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酶催化是一种绿色、高效且具有高选择性的催化技术,在生物、有机及高分子化学领域有着广泛的应用。将酶催化的独特性质应用于聚合物材料的制备和改性是一项可持续性发展策略,将为高分子合成领域开辟一条全新高效、环境友好、绿色清洁的途径。本论文第一部分工作以辣根过氧化物酶(HRP)为绿色催化剂,快速高效地催化可逆加成-断裂链转移自由基(RAFT)聚合、硫醇-烯(thiol-ene)及Diels-Alder点击反应,制备了分子量可控的、侧链具有不同官能团的功能高分子材料。第二部分工作将吡喃糖氧化酶(P2Ox)与HRP联用,在空气中催化引发RAFT聚合制备超高分子量聚合物PDMA,并在水中进行分散聚合,得到粒径均匀的聚合物纳米颗粒。通过1H NMR,GPC,UV,IR及DLS等对合成产物进行表征与分析。具体来说,我们充分利用HRP催化反应的杂乱性及高效性,提出一酶三催化用于高分子的可控合成及精准修饰的新概念,其中一酶三催化主要包括:1.HRP催化引发RAFT聚合:在H2O2存在的条件下,HRP催化乙酰丙酮(ACAC)产生自由基,进而引发RAFT聚合,高效可控地合成了PDMA97-co-PALAM11、PDMA144-co-PHEA36及PPEGMA58三种不同的高分子聚合物。2.HRP催化thiol-ene点击反应:在H2O2存在的条件下,HRP催化巯基乙醇与高分子聚合物侧链上的乙烯基进行thiol-ene点击反应,完成对高分子聚合物的侧链修饰,最终得到PDMA97-co-PALAM-S、PDMA144-co-PHEAA18-S及PPEGMA37-S三种高分子聚合物。3.HRP催化Diels-Alder点击反应:在空气中,HRP催化氧化二氢四嗪化合物(DHTz)生成四嗪化合物(Tz),Tz进一步与高分子侧链上的降冰片烯发生Diels-Alder反应,得到PDMA144-co-PHEAA16-Tz及PPEGMA36-Tz两种高分子聚合物。通过P2Ox-HRP酶联催化引发体系,我们解决了RAFT聚合对氧气高度敏感以及极限高分子(分子量106 g/mol)的可控合成的问题,在空气存在的条件下实现RAFT聚合:1.利用P2Ox与葡萄糖作用对聚合溶液除氧,产生的H2O2在HRP的催化作用下将ACAC氧化产生自由基引发DMA进行RAFT聚合,可控地合成了实际聚合度分别为9300,18800及27000的超高分子量PDMA均聚物,相应分子量均接近理论分子量,且分散性≤1.37。2.采用“一锅法”,以PAML作为大分子链转移剂进行RAFT水相分散聚合,得到PAML-b-PMEA、PAML-b-PDAAM及PAML-b-P(DAAM-co-DMA)三种聚合物纳米颗粒。