[发明专利]适于酸碱串联催化的单分子纳米胶束的制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于串联催化的单分子纳米胶束的制备方法，包括以下步骤：利用NHS获得NB‑NHS；亲水单体NB‑PEG_m的制备；开环易位聚合制备两亲性嵌段分子刷；利用两亲性嵌段分子刷进行核内含酸催化剂的单分子纳米反应器的构筑，利用两亲性嵌段分子刷进行核内含碱催化剂的单分子纳米反应器的构筑；将相同浓度的核内含酸催化剂的单分子纳米反应器溶液、核内含碱催化剂的单分子纳米反应器溶液，以等体积比融合；得到可酸碱串联催化的单分子纳米反应器。该单分子催化纳米胶束有利于一锅法串联催化反应的进行。

技术领域

本发明公开了一种适用于不相容催化剂的区域化构筑可串联催化的单分子纳米胶束的制备方法，属于高分子合成及应用的技术领域，是一种基于降冰片烯开环易位聚合制备核内含有催化剂的单分子纳米胶束的方法。

背景技术

化工产品的生产通常涉及到从原料开始的多步催化过程，在每一步的合成中会涉及繁琐的中间体分离与提纯，这会造成不必要的浪费，中间过程产生的废弃物也会对生态环境造成破坏。一锅串联催化可一步法制备目标产物，简化了对中间体的处理。但是酸和碱作为不兼容的催化剂在“一锅法”的条件下容易相互影响，从而降低催化效率甚至使催化效率失活。为了实现酸碱串联催化反应，同时避免“狼与羊”的反应，科学家们主要采用二氧化硅等无机载体、聚合物载体负载并隔离不兼容的酸碱催化剂的策略。文献(J.Am.Chem.Soc.2006,128,27,8718–8719)制备了一种具有酸性骨架和碱性孔洞的双功能介孔材料，将二硫键还原为巯基，然后将其氧化为磺酸基并对氨基进行脱保护。该方法涉及到了对酸性位点氧化和碱性位点的脱保护，存在反应不完全以致于催化效果不理想的缺点。文献(Chem.Eur J.,2018,24,18648-18652)通过恶唑烷的阳离子聚合设计了一种两亲三嵌段聚合物，将不相容的有机催化剂负载到聚合物上，并在水相中自组装制备纳米胶束，实现位点分离，使它们在物理上不同的微环境中彼此充分隔开，从而在一锅中实现三步非正交串联反应。该方法存在单体结构单一，微结构不易调控的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于酸碱串联催化的单分子纳米反应器的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于串联催化的单分子纳米胶束的制备方法，包括以下步骤：

1)、利用NHS获得NB-NHS：

所述NHS为N-羟基琥珀亚酰胺；

NB-NHS为2,5-二氧吡咯烷-1-基(2S)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸酯；

2)、亲水单体NB-PEG_m的制备：

将NB溶于溶剂A，加入PEG_m、DCC、DMAP，在室温下搅拌反应12～16小时，反应结束后经后处理，得亲水单体NB-PEG_m；

NB为5-羧酸-2-降冰片烯，PEG_m为分子量是m的聚乙二醇单甲醚，DCC为二环己基碳二亚胺，DMAP为4-二甲氨基吡啶；

PEG_m：NB：DCC：DMAP＝0.8～1.5:1:0.9～1.7:0.1～0.8(优选0.8～1.1:1:1.2～1.5:0.3～0.5)的摩尔比；

说明：DCC、DMAP的加入方式均为如下所述：先溶于溶剂A，然后采用常规的溶液滴加的方式加入；

反应式为：

3)、开环易位聚合制备两亲性嵌段分子刷：

将步骤1)所得的NB-NHS溶解于溶剂B中；加入Grubbs催化剂，室温反应1～5min；再加入步骤2)所得的亲水单体NB-PEG_m，继续在室温下反应5～10min，反应结束后经后处理，得两亲性嵌段分子刷；