基于硒内酯开环偶联缩聚构建二硒醚可逆共价键聚合物及其性能研究

In this project, new selenolactone derivatives will be synthesized as the active precursors of diselenide. The ring opening condensation polymerization (ROCP) of selenolactones will be studied firstly. (Co)polymers with diselenides in the main chain and functional group in the chain end can be prepared. Secondly, controlled /“living” radical polymerization (LRP) in the presence of selenolactone initiators will be studied. Selenolactone terminated polymers can be prepared and converted to diselenide containing polymers. Thirdly, rich in diselenide side chains of polymers will be prepared through LRP and ROCP of selenolactone monomer. Finally, hydrogel containing diselenides will be prepared by modification of natural macromolecules using selenolactones. Through investigation of polymerization process, the polymers with different topology structures, such as graft, brush, cyclic, hyperbranched, can be synthesized easily. Based on the dynamic property of diselenide bonds, the performance of polymers will be investigated when the exchange of diselenide bonds happen. These diselenide containing polymers have the potential applications in molecular design of new biomaterials.

本项目设计合成新型功能化硒内酯衍生物作为二硒醚结构的前体。基于这些功能性衍生物，首先，研究硒内酯开环缩聚聚合行为，合成主链含二硒醚聚合物，实现聚合物末端功能化。其次，研究硒内酯引发剂调控活性自由基聚合的聚合行为，合成硒内酯封端的功能性聚合物，进而合成二硒醚聚合物。再次，研究硒内酯单体参与的活性自由基聚合行为，合成侧链含硒内酯功能性聚合物。最后，对天然高分子修饰合成二硒醚水凝胶。通过对聚合方法的研究，实现具有不同二硒醚片段含量拓扑结构聚合物的可控合成，设计合成包括线性（嵌段）、接枝、刷状、环状、超支化等的拓扑结构二硒醚聚合物。基于二硒醚动态共价键的性质，研究链上二硒醚的动态交换行为对聚合物性能的影响，实现该类材料刺激响应灵敏度和响应范围的调控，以及含二硒醚聚合物材料的可控降解，为二硒醚智能响应性聚合物的应用研究打下坚实基础。

本项目以硒代丁内酯为研究对象，进行二硒醚聚合物的系统合成方法学研究，制备各种拓扑结构含二硒醚聚合物。利用硒内酯胺解-氧化偶联反应，合成了聚噁唑啉二硒醚水凝胶，制备条件简单、合成过程绿色。得到的水凝胶具有较好的溶胀性能、力学性能，可以很好地粘附在皮肤表面，并且在氧化、还原、光照条件下都能够原位可控降解。该水凝胶有望应用在伤口愈合的敷料方面，可以有效减轻清创和换药的痛苦，减少换药过程中的二次机械损伤。同时基于天然高分子，制备了多重响应性的水凝胶，可注射水凝胶伤口敷料。本项目的意义在于实现二硒醚聚合物的绿色高效的合成，为二硒醚聚合物及动态响应高分子材料的合成提供全新的思路，为含硒聚合物在智能材料中的应用奠定理论基础。