ppb級銅殘留的細乳液原子轉移自由基聚合

我們組三年級博士生王禕時隔三周再次在《大分子（Macromolecules）》上發表了她的最新工作（Miniemulsion ARGET ATRP via Interfacial and Ion-Pair Catalysis: From ppm to ppb of Residual Copper）。這篇文章中，通過銅（II）配合物催化劑與陰離子表面活性劑形成離子對，實現了細乳液中高效進行電子轉移再生活化劑（ARGET）原子轉移自由基聚合（ATRP）。反應中只需要50 ppm （百萬分之五十）的銅催化劑，同時，沉澱後的反應產物中僅有低至300 ppb (十億分之三百)的催化劑殘留。

傳統上，因為銅（II）配合物親水，需要使用強疏水的配體，如二（2-吡啶甲基）十八胺（BPMODA），才能實現乳液中的ATRP。但是BPMODA的活性不高，難以有效進行微量銅的ATRP反應。今年稍早，我們組的博後Marco Fantin在《大分子》上報道了陰離子表面活性劑與親水銅配合物的在電化學調控的細乳液ATRP中的協同作用（Harnessing the Interaction between Surfactant and Hydrophilic Catalyst To Control eATRP in Miniemulsion）。他們在這一研究中發現陰離子表面活性劑能夠與帶正電的銅（II）配合物形成離子對，從而使去活劑能夠進入疏水的乳液內相，使自由基休眠。

在這一次的報道中，他們進一步將這一離子對參與的去活反應擴展到了以維生素C為還原劑的ARGET ATRP中，使得反應設置和後處理大幅簡化，同時反應產物中的銅殘留也顯著降低。這一工作極大地拓展了ATRP規模化應用的前景。