[发明专利]水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法

权利要求书

1.水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，在水相反应体系中，以含有卤代烷烃链段的物质为引发剂，二价铜和还原剂的共同反应产生催化剂，进行水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合反应。

2.根据权利要求1所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，所述含有卤代烷烃链段的物质为卤代烷烃、卤代羟丙基纤维素或表面卤代的滤纸。

3.根据权利要求1所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，进行所述自由基聚合反应的待聚物为选自甲基丙烯酸类单体、丙烯酰胺类单体和甲基丙烯酰胺类单体中的一种。

4.根据权利要求1所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，所述二价铜来自的化合物为选自铜盐中的一种或多种，所述还原剂选自抗坏血酸及其盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，进行所述自由基聚合反应的待聚物为聚乙二醇单甲醚或异丙基丙烯酰胺，二价铜来自的化合物为硫酸铜，还原剂为抗坏血酸，引发剂为溴代异丙烷，所述待聚物、水溶剂、二价铜、还原剂和溴代异丙烷的用量比例为0.3～3g∶18～20ml∶0.04mmol∶0.06mmol∶18～22μL。

6.根据权利要求5所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，具体操作如下：将所述待聚物溶解于所述水溶剂中，氮气鼓泡20～40分钟后，依次加入二价铜、还原剂和溴代异丙烷，继续通氮气3～10分钟后，密封反应5～30分钟后液氮猝冷停止反应，将产品进行冷冻干燥。

7.根据权利要求1所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，进行所述自由基聚合反应的待聚物为聚乙二醇单甲醚或异丙基丙烯酰胺，二价铜来自的化合物为硫酸铜，还原剂为抗坏血酸，引发剂为溴代羟丙基纤维素这种大分子引发剂，溴代羟丙基纤维素是利用溴异丁酰溴与羟基在吡啶的存在下发生酯化反应而合成，所述待聚物、水溶剂、二价铜、还原剂和所述大分子引发剂的用量比例为0.3～3g∶20～30ml∶0.04mmol∶0.06mmol∶0.02～0.1g。

8.根据权利要求7所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，所述大分子引发剂的具体合成方法如下：于反应器中，加入羟丙基纤维素和无水四氢呋喃及无水吡啶，充分搅拌溶解，将反应器置于冰水浴中，向其中滴入溴异丁酰溴与无水四氢呋喃的混合液，滴加完成后，密封，置于28～32摄氏度反应45～50h，之后静置，过滤弃去沉淀，旋转蒸发多余的四氢呋喃后，将剩余溶液在水中透析，将透析后的溶液进行冷冻干燥，得溴代羟丙基纤维素这种大分子引发剂，其中，羟丙基纤维素、第一次加入的无水四氢呋喃、无水吡啶、溴异丁酰溴、第二次滴加的无水四氢呋喃的用量比为4g∶380～420mL∶4～6mL∶0.8～1.2mL∶18～22mL。

9.根据权利要求1所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，所述引发剂为表面溴代的滤纸，所述表面溴代的滤纸的制备方法如下：将滤纸放入丙酮和四氢呋喃混合液中超声处理后，取出滤纸片放入新蒸四氢呋喃，通氮气，依次加入DMAP及TEA，振荡反应30～60h后，取出滤纸片，用超纯水反复冲洗至无色，浸泡在超纯水中备用，其中新蒸四氢呋喃、DMAP和TEA的用量比为20ml∶0.8～1.2g∶0.5～1mL。

10.根据权利要求9所述的水相无配体的过渡金属催化活性/可控自由基聚合方法，其特征在于，进行所述自由基聚合反应的待聚物为异丙基丙烯酰胺，二价铜来自的化合物为硫酸铜，还原剂为抗坏血酸，异丙基丙烯酰胺、水溶剂、二价铜、还原剂的用量比为0.5～1g∶23～28mL∶0.04mmol∶0.06mmol。