Nature Chem："可分离型"异相催化剂实现连续的大批量制备环状聚合物

纳米技术

2022-09-06

环状聚合物是一种有趣的拓扑结构，被认为可能成为一种润滑材料，但是目前大规模合成纯环状聚合物仍非常困难。最直接的方法是将催化反应完成后的催化剂回收进行重复利用，但是由于催化剂不稳定的特点，而且难以从聚合物中分离，导致这种过程难以得到实际应用。

有鉴于此，苏黎世联邦理工学院/首尔大学Tae-Lim Choi等报道发展了一种连续循环的催化合成过程，其中聚合反应、聚合物分离、催化剂回收都能够在反应过程中原位进行，将Ru催化剂担载于SiO₂上作为一种异相催化剂，并且使用一种最新开发的自制玻璃反应器，通过环戊烯的扩环复分解反应生成纯净的环状聚合物，实现了连续大量合成聚合物。

本文要点

（1）

除了考察催化反应之外，还考察了环状聚合物与线性类似物的解聚合反应动力学区别。这种开发的反应过程能够尽量减少实验室人工成本，最大化的利用催化剂，而且能够保证生成纯的聚合物，实现了可以大规模生成环状聚合物的方法，贵金属催化剂的TON达到≥415000。

（2）

通过发展异相催化剂与使用自制玻璃反应器实现了大规模化的环状聚合物合成，通过这个反应器，当聚合物的单体引入反应体系后，能够进行聚合反应、聚合物分离、催化剂回收。

这种连续合成聚合物的反应过程不仅解决了均相催化反应种长期存在的产物纯化难题，而且展示了一种通过隔离异相催化剂的方式最大化的提高贵金属催化剂的TON，从而实现了大规模合成聚合物。

参考文献

Yoon, KY., Noh, J., Gan, Q. et al. Scalable and continuous access to pure cyclic polymers enabled by ‘quarantined’ heterogeneous catalysts. Nat. Chem. (2022)

DOI: 10.1038/s41557-022-01034-8

https://www.nature.com/articles/s41557-022-01034-8