新的一鍋法可將CO2轉化為聚碳酸酯共聚物

美國得州A＆M大學的研究人員于2015年7月27日宣布，已開發出兩個步驟的一鍋法方法，可將CO2與環氧化合物(由兩個碳原子和一個氧原子組成具有三元環的高活性化合物)轉化為聚碳酸酯嵌段共聚物，這種聚碳酸酯嵌段共聚物含有水溶和疏水區域，可以聚合成納米粒子或膠束。描述他們工作的論文已發表在《應用化學國際版(Angewandte Chemie International Edition)》雜志上。

目前的CO2基聚碳酸酯為疏水性，并且沒有官能團，因此，他們的應用是有限的。特別是，在生物醫學的應用，一個使用生物相容性聚碳酸酯的領域已被良好的確立，這將被排除在外。

由Donald J Darensbourg引領的團隊與研究生一起，生產出兩親性(一種同時具有親水和疏水屬性的化合物)的聚碳酸酯嵌段共聚物，其中，親水性和疏水性區域均基于CO2。他們也能夠把各種功能和帶電基團組合到聚合物中。

因為很難找到構筑模塊制取親水性聚碳酸酯，研究人員使用了一種技巧:他們首先進行聚合，然后再附加水溶性基團。

整個過程是一個“一鍋式反應”:研究者們首先通過將CO2和環氧丙烷(作為環氧組分)聚合產生疏水區域。在相同的容器中，然后改變到不同的構筑模塊:烯丙基縮水甘油醚(AGE)，在其側鏈中含有雙鍵的環氧物，并繼續進行聚合。含有AGE的聚合物在現有的聚碳酸酯兩端增長，導致生成三嵌段共聚物。這些模塊的長度可以精確控制。隨后，可以使用“硫醇－烯插入反應”，可簡單地使水溶性基團“插入”在雙鍵中。這使得它有可能附加酸性和/或堿性基團，在某些pH值范圍內帶有正或負的電荷。由該方法制備的某些兩親性的聚碳酸酯能夠在自組織過程中集合成顆粒或膠束。這使之具有附帶的生物活性物質的能力，例如，可以為生物醫學應用提供更多的可能性。