专家介绍：
围绕环境和能源问题开展了开可持续聚合物的设计与合成和极性烯烃立体选择性聚合两方面的研究工作，以第一或通讯作者在Nat. Chem., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等杂志上发表论文40余篇。具体工作如下：
1. 发展可化学循环聚合物设计新策略获得高性能可化学循环聚合物
2023年我们课题组在高性能可化学循环聚合物的合成上取得了突破。将商业化的δ-戊内酯转化为高性能的可化学循环聚酯新材料。聚δ-戊内酯的力学性能出色（拉伸强度66.6 MPa, 断裂伸长率904%, 韧性308 MJ/m3）,优于商业化的LDPE、HDPE和it-PP，同时也具有出色阻隔性能，有希望成为新一代包装材料。聚合物在可循环使用的磷钨酸作用下、温和条件下（100℃）可定量转化为高纯度的δ-戊内酯。回收的δ-戊内酯可继续转化为与原聚合物性能相同的聚合物（Angew. Chem. Ind. Ed. 2023, 63, e202303791）。为进一步提高可化学循环聚合物的性能，我们提出一种构建高性能可化学循环聚合物的新策略。利用偕二烷基策略构建了一系列高性能可化学循环聚合物。可化学循环聚合物的熔点达到120℃，力学性能也非常出色（拉伸强度47.1MPa, 断裂伸长率322%, 韧性79.7 MJ/m3)，阻隔性能也非常出色（水蒸气透过率 0.42 g mm m−2 per day; 氧气透过率= 0.94 barrer)。所得到可化学循环聚酯在耐热性、力学性能以及阻隔性能方面都明显优于LDPE，有望成为LDPE的替代材料（Nat. Chem. 2023, 15, 278.）
2. 发展生物基单体高效聚合体系构建可持续聚合物
我们在丙交酯和郁金香酯两类生物质基单体聚合催化剂的开发上取得了突破。通过分子内Lewis酸碱协同催化剂的设计，发现了一类简单、易得的磷-硼路易斯酸碱催化剂实现第一个通过无金属催化剂催化郁金香酯单体的高活性聚合（TOF 达到 24000 h -1）。详细的机理研究揭示了催化剂通过酸碱位点协同实现催化活性和酸碱中心‘位阻’程度的逆向关系（J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1774）。我们通过催化剂设计和筛选，利用含有大位阻取代基的钇催化剂同步实现了外消旋的丙交酯的高活性与高等规选择性聚合，获得高立体选择性的聚羟基酸，在聚合物等规度（Pi ）为 0.84 时，TOF 达到 2280 h -1，降低温度将等规度提高到 0.90，TOF 仍能达到 120 h -1，实现了当时在高等规度聚合情况下最高活性（Macromolecules 2017, 50, 515）。进一步通过催化体系设计，通过聚合过程控制，获得了高立体规整度的苯基取代的聚羟基酸（Macromolecules 2020, 53, 8829）。
3. 乙烯基吡啶极性单体的精准聚合催化体系
我们提出新的极性烯烃聚合催化剂设计思路，利用酸性较弱的中性催化剂催化含强配位性杂原子的乙烯基吡啶等单体。开发了三种新型催化体系，实现了乙烯基吡啶单体的精准聚合。利用含四齿酚醚的中性稀土催化剂首次实现了 2-乙烯基吡啶单体的等规选择性聚合。通过调节配体中的取代基和中心金属种类，聚合物等规选择性(mmmm)可在 31-99%自由调控（ACS Catal. 2016, 6, 4907）。进一步优化、设计催化剂结构，提出简单稀土金属烷基化合物 Lu(CH2SiMe3)3(THF) x(Py)2−x (x = 0, 1, 2)与聚合单体原位组装形成催化剂，催化单体聚合形成完美的等规选择性聚合物（[mmmm] >99%），同时也表现出活性聚合特点，聚合成本仅为原来体系的 1/10。更有意思的是，这一催化体系可以通过调控加入路易斯碱的量控制聚合物的立构规整性，避免了传统催化剂体系需要改变催化剂结构才能控制规整性的缺点。提出了制备立体嵌段聚合物的新策略：路易斯碱的添加和移除制备立体嵌段聚合物（Macromolecules, 2018, 51, 2240）。得到的具有高度规整性的聚 2-乙烯基吡啶(mmmm>99%)分子链段中存在着两种相反的螺旋结构下在催化量的手性酸诱导剂和当量酸存在下，两种螺旋结构转变为一种螺旋结构，显示出主链螺旋，螺旋的方向可通过加入的溶剂完全反转（ACS Macro Lett. 2019, 8, 789）。进一步，同步实现了2，5-二乙烯基吡啶的区域及立体选择性聚合，得到立构规整度可控的乙烯基功能化聚乙烯基吡啶（Polym. Chem., 2020, 11, 2044），利用路易斯碱与极性单体的竞争策略，首次实现了2-乙烯基吡啶的间规选择性聚合（Polym. Chem., 2020, 11, 3434）。
徐铁齐
辽宁省
研究领域：
新材料,石油炼制,石油化工,精细化工,生物医药
研究方向：
可持续聚合物设计与合成、立体选择性聚合
所在单位：
大连理工大学
