Angew. Chem. :鎓离子化——解锁单硒醚共价键!

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基于动态化学的共价自适应网络是一类新型高分子材料,它巧妙地融合了热固性和热塑性材料的优点,不仅能够在特定刺激条件下像热塑性材料一样进行再加工,同时在实际使用中保持着与热固性材料相似的理想性能。其内在的动态键为它们提供了独特的性能,如自修复、按需降解、形状记忆和可焊接性等。其中,转烷基化反应是一类具有独特优势的动态化学,将其结合到聚合物材料中,不仅可赋予材料卓越的动态性能,而且由于永久离子对的存在,在固体电解质和抗菌材料等领域具有广泛的应用前景。然而,如何在温和的热刺激条件下实现快速的动态交换,同时保持室温下的稳定性能,仍然是一个具有挑战性的问题。


近日,苏州大学的潘向强研究员、朱健教授和根特大学的Filip E. Du Prez教授合作,通过单硒醚的鎓离子化,发现了一种新型转烷基化反应。该动态交换反应在温和的热刺激(110-140 °C)下实现,且不需要任何催化剂。基于该动态化学构建的材料,展现了室温下良好的耐溶剂性能和抗蠕变性能,以及高温下优异的再加工性能。



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硒鎓盐与硒醚的动态交换反应显示出超快的交换速率。通过模型反应可知,该动态交换反应表现出Arrhenius温度依赖性。作者利用两种方法证明了这种动态共价化学中解离机制的存在。进一步的密度泛函理论计算也支持该结果。

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作者制备了相应的聚氨酯材料,基于不同的活性的烷基化试剂,构筑的动态材料展现出可调的动态交换速率,意味着可以通过选择烷基化试剂控制材料的粘弹性。其中,材料M-CF3不仅表现出高温下良好的愈合能力和再加工能力,而且具有室温下优异的耐溶剂性和抗蠕变性能。

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硒鎓盐转烷基化反应的研究不仅使应用愈加广泛的硒醚材料的再加工成为可能,而且为可愈合抗菌材料和固体电解质的应用领域提供了新的途径。

文信息

Thermally Responsive Selenide-containing Materials Based on Transalkylation of Selenonium Salts

Sisi Chen, Vincent Scholiers, Mengyao Zhang, Jiandong Zhang, Prof. Dr. Jian Zhu, Prof. Dr. Filip E. Du Prez, Prof. Dr. Xiangqiang Pan

文章的第一作者是苏州大学的博士研究生陈偲偲


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202309652

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