[發明專利]聚合誘導自組裝制備催化納米微球的方法

有效

• 申請號: 202011194014.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112279984B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 陳濤;邱嘉琪;王茂林
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/34;C08F220/32;C08F220/20;B01J31/06;B01J35/08;C07C67/08;C07C69/16;C07C69/14
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明公開了一種聚合誘導自組裝制備催化納米微球的方法，包括如下步驟：1)、親水性的RAFT聚合大分子鏈轉移試劑的制備：利用RAFT聚合鏈轉移試劑、親水性大分子聚合物、二環己基碳二亞胺和4?二甲氨基吡制備而得；2)、小分子單體的制備：利用2?(甲基?4?吡啶基)?乙醇、三乙胺、丙烯酰氯制備而得；3)、催化納米微球的制備：利用親水性大分子的鏈轉移試劑、2,2?偶氮二(2?甲基丙基咪)二鹽酸鹽、小分子單體、疏水性單體等制備而得。本發明利用該催化納米微球作為催化納米反應器，能實現水相高效有機催化反應。

技術領域

本發明屬于有機高分子材料領域，具體涉及一種聚合誘導自組裝制備催化納米微球的方法。

背景技術

提高催化劑的催化活性和催化選擇性一直是化學界關注的一個重要方面。在自然界中，化學反應的進行通常是在幾個納米的酶空間中完成的。受到大自然的啟發，化學家們設計構建各種類型的納米反應器，利用納米反應器的小尺寸效應、表面效應、約束效應和協同效應等，實現在化學催化反應中高效、高選擇性的目的。同時納米反應器的制備對改善單體催化劑的環境毒性以及在其回收利用方面具有重要意義。

嵌段共聚物的自組裝行為是高分子領域的研究熱點，通過嵌段共聚物自組裝制備納米微球一般在10～1000nm之間；可極大地增大材料的物理、化學、生物等性能，在催化等領域應用價值巨大。但傳統的自組裝方法制備的納米微球具有步驟繁瑣、形貌單一、重復性差、產量低和固含量低等缺點，這在一定的程度上阻礙了工業上的大規模生產。

聚合誘導自組裝的方法簡便，可合成球形、囊泡、柱狀等多種結構的聚合物納米材料，且可實現高固含量生產。通過聚合誘導自組裝法制備催化納米微球具有眾多優點：制備方法簡單，通過親水性大分子鏈轉移試劑、疏水單體、催化功能性單體一步構建催化納米微球，從而制得催化納米反應器；可直接用水作溶劑，制備得到水相納米微球，并應用于水相催化反應，符合綠色化學要求；通過控制單體的濃度及親疏水鏈段的長度比例，而構建不同形貌的納米微球；利用該方法含固量高的特點，可以在工業生產中規模應用。

目前現有的聚合誘導自組裝法制備催化納米微球的技術多用于研究納米粒子的形貌特征或是制備蛋白質納米粒子。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種通過聚合誘導自組裝法制備催化納米微球的方法。為了解決上述技術問題，本發明提供一種聚合誘導自組裝制備催化納米微球的方法，包括如下步驟：

1)、親水性的RAFT聚合大分子鏈轉移試劑的制備：

將RAFT聚合鏈轉移試劑、親水性大分子聚合物(分子量為1000～5000)溶解到無水四氫呋喃(THF)中，在冰浴條件下，滴加二環己基碳二亞胺(DCC)和4-二甲氨基吡(DMAP)的無水四氫呋喃溶液，于室溫酯化反應4～48h；

RAFT聚合鏈轉移試劑、親水性大分子聚合物、二環己基碳二亞胺(DCC)、4-二甲氨基吡(DMAP)的摩爾比為1：0.5～3.5：1～1.5：0.1～0.2；

反應產物用乙醚(冷乙醚)沉淀，得粗產品；

粗產品純化(利用柱色譜純化)，真空干燥，得到親水性RAFT聚合大分子鏈轉移試劑；

2)、小分子單體(含DMAP類似物的小分子單體)的制備：

在氮氣保護和冰浴條件下，向2-(甲基-4-吡啶基)-乙醇滴加丙烯酰氯和三乙胺的二氯甲烷溶液，然后繼續在氮氣保護和室溫下反應2～12h；

2-(甲基-4-吡啶基)-乙醇、三乙胺、丙烯酰氯的摩爾比為1：1.5～3：1.1～4；

將所得的反應液倒入氫氧化鈉溶液(氫氧化鈉的質量濃度約為25％)中，分別得有機相和水相，水相用氯仿萃取，將萃取層與有機相合并后濃縮、再純化(利用柱色譜純化)，得到小分子單體(含DMAP類似物的小分子單體)；