新的一锅法可将CO2转化为聚碳酸酯共聚物

美国得州A＆M大学的研究人员于2015年7月27日宣布，已开发出两个步骤的一锅法方法，可将CO2与环氧化合物(由两个碳原子和一个氧原子组成具有三元环的高活性化合物)转化为聚碳酸酯嵌段共聚物，这种聚碳酸酯嵌段共聚物含有水溶和疏水区域，可以聚合成纳米粒子或胶束。描述他们工作的论文已发表在《应用化学国际版(Angewandte Chemie International Edition)》杂志上。

目前的CO2基聚碳酸酯为疏水性，并且没有官能团，因此，他们的应用是有限的。特别是，在生物医学的应用，一个使用生物相容性聚碳酸酯的领域已被良好的确立，这将被排除在外。

由Donald J Darensbourg引领的团队与研究生一起，生产出两亲性(一种同时具有亲水和疏水属性的化合物)的聚碳酸酯嵌段共聚物，其中，亲水性和疏水性区域均基于CO2。他们也能够把各种功能和带电基团组合到聚合物中。

因为很难找到构筑模块制取亲水性聚碳酸酯，研究人员使用了一种技巧:他们首先进行聚合，然后再附加水溶性基团。

整个过程是一个“一锅式反应”:研究者们首先通过将CO2和环氧丙烷(作为环氧组分)聚合产生疏水区域。在相同的容器中，然后改变到不同的构筑模块:烯丙基缩水甘油醚(AGE)，在其侧链中含有双键的环氧物，并继续进行聚合。含有AGE的聚合物在现有的聚碳酸酯两端增长，导致生成三嵌段共聚物。这些模块的长度可以精确控制。随后，可以使用“硫醇－烯插入反应”，可简单地使水溶性基团“插入”在双键中。这使得它有可能附加酸性和/或碱性基团，在某些pH值范围内带有正或负的电荷。由该方法制备的某些两亲性的聚碳酸酯能够在自组织过程中集合成颗粒或胶束。这使之具有附带的生物活性物质的能力，例如，可以为生物医学应用提供更多的可能性。