新的合成技术可以控制人工聚合物的长度和立体化学性质

创造具有控制长度和立体化学的聚合物是目前自然领先于科学的领域。但美国麻省理工学院(MIT)的研究人员已经接近缩小这一差距,他们采用了一种有效的策略允许他们合成一个新的家族的单分子,序列和立体定义聚合物使用点击化学

类似的聚合物也可以通过一次添加一个单体到附着在固体或可溶性聚合物载体上的生长链中来制备,但会导致产量有限和试剂使用效率低下。

资深作者解释说:“我们利用迭代指数增长策略,而不是每次添加一个单体,我们每次迭代都将聚合物的长度增加一倍。耶利米·A·约翰逊.“与其他方法相比,这种方法可以用更少的步骤生成更长的重复序列链,而且还可以使用原子经济的催化反应。”

这种策略之前已经生产出了具有精确链长的大分子。Johnson的新系统-指数增长+侧链功能化,或IEG+ -是例外的,因为其中一个去保护步骤还包括添加可变侧链。因此,在合成过程中引入了序列的多样性。

核计划组

该技术在几天内生产出摩尔质量为6720道尔顿的32聚合物链,为顺序控制聚合物合成树立了新的基准。

侧链是关键。“所有生物材料的主链,比如蛋白质,都是一样的,但侧链和侧链的顺序是造成不同的原因,”他说让鲁茨他是位于法国巴黎的法国国家科学研究中心的聚合物化学家,他称赞这是朝着像生物材料一样复杂的人造材料迈出的又一步。

他形容这种物质的分子量和提纯成就“相当高”,尽管自然界的成就要高得多。卢茨说:“我希望我们能在10年或20年内填补合成聚合物和生物聚合物之间的空白,并……创造出性能可控的非常精细的聚合物。”

了解序列如何影响特定系统的性质将允许化学家调整聚合物材料在生物工程、分子电子学和催化等领域的应用。

匹兹堡大学化学家塔拉·迈耶称赞这种IEG+方法生产的单分子产品在生物系统之外几乎无法获得,特别是在报道的速度和规模上。她说:“约翰逊方法的优点包括简单、分子量控制、针对特定链长的反应步骤少、可扩展性和模块化。”“代价是固定的骨架结构,可以实际获得的适中的分子量,以及随着序列复杂性的增加而不可避免的步进效率的损失。”