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资料学院朱波教授团队在国际化学期刊《Chemical Science》颁发钻研成就

颁布功夫:2026-05-18投稿:樊建荣 部门:资料科学与工程学院 浏览次数:

近日,UU国际(中国区) - 官方网站资料学院朱波教授团队在国际顶级化学期刊《Chemical Science》颁发沉要钻延装Direct arylation polymerization of electron-rich arenes with polar-group tolerance enabled by ligand-coordination tuning”,萦绕富电子芳烃直接芳基聚合的关键技术痛点,创新性提出配体配位调控战术,成功实现含极性基团的EDOT基共轭聚合物无;せ咝Ш铣,为有机电子、生物界面、能源器件等领域的职能资料研发,提供了全新的合成思路与技术规划  。其中,UU国际(中国区) - 官方网站与东华大学的联培博士钻研生裴熙林和UU国际(中国区) - 官方网站博士生吴伟为论文的第一作者,通讯作者为UU国际(中国区) - 官方网站朱波教授  。

EDOT是构建共轭聚合物的主题富电子单体,其衍生聚合物凭借优异的导电性、氧化不变性和离子-电子混合传输机能,成为有机电子、生物电子、传感与能源器件领域的关键资料  。为进一步拓展资料职能,钻研者通常必要在EDOT聚合物中引入羟基、羧基、氨基等极性基团,以此改善资料加工性、调控界面作用并提供后续职能化的活性位点  。但持久以来,无;せ铣筛叻肿恿考怨倌芑疎DOT聚合物始终存在难以突破的瓶颈,富电子EDOT的强π离域效应会大幅提升C-H活化的过渡态畸变能,通例催化系统难以实现高效活化,同时极性基团会抢占钯催化剂的配位位点,导致催化剂毒化失活,传统步骤只能依附;せ囊胗胪殉迪趾铣,步骤繁琐、效能低下,领域内只能依附经验试错筛选反映前提,严沉造约了职能共轭聚合物的研发与利用  。

针对这一行业难题,朱波团队以EDOT及其衍生物为钻研模型,将膦配体的电子给体强度(EDS)作为主题调控参数,通过尝试与DFT推算相结合的方式,系统阐释了配体配位强度对C-H活化效能和催化剂极性基团耐受性的调控机造  。钻研证实,弱给电子性膦配体可能弱化钯-磷的配位作用,强化钯-碳成键过程,粉碎EDOT部门的π离域效应,从而显著提升协同金属化-去质子化的C-H活化效能;而在弱给电子配体系统中,拔取电子给体强度适中的配体,又能通过加强钯-磷的配位竞争,削减极性基团与钯中心的无效配位,有效缓解催化剂毒化问题  。团队通过精准微调配体的电子给体强度,平衡了C-H活化与抗极性基团毒化两大主题需要,让直接芳基聚合从经验试错的传统模式,转向理性设计的全新蹊径  。

基于该机理钻研,团队对11种膦配体发展系统筛选与尝试验证,在无;せ暮蜕魄疤嵯,顺利实现了含羟基、羧基、氨基等分歧极性基团的EDOT基共轭聚合物高效造备  。尝试数据显示,最优配体作用下,羟基官能化的PPE-OH聚合物聚合度达到972,收率高达92%,仅需1幼时即可实现聚合反映;对于极易导致催化剂失活的氨基官能化EDOT单体,团队通过选用中等电子给体强度的配体,成功合成出聚合度711、收率73%的PPE-NH2聚合物,彻底解决了氨基致钯催化剂毒化的行业难题  。对于羧基官能化EDOT单体,团队则通过幼位阻弱给电子配体的选择,克服了羧基与钯形成五元螯合物带来的空间位阻故障,实现了羧基官能化聚合物的有效合成  。

这项钻研不仅破解了富电子芳烃直接芳基聚合中C-H活化难、极性基团易毒化催化剂的双沉问题,更搭建了一套普适性的配体理性设计框架,大幅简化了职能共轭聚合物的合成流程  。该无;せ铣烧绞蹙弑父咝А⒙躺⒖晒婺;挠攀,可宽泛利用于柔性电子、生物传感器、植入式电子器件、有机光伏、超等电容器等多个前沿领域,为高机能职能资料的开发提供了坚实支持  。

从盲目试错到精准设计,UU国际(中国区) - 官方网站朱波团队的这项成就,不仅深入了直接芳基聚合反映的机理认知,更为共轭高分子资料的合成创新打开了新窗口,将持续推动有机电子、生物医用资料等交叉领域的技术迭代与产业利用  。

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图1.配体配位调节的直接芳基化聚合用于合成功能化 EDOT 聚合物

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