巯基-乙烯基点击反应在紫外光固化过程中的应用

巯基-乙烯基反应是点击化学中的一类重要反应,在紫外光固化过程中通过添加巯基化合物可以克服自由基聚合过程中的氧阻聚、光引发剂小分子碎片等,因而近年来在紫外光固化过程中引入巯基-乙烯基点击反应成为紫外固化材料领域的前沿研究内容。文中综述了近年来巯基-乙烯基点击反应在紫外光固化过程中的研究成果,详细介绍了巯基-乙烯基反应在紫外光固化过程中的优缺点、反应机理、分子选择及分子设计原理,最后对巯基-乙烯基反应在紫外光固化过程中的进一步应用前景做了展望。

用巯基-烯点击法制备1,2-聚丁二烯包覆的白炭黑及其对丁苯橡胶的增强

采用巯基-烯点击法制备出1,2-聚丁二烯包覆的疏水性白炭黑(Silica-PBs)。红外光谱和X射线电子能谱分析表明,Silica-PBs表面被1,2-聚丁二烯所包覆,并且还有多余的乙烯基。将Silica-PBs与丁苯橡胶(SBR)共混制备的硫化胶相比于使用硅烷偶联剂改性制得的硫化胶具有更优异的综合性能。通过橡胶加工分析仪和电子显微镜分析均可以发现,Silica-PBs在SBR中具有更好的分散状态。Silica-PBs可以在填料与橡胶分子链之间形成一条“缓冲带”,为填料在橡胶分子链滑移时提供一定的缓冲作用。动态力学性能测试结果显示,Silica-PBs相比于传统白炭黑提高SBR/Silica-PBs复合材料的动态力学性能8%以上,可以作为一种理想的绿色轮胎用填料。

巯基-烯点击反应制备八(3-(2-乙基硫)丙酸)倍半硅氧烷

通过巯基-烯点击反应,以八乙烯基倍半硅氧烷(OVPS)与3-巯基丙酸(MPA)为原料,以安息香双甲醚(DMPA)为光引发剂,在紫外光下反应30min,制备了八(3-(2-乙基硫)丙酸)倍半硅氧烷(POSS-S-COOH),产率为40%。利用FT-IR、1 H-NMR、29Si-NMR、GPC、XRD、SEM、EDS和TG研究了其结构与性能。结果表明,当OVPS与MPA摩尔比为1∶10时,可获得结构规整的完全加成的含八羧基的POSS-S-COOH。产物在本体状态下呈片层状晶体结构,具有较好的热稳定性。

月桂烯的活性阴离子聚合及其“巯基-双键”点击反应

采用阴离子聚合方法,以仲丁基锂为引发剂,成功合成了均聚月桂烯(PM)、苯乙烯(St)-月桂烯(Mc)两嵌段共聚物,以及St-Mc-St三嵌段共聚物,对Mc的活性阴离子聚合特性进行了研究,并对所合成聚合物的相对分子质量和分子组成进行了表征。结果表明:合成的聚合物具有相对分子质量可控且分布窄的特点,极性调节剂N,N,N,N-四甲基乙二胺能够显著改变Mc双键的活性,实现其活性阴离子聚合的选择性控制;2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和二苯甲酮(BP)作为光引发剂均可以实现PM与3-巯基丙酸甲酯的“巯基-双键”点击反应。其中,以BP为光引发剂,双键、巯基、BP摩尔比为1.00∶10.00∶1.00,反应48 h,点击效率为99%。采用阴离子聚合方法,为PM后功能化的研究以及高性能功能化材料的合成提供了高效的方法。

巯基-烯点击反应介导的生物传感研究进展

巯基-烯点击反应是一种无金属催化的点击反应,目前正广泛应用于分子标记、新材料合成和材料表面功能化等方面。详细介绍了巯基-烯点击反应的反应机理、影响反应的因素,以及该反应介导的生物标记技术。在此基础上,论述了巯基-烯点击反应在生物传感、细胞成像、纳米材料的生物功能化方面的应用。最后预测了巯基-烯点击反应在未来的发展方向和应用前景。

巯基-烯点击反应制备含不同功能端基的环三磷腈衍生物

环三磷腈衍生物在阻燃添加剂、生物医药材料、电解液和液压油等领域有着广泛的应用前景,因此,近年来环三磷腈衍生物的功能化改性研究受到越来越多的关注。利用巯基化合物与丁香酚氧基环三磷腈在紫外光下的巯基-烯点击反应,制备了末端分别含有烷基、羟基和羧基等不同功能基团的系列环三磷腈衍生物,研究了反应时间、投料比和巯基反应物所带的端基官能团对反应的影响规律。发现此方法具有反应条件温和,反应时间短(≤30min),反应产率高(≥95%),可批量制备的优点;同时还可以将具有不同结构的功能基团定量的引入到目标产物中。对产物的热性能表征结果表明,C—S键的引入降低了环三磷腈衍生物的热稳定性,但产物的起始分解温度依然保持在300℃以上;末端基团的种类对产物的热稳定性和受热分解后的残炭量有一定影响。

巯基-烯光点击反应辅助合成多官能度蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯

研究巯基-烯光点击反应辅助合成多官能度蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯。首先通过光引发的巯基-烯点击反应,于蓖麻油分子上引入巯基乙醇,形成多羟基化合物,然后加入丙烯酸羟丙酯与异佛尔酮二异氰酸酯,以物质的量为1∶1反应得到端异氰酸酯丙烯酸酯,最终得到蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯。通过调节羟基含量可以得到不同官能度的丙烯酸酯。采用红外光谱、核磁氢谱、热重分析等手段表征其结构和性能,并测试了合成的聚氨酯丙烯酸脂的吸水率、附着力等性能,同时考察了它的热稳定性。结果表明,在紫外光照射下,巯基和不饱和双键之间发生了加成反应;该聚合物的固化膜性能得到提高,尤其是硬度和热稳定性。由本文快速合成方法得到的树脂性能良好,具有较好的应用前景,扩大了巯基-烯光点击反应在高性能UV固化材料方面的应用范围。

巯基烯烃点击反应制备超疏水聚偏氟乙烯中空纤维膜及其加湿性能

为更好地发挥中空纤维膜加湿器的加湿作用,提高加湿性能,提出对中空纤维膜进行超疏水改性。利用溶胶凝胶法制备二氧化硅(SiO_(2)),八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OV-POSS)与巯基-聚二甲基硅氧烷(PDMS-SH)通过巯基烯烃点击反应形成POSS-S-PDMS聚合物,利用涂覆法将其涂覆在聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜表面。在膜表面与涂层、涂层与涂层之间均利用化学键连接以提高涂层的牢固度,制备了一种具有SiO_(2)-PDMS-POSS稳定性涂层的超疏水复合膜。研究了光引发剂的质量分数、二氧化硅粒径影响因素对复合膜的影响,并对复合膜进行了表征。最终制备的复合膜接触角达到156°,加湿效率由48%提高为58.32%。

RAFT聚合结合“巯基-炔”点击反应制备凹凸棒土杂化粒子

以十二烷基三硫代碳酸酯-2-甲基-丙酸炔丙酯(alkyne-DMP)为链转移剂,通过RAFT聚合合成炔基封端的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(alkyne-PNIPAM),以γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MTS)修饰凹凸棒土(ATP)制备表面巯基化的ATP-MTS,经“巯基-炔”点击反应制备杂化粒子ATP@PNIPAM。研究了聚合反应动力学,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)和透射电镜(TEM)等手段对杂化粒子进行表征。结果表明:RAFT聚合具有较好的可控性,通过点击反应成功制备了杂化粒子,点击反应进行3 h时,杂化粒子表面PNIPAM的接枝率可达12.6%,且具有明显的温度响应性。

“巯基-烯/炔”点击反应在有机材料合成中的应用

“巯基-烯/炔”(“Thiol-ene/yne”)光化学反应是近年来发展的一类新型的点击反应,具有高度的选择性,并可与多种化学合成方法交互使用,成为有机材料制备的又一重要途径。文章介绍了“巯基-烯/炔”点击反应及其反应机理,在此基础上着重介绍了“巯基-烯/炔”点击化学在材料表面改性、功能水凝胶制备、功能性聚合物微球、高度支化聚合物、杂化材料等领域的应用。

基于巯基-炔的“点击”化学研究进展

"点击"化学由于具有原料易得、反应条件温和、高的产率和选择性等特点,已受到人们的广泛关注。巯基-炔反应是近年来被证实的一种新型"点击"反应,具有简单、高效以及通用等特性。本文综述了"点击"化学的定义、特点、发展历程及应用,系统介绍了巯基-炔"点击"反应的机理及其在制备功能分子和表面修饰方面的研究进展,主要包括树枝状聚合物、超支化聚合物、网状聚合物、功能材料等的制备和材料的表面改性。最后对巯基-炔"点击"反应的发展前景进行了展望。

氯化聚乙烯/1,3,5-三巯基-2,4,6-均三嗪/巯基功能化二氧化硅体系的硫化动力学

以正硅酸乙酯为原料,采用Stber法制备了Si O2微球,用γ-巯丙基三甲氧基硅烷对其进行处理,制得表面巯基功能化Si O2微球(HS-Si O2),然后以其为增强剂、1,3,5-三巯基-2,4,6-均三嗪(TCY)为硫化剂,制备了氯化聚乙烯(CPE)硫化胶,通过透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱及X射线能谱仪表征了HS-Si O2,分别采用硫化仪法和非等温差示扫描量热(DSC)法分析了CPE/TCY/HSSi O2体系的硫化动力学行为,并研究了CPE硫化胶的拉伸性能。结果表明,HS-Si O2是一种单分散的微球,形状大小都很规整,粒径约为200 nm,其表面主要含有Si、S、O等元素;硫化仪法测得体系的反应活化能(Ea)为71.94 k J/mol,DSC法测得体系的Ea为72.02 k J/mol,结果基本一致,说明HS-Si O2对CPE的硫化具有明显的促进作用;HS-Si O2也有利于提高CPE硫化胶的拉伸性能。

巯基-双键点击反应在聚合物接枝改性中的应用

介绍了巯基-双键点击反应的概念、特征,阐述了巯基-双键点击反应的机理。结合国际国内的最新研究成果,详细介绍了巯基-双键点击反应与新的聚合方法的联用在制备新型功能高分子材料领域的应用。

一种具备巯基点击化学功能的二硫代酯RAFT链转移剂的合成

以2,2-二硫二吡啶,2-巯基乙醇为原料,醋酸为催化剂,合成了2-羟乙基-二硫吡啶(PⅠ)。以PⅠ、4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸(PⅡ)为原料,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,合成了一种新的可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)链转移剂4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸-2-二硫吡啶乙酯(PⅢ)。以PⅢ为RAFT链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,采用RAFT制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。用1 H-NMR分析了链转移剂的的分子结构,用GPC测得PMMA聚合物的分子量及其分布。结果表明:能用于巯基点击化学的二硫吡啶基团被接到PⅡ的末端,成功制备了一种具备巯基点击化学功能的二硫代酯RAFT链转移剂(PⅢ),利用PⅢ,通过RAFT聚合制备了分子量分布狭窄的PMMA聚合物。

“巯基—烯/炔”点击反应在树形聚合物合成中的应用

巯基—烯/炔点击化学是近年来发展衍生出来的一类新型的点击反应,它以光引发自由基反应为催化介质,高效、选择性的在特定的区域和官能团进行反应,因此能够广泛的应用于生物医用高分子材料的开发.该文主要介绍了巯基—烯/炔反应的机理及其在树形聚合物合成中的研究进展,最后展望了巯基—烯/炔点击化学的发展前景.

基于巯基-烯光点击聚合的抗菌有机硅涂层的制备与性能研究

有机硅聚合物常被作为医用材料,但现有的有机硅医用材料仍存在成型能耗高、细菌感染和生物污染等问题。本文合成了一种活性巯基聚硅氧烷,与乙烯基硅油混合后,在短时间内通过巯基-烯点击光聚合成有机硅涂层。此外,涂层中特有的硫元素带来了抗菌能力。结果表明,按照巯基-烯摩尔比1.5∶1充分混合后,在TPO光引发剂下,40 mW/cm^(3)的紫外辐照强度可达到88%的反应转化率。另外,涂层样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有明显的抑菌能力。

巯基光点击化学用于二氧化硅微球表面修饰

在水体系下,一步法可控制备单分散、粒度分布均一、粒径为0.5~2μm的二氧化硅微球,并且表面覆盖大量的巯基,巯基密度能够达到0.7μmol·g^(-1),利用巯基-烯光点击化学反应特性,在365 nm紫光灯照射下,敞开水溶液中,二氧化硅微球表面的巯基受光子激发,形成自由基,与烯烃双键发生亲核加成反应,完成微球末端官能团的修饰。该修饰方法具有简单、可控性强、无副产物、绿色的特点,适合应用于医药领域。

巯基-烯/环氧光-热双重固化体系的制备与表征

通过光引发的巯基-烯点击化学反应和热引发的环氧开环反应制备了以烯丙基环氧树脂(DADGEBA)为基体树脂的巯基-烯/环氧杂化材料。通过实时红外(RT-FTIR)和傅里叶红外光谱(FT-IR)跟踪了双固化反应过程,以及不同官能度硫醇化合物对光聚合反应速率和转化率的影响。采用动态机械热分析(DMA)、热失重分析(TGA)和拉伸性能测试方法对烯丙基环氧树脂的光固化、热固化和光-热双固化3种固化材料的热力学性能和机械力学性能进行了对比研究。结果表明,烯丙基环氧树脂光-热双固化反应结合了光固化和热固化的优点,固化物的拉伸强度可以达到48 MPa,断裂伸长率为15%,玻璃化转变温度(T_g)为68℃,失重5%的热分解温度为343℃。

改性苯乙烯-马来酸酐共聚物色谱固定相用于磷脂分离分析

磷脂是重要的信号分子,磷脂的代谢与多种疾病密切相关。因此,开展磷脂的分离分析研究至关重要。苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)作为一种新型两亲性交替共聚物可以插入生物膜的磷脂双分子层中,形成以膜蛋白质为中心的脂质纳米盘,对膜蛋白质和磷脂具有良好的增溶作用。本文基于“点击”反应和自由基聚合反应,将对磷脂具有良好增溶性能的SMA接枝到硅胶表面,然后以蛋氨酸甲酯盐酸盐(MME·HCl)为开环试剂,通过亲核开环反应对SMA进行修饰,制备了新型的改性SMA修饰色谱固定相(Sil-SMA-MME)。结合高效液相色谱-紫外检测法,利用酰胺类和核苷/核酸碱基类以及苯酚类3类小分子物质对填充Sil-SMA-MME色谱柱的保留机制和分离性能进行了系统评价,Sil-SMA-MME色谱柱具有典型的亲水作用保留机制,其柱效最高可达90900 N/m,并显示了良好的分离选择性。进一步结合高效液相色谱-蒸发光散射检测法,考察了Sil-SMA-MME色谱柱对磷脂样品的分离性能。二棕榈酰磷脂酰丝氨酸钠(DPPS)、二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)、二棕榈酰磷脂酰乙醇胺(DPPE)和4种磷脂酰胆碱(PC)类标准品溶血卵磷脂(LysoPC)、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(DMPC)、二硬脂酰磷脂酰胆碱(DSPC)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)均可实现基线分离,并且成功地实现了南极磷虾油和人血清磷脂提取物的分离分析。以上结果表明,所制备的Sil-SMA-MME色谱柱在磷脂类物质分离分析中具有良好的应用潜力。

“可点击”丙烯酸酯聚合物的合成及其巯-炔光交联研究

通过丙烯酰氯和1-乙炔基1-环己醇的酯化反应,制备了乙炔基功能化的丙烯酸酯功能单体1-乙炔基环己基丙烯酯(ECA)。以该单体与丙烯酸甲酯(MA)进行自由基聚合反应,合成了乙炔基功能化均聚物(PECA)和共聚物(PMA-co-PECA),用1 HNMR、FT-IR、GPC等对其结构进行了表征。结果表明:在自由基聚合过程中,ECA中的乙炔基得以保留,所得到的乙炔基功能化聚合物可溶于普通有机溶剂,如氯仿、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮等。实时红外跟踪了PMA-co-PECA与三羟甲基丙烷三巯基丙酸酯经光引发的巯-炔反应,得到交联的聚合物网络,凝胶分数大于90%,表明聚合物链上保留的乙炔基与巯基的加成反应有较高的活性,可以通过硫醇-炔点击反应实现快速功能化。