項目在下列幾個方面取得可喜進展。（1）設計製備了側基含手性二茂鐵結構的螺旋取代聚炔，並成功用於均相催化不對稱Aldol反應；（2）利用Click反應，成功將奎寧接枝於手性螺旋聚合物粒子，並用於非均相催化不對稱Michael反應；（3）將手性硫脲基團引入螺旋聚合物側基，所製得聚合物能均相催化不對稱Michael反應；（4）基於脯氨酸，成功製備手性螺旋聚炔，進而構築手性磁性粒子，將其分別用於均相和非均相催化Aldol反應。上述不對稱催化反應結果表明：聚合物主鏈螺旋結構和側基催化功能基團間存在協同效應：螺旋聚合物鏈主要提供手性微環境，催化功能基團控制產物立體構型。這些發現為進一步設計手性聚合物催化劑提供了理論基礎。（5）初步建立了炔類單體進行沉澱聚合和懸浮聚合的新方法，並製備系列不同結構、不同形貌、不同性能的新型手性聚合物粒子（多孔、空心、磁性、螢光等）。（6）製備系列新型手性聚合物及其手性新材料（凝膠、Monolith等），並初步開發其潛在套用價值（手性識別、手性吸附、誘導結晶等）, 為後續研究奠定了基礎。通過本項目的開展，至結題時共發表SCI論文32篇（包括Macromolecules, ACS Appl. Mater. Interfaces, ACS Macro Lett., Polym.Chem., Macromol. Rapid Commun. 等國際知名刊物）, 在審3篇。我們的研究工作也獲得了國際同行的認可，為Polym. Rev.等國際刊物撰寫綜述性論文。授權專利2項。共培養研究生19名（已畢業博士生2名，碩士生5名）。該項目的研究為手性聚合物及其粒子、催化不對稱反應以及其他與手性相關的研究領域（如手性材料、手性技術等）做出了獨特貢獻，也為後續研究打下了堅實的基礎。
