目的:不能被准确诊断,极易被误诊并贻误治疗。而对这部分患者的关键分子病因的研究,也对改善其疗效具有重要意义。
性早幼粒细胞白血病(APL)曾经是极凶险,死亡率极高的一种白血病类型,但现在已经变成治愈率最高的白血病。这一进步主要得益于靶向药物全反式维甲酸(ATRA)和砷剂的发现和应用。APL患者具有特征性的t(1517)(q22q12)染色体易位和PML-RARA融合基因。
PML-RARA既是分子病因又是治疗靶点,已被做为APL的诊断依据。ATRA通过靶向作用于PML-RARA蛋白的RARA(维甲酸受体α)部分诱导肿瘤细胞分化,砷剂通过靶向作用于PML-RARA蛋白的PML部分促进肿瘤细胞凋亡。
陆道培院士首先发现用精制雄黄(硫化砷)治疗APL有卓越疗效,并且进一步要求在陆道培医院对初诊的PML-RARA阳性的APL要做到“百不失一”,为APL的精准诊治做出了卓越贡献。
扩展资料
本研究由陆道培医院分子医学室和哈尔滨医科大学附属第二医院血液内科合作完成,陆道培医院分子医学团队承担了基因组分析和相关致病机制分析工作。这是国际上首次报道NPM1和RARG融合导致APL发生,并且是首次报道嵌合融合形式的融合基因。
若不进行基因组分析,这种嵌合形式的融合很难被发现。该发现有助于对临床不典型的APL的进一步认识和研究。陆道培医院分子医学室自2017年成立基因组学分析团队以来,已经培养和建立了成熟的基因组学分析队伍和分析流程,为血液病基因组研究奠定了人才和队伍基础,并且为部分患者提供了有益的临床诊疗建议。
参考资料来源:人民健康网——陆道培医学团队于国际学术期刊报道白血病新融合基
急性白血病[概 述]
白血病(leukemia)是在造血干/祖细胞水平转化的一类克隆性恶性血液病.白血病细胞因分化障碍、增殖过度、凋亡受抑等机制而停滞在细胞发育的不同阶段并大量积聚.根据自然病程和白血病细胞的成熟程度,分为急性和慢性白血病;根据受累的细胞系列可分为淋巴细胞白血病、非淋巴细胞(髓细胞)白血病以及淋巴细胞、髓细胞2系同时受累的混合细胞白血病;还可将白血病分为原发性和继发性,后者如继发于骨髓增生异常综合征或化疗药物的急性非淋巴细胞白血病(acutenonlymphocyticleukemia,ANLL).我国白血病发病率约3.0~4.0/10万.在恶性肿瘤死亡率中,白血病在男女性中分别居第6和第8位,而在35岁以下人群中居首位.急性白血病多于慢性.成人急性白血病中以ANLL最多见,儿童中则以急性淋巴细胞白血病(acutelymphocyticleukemia,ALL)较多见;在我国慢性白血病中以慢性髓细胞白血病(chronicmyeloidleukemia,CML)多见,而欧美国家则以慢性淋巴细胞白血病(chroniclymphocyticleukemia,CLL)常见.
白血病的病因尚未完全阐明.较为公认的因素有①电离辐射:接受X线诊断与治疗、32P治疗、原子弹爆炸的人群白血病发生率高;②化学因素:苯、抗肿瘤药如烷化剂和足叶乙甙、治疗银病的乙双吗啉等均可引起白血病,特别是ANLL;③病毒:如一种C型逆转录病毒--人类T淋巴细胞病毒-Ⅰ可引起成人T细胞白血病;④遗传因素:家族性白血病占白血病的7‰,同卵双生同患白血病的机率较其他人群高3倍,B细胞CLL呈家族性倾向,先天性疾病如Fanconi贫血、Downs综合征、Bloom综合征等白血病发病率均较高;⑤其他血液病:如慢性髓细胞白血病、骨髓增生异常综合征、骨髓增生性疾病如原发性血小板增多症、骨髓纤维化和真性红细胞增多症、阵发性血红蛋白尿、多发性骨髓瘤、淋巴瘤等血液病最终可能发展成急性白血病,特别是急性非淋巴细胞白血病.
急性白血病(acuteleukemia)是造血干祖细胞的克隆性恶性疾病,白血病细胞分化停滞在较早阶段,主要为原始细胞和早期幼稚细胞,自然病程数月.主要表现为贫血、出血、感染、浸润和高代谢等.
[分类]
一、形态学分型
在法、美、英(FAB)合作组分型基础上,1988年天津白血病分类、分型讨论会建议试行以下分型法;
(一)急性非淋巴细胞白血病(ANLL)可分为7个亚型;
1、M1即急性粒细胞白血病未分化型,骨髓中原始粒细胞≥90%(非幼红系细胞).
2、M2即急性粒细胞白血病部分分化型又分为2个亚型.M2a骨髓中原粒细胞占非幼红细胞的30-80%,单核细胞>20%,早幼粒细胞以下阶段>10%.
M2b骨髓中异常的原始及早幼粒细胞增多,以异常的中幼粒细胞增生为主,其胞核常有核仁,有明显的核浆发育不平衡,此类细胞>30%.
3、M3即急性早幼粒细胞白血病,骨髓中以颗粒增多的异常早幼粒细胞增生为主,占非幼红细胞的>30%,其胞核大小不一,胞浆中有大小不等的颗粒,又分2亚型;
M3a为粗颗粒型,嗜苯胺兰颗粒粗大,密集甚或融合.
M3b为细颗粒型,嗜苯胺兰颗粒密集而细小.
4、M4即为粒-单核细胞白血病,按粒和单核细胞形态不同,可包括下列4种亚型;M4b以原始和早幼粒细胞增生为主,原幼单和单核细胞占非红系细胞的>20%.
M4b以原幼单核细胞增生为主,原始和早幼粒细胞占非红系细胞的>20%.
M4c原始细胞即具粒系,又具单核细胞系形态特征细胞>30%.
M4Eo除上述特征外,有嗜酸颗粒粗大而园.着色较深的嗜酸性粒细胞,占5-30%.
5.M5为急性单核细胞白血病,又可分2个亚型;
M5a未分化型,骨髓原始单核细胞占非系细胞的≥80%.
M5b部分分化型,其骨髓中原始和幼稚单核细胞占非红系细胞的>30%,原单核细胞<80%.
6.M6红白血病,骨髓中幼红系细胞>50%,且常有形态学异常,骨髓非红系细胞中的原始粒细胞(或原始+幼单核细胞)>30%,血片中原粒(或原单)细胞>5%,骨髓中非红系细胞中原粒细胞(或原+幼单)>20%.
7.M7巨核细胞白血病
未分化型 外周血有原巨核(小巨核)细胞;骨髓中原巨核细胞>30%,原巨核细胞由组化电镜或单克隆抗体证实;骨髓造血细胞少时往往干抽,活检有原始和巨核细胞增多,网状纤维增加.
分化型 骨随及外周血中以单园核和多园核病态巨核细胞为主.
(2)急性淋巴细胞白血病
共分3种亚型如下:
1)L1:原始和幼稚淋巴细胞以小细胞(直径≤12μm)为主,治疗反应较好.
2)L2:原始和幼稚淋巴细胞以大细胞(直径>12μm)为主,治疗反应相对较差.
3)L3:原始和幼稚淋巴细胞大小较一致,以大细胞为主;胞浆量较多,深蓝色,空泡常明显,呈蜂窝状,亦称伯基特(Burkitt)性白血病,治疗缓解率很低.
FAB分型建立在细胞形态学和细胞化学,是白血病分型的基础,60%~70%白血病仅靠形态学即可分类,结合细胞化学可使分型的准确性达到89%,如加上细胞免疫表型分析则可提高至95%以上.最近提出的临床特征结合细胞形态学(mphology)、免疫学(immunology)、细胞遗传学(cytogenetics)、分子生物学(molecularbiology)(MICM分型)的WHO分型将使白血病的诊断分型更科学、更精确,对于指导临床个体化治疗和判断预后具有10分重要的意义.
[临床表现]
起病急缓不一.起病隐袭和数周至数月内逐渐进展,或起病急骤.临床症状和体征由骨髓衰竭或白血病细胞浸润所致.
一、贫血
常见面色苍白、疲乏、困倦和软弱无力,呈进行性发展,与贫血严重程度相关.
2、出血
半数以上患者有出血,程度轻重不一,部位可遍及全身,表现为瘀点、瘀斑,鼻出血,牙龈出血和月经过多、眼底出血等,出血主要是血小板明显减少,血小板功能异常、凝血因子减少、白血病细胞浸润、细菌毒素等均可损伤血管而引起出血.急性早幼粒细胞白血病常伴有弥散性血管内凝血(DIC)而出现全身广泛出血.
3、发热
多数患者诊断时有程度不同的发热.白血病本身可以低热、盗汗,化疗后体温恢复,较高发热常提示继发感染,主要与成熟粒细胞明显减少相关.常见的感染是牙龈炎、口腔炎、咽峡炎、上呼吸道感染、肺炎、肠炎、肛周炎等,严重感染有败血症等.最常见的致病菌为大肠杆菌、克雷伯菌属、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、不动杆菌属、肠球菌属、肠杆菌属等细菌感染,以及真菌、病毒、原虫等感染.
4、浸润
1、淋巴结和肝脾大急淋较急非淋多见,肿大程度也较显著.纵隔淋巴结肿大多见于T细胞急淋.
2、骨骼和关节疼痛常有胸骨下端压痛.白血病细胞浸润关节、骨膜或在髓腔内过度增殖可引起骨和关节痛,儿童多见,急淋较急非淋常见且显著.骨髓坏死时可出现骨骼剧痛.
3、皮肤和粘膜病变急单和急性粒-单核细胞白血病较常见.特异性皮肤损害表现为弥漫性斑丘疹、紫蓝色皮肤结节或肿块等.急非淋相关的良性皮肤病变有Sweet综合征和坏疽性脓皮病,激素治疗有效.白血病细胞浸润可出现牙龈增生、肿胀.
4、中枢神经系统白血病随着白血病缓解率提高和生存期延长,中枢神经系统白血病(CNSL)成为较突出的问题.以急淋较急非淋常见,急性早幼粒细胞白血病也较多见.常无症状,可表现为头痛、头晕、烦躁,严重时出现呕吐、颈项强直、视神经乳头水肿和脑神经、脊髓瘫痪等.
5、绿色瘤又称粒细胞肉瘤(granulocyticsarcoma)或髓母细胞瘤(myeloblastoma),见于2%~14%的急非淋,由于白血病细胞大量的髓过氧化物酶在稀酸条件下变成绿色,故称为绿色瘤(chloma),常累及骨、骨膜、软组织、淋巴结或皮肤,但以眼眶和副鼻窦最常见.可表现为眼球突出、复视或失明.
6、睾丸白血病细胞浸润睾丸,在男性幼儿或青年是仅次于CNSL的白血病髓外复发根源.主要表现为一侧无痛性肿大,急淋多于急非淋.
7、其他白血病细胞还可浸润心脏、呼吸道、消化道,但临床表现不多.胸腔积液多见于急淋.肾脏浸润常见,可发生蛋白尿、血尿.
[实验室检查]
一、血象和血液生化就诊时半数以上的患者白细胞增多,白细胞>100×109/L的高白细胞性白血病的发生率低于20%.血涂片见到Auer小体或Phi小体,仅见于AML.血片无原始细胞,白细胞数不增多的白细胞不增多性白血病(aleukemialeukemia)非常少见.对ALL患者,白细胞>50×109/L常合并显著的肝、脾和淋巴结肿大,常提示T细胞ALL.患者常表现为正常细胞正常色素性贫血,大多患者血小板减少.DIC在AML中较ALL更常见,而又以急性早幼粒细胞白血病中最常见,临床上表现为广泛渗血,实验室表现为血小板减少、低纤维蛋白原血症、纤维蛋白降解产物增高、凝血因子Ⅴ和Ⅷ降低.幼稚红细胞常呈巨幼样变,特别是急性红白血病或继发于MDS的AML.细胞转换速率快和高肿瘤负荷产生几种代谢紊乱,如血清乳酸脱氢酶、尿酸增高、尿酸性肾病可导致急性肾衰竭,白血病细胞破坏增多,特别是化疗后,可出现高磷酸血症、低钙血症.
2、骨髓象多数患者骨髓有核细胞增生活跃或明显活跃,而且以原始和早期幼稚细胞为主.Auer小体仅见于急非淋,不见于急淋.ALL患者骨髓残存的髓系和红系幼稚细胞形态学正常.
3、细胞化学细胞化学染色可协助形态学鉴别各型白血病.
4、免疫表型选用一组细胞系列相关性好的单克隆抗体对白血病细胞免疫表型分析,不仅可以区分细胞起源,而且还可以划分发育阶段.
表急性白血病的免疫表型特征
B-急淋CD10、CD19、CD20、s/cCD22、cCD79α、Cμ、SmIg
T-急淋CD2,CD3,CD4,CD5,CD8,TCRα/β,TCRγ/δ,
粒细胞、单核细胞系抗髓过氧化物酶,CD13,CD33,CD15,CD14,
红细胞系抗血型糖蛋白
巨核细胞系CD41a,CD41b,CD42b,CD42c,CD61
5、染色体和基因改变白血病常伴有特异的染色体和基因改变(表-).97%的AML和90%的ALL有非随机的染色体畸变,其中某些特异性染色体重排与白血病类型相关,t(1517)是M3特征性异常,t(821)、inv(16)分别与M2和M4Eo高度相关.
6、粒-单系祖细胞(CFU-GM)半固体培养
7、血液生化改变
[诊断和鉴别诊断]
根据病史、症状、体征以及血象、骨髓象特点,可明确急性白血病诊断,任何患者如外周血或骨髓涂片中原始+幼稚细胞(幼稚淋巴细胞或幼稚单核细胞)≥30%,或原始+早幼粒细胞≥50%,即可诊断为急性白血病.明确诊断后,需进一步明确亚型.
1、骨髓增生异常综合征(MDS):此综合征共分5型,主要需与RAEB、RAEB-t鉴别,2者可具备白血病的症状及体征,外周血和(或)骨髓中可出现原始幼稚细胞,但原始细胞+幼稚细胞(幼稚淋巴细胞或幼稚单核细胞)比例小于30%[注:2000年WHO分型建议取消RAEB-t,即原始+幼稚细胞≥20%诊断为急性白血病].
2、类白血病反应:某些病毒或细菌感染时白细胞总数增高,外周血中粒细胞核左移出现幼稚细胞(主要为中、晚幼粒细胞)及异形淋巴细胞,易误诊为白血病,但中性粒细胞碱性磷酸酶(NAP)活性常明显增高.原发病去除,血象和骨髓象恢复正常.
3、急性粒细胞缺乏症恢复期:病前有感染史及药物史.此时骨髓中原始和早幼粒细胞增高,但红系、巨核细胞、血小板等无特殊改变,染色体核型正常,无白血病细胞浸润症状,随访观察,定期复查骨髓,最终可排除白血病.
4、巨幼细胞贫血:巨幼细胞贫血可有外周血3系减少,骨髓中红系增生明显至极度活跃伴巨幼样变,原始红细胞比例也相对增高时需与急性红白血病鉴别,但后者糖原染色强阳性,并可出现染色体异常.
[治疗方案]
近年来,强烈化疗和积极支持治疗使急性白血病的近、远期疗效获得了显著提高.联合化疗是白血病现代治疗最基本和主要的方法.
1.支持治疗
(1)感染的防治:急性白血病患者常伴有粒细胞减少,而接受化疗、放疗后常出现持续而严重的缺乏,此时感染发生率高且严重.强调病房环境清洁,甚至住无菌层流病房,加强个人卫生和基础护理,减少探视.如感染已存在,应做有关检查,以明确感染部位和性质,在致病菌查明之前,应立即给予联合广谱抗生素治疗.
(2)出血的防治:由血小板过低引起者,输注血小板悬液,一般应保持血小板计数>20×109/L,如出血系DIC引起,则按DIC处理(详见DIC治疗).
(3)贫血的治疗:如贫血较严重,需输红细胞悬液,保持患者血红蛋白>60g/L.
(4)防治尿酸性肾病:大量饮水、充分补液水化;碱化尿液,碳酸氢钠片100mg,每天3次;利尿;别嘌呤醇,每次100mg,每天3次.
2.化学治疗白血病的治疗分诱导缓解和缓解后治疗2阶段.诱导缓解治疗目的为尽快杀灭白血病细胞,达到完全缓解.就诊时患者体内的白血病细胞高达1012~1013,经诱导达CR时体内仍可有108~109的白血病细胞,如不进一步清除残存的细胞将很快复发,为防止复发,延长缓解和无病生存期,甚至治愈患者,必须实施缓解后治疗.
(1)急性非淋巴细胞白血病
1)诱导缓解
DA方案:即柔红霉素(DNR)40~60mg/(m2·d),静脉滴注,第1~3天.阿糖胞苷(Ara-C)100~150mg/(m2·d),静脉滴注,第1~7天,间歇2周,重复1~2疗程后,60%~70%病人可达完全缓解(CR).
HA方案:即高3尖杉酯碱(H)2~4mg/(m2·d),静脉滴注,第1~7天.Ara-C100~150mg/(m2·d),静脉滴注,第1~7天.其CR率约60%,近似于DA方案.
MA方案:即米托蒽醌(NVT)5~10mg/(m2·d),静脉滴注,第1~3天.Ara-C100~150mg/(m2·d),静脉滴注,第1~7天.米托蒽醌心肌毒性较其他蒽环类药物小,较适宜于老年人.
IA方案:即去甲氧柔红霉素(IDA)10mg/(m2·d),静脉注射,第1~3天.Ara-C100~150mg/(m2·d),静脉滴注,第1~7天.本方案有严重的骨髓抑制作用,必须在良好的病房条件以及熟练的医师指导下谨慎使用.难治或高白细胞白血病使用本方案,也可获得较高的CR率.
DAE方案:即柔红霉素(DNR)40~60mg/(m2·d),静脉滴注,d1-3;阿糖胞苷(Ara-C)100~150mg/(m2·d),静脉滴注,d1-7;足叶乙甙(VP-16)100mg,加入生理盐水250ml中静滴,d5-7.
一般首选DA方案,多数病人用一个疗程即可获得缓解.M4,M5可首选DAE方案.化疗第10~14天骨髓穿刺.如原始加早幼细胞≥20%,骨髓增生活跃,即可开始第2个疗程.两个疗程间隔2~3周.若应用两个疗程后原始加早幼细胞仍≥20%,则应更换其它方案.
2)缓解后治疗
缓解后治疗有3条途径:①异基因造血干细胞移植(Allo-HSCT).②自体造血干细胞移植(Auto-HSCT).③大剂量Ara-C.
无论Allo或Auto-HSCT,其成功率约50%,死亡率也为50%,尤其Allo-HSCT因供者来源不易,受者对年龄因素,全身状况、内脏功能情况要求苛刻.Auto-HSCT虽选择对象较Allo-HSCT宽,但白血病的复发率高.大剂量Ara-C常用3g/m2每12小时1次,共10或12次,可单用,也可与NVT、DNR、依托泊苷(VP16)等联合使用.大剂量Ara-C除用于CR后治疗外,也可用于难治复发的急性白血病病人的再诱导缓解治疗.
(2)急性早幼粒细胞白血病
全反式维甲酸(ATRA):初治急性早幼粒细胞白血病病人诱导缓解时选用ATRA30~60mg/d,口服,30~60天,或直至CR.CR率为90%左右.使用ATRA过程中,要警惕ATRA的副作用,维甲酸综合征和维甲酸相关综合征(高白细胞血症、发热、呼吸困难、低血压、组织水肿、心包和胸腔积液等)一旦明确,则减量或停用ATRA,给予地塞米松20mg/d,静脉滴注,连续3天,同时正规化疗.近年认为25mg/(m2·d)也有相同疗效,且副作用相对更低些.缓解后必须加用联合化疗进一步强化治疗,或RA与化疗交替应用直至停药,否则容易复发.
3氧化2砷:初治或复发难治急性早幼粒细胞白血病病人诱导缓解时选用3氧化2砷5或10mg,静脉滴注,第1~28天.间歇1~2周,再重复1疗程.
(3)老年白血病
治疗方案有DA或IA、MA或小剂量Ara-C、小剂量VP16等,注意老年病人具有一般情况较差,常有心、肺、肾等重要器官的合并症,骨髓贮备功能差等特点,造成诱导缓解治疗的早期死亡率高,因此对老年急性白血病病人的治疗要因人而异,原则上其联合化疗方案不能太强烈,积极加强支持疗法,以获得较长时间的生存.
(4)急性淋巴细胞白血病
治疗分诱导缓解、巩固及维持缓解3阶段进行.
1)诱导缓解
目前多使用国际标准的VDLP方案:即长春新碱(VCR)2mg,静脉注射,第1,8,15,22天.DNR40~60mg/(m2·d),静脉滴注,第1~3天.左旋门冬酰胺酶(L-Asp)6000u/(m2·d),静脉滴注,第17~28天.泼尼松(Pred)30~40mg/(m2·d),口服,第1~28天.第14天作骨穿,如仍有较多的白血病细胞,骨髓增生活跃,则加DNR40~60mg/(m2·d),静脉滴注,第15~16天,第28天再作骨穿,如仍未缓解,间歇10~14天,继续第2疗程.
2)巩固治疗
第1、3、5、7疗程使用以下方案:即VCR2mg,静脉注射,第1,8天.DNR40~60mg/(m2·d),静脉滴注,第1~2天.L-Asp12000u/(m2·d),静脉滴注,第2、4、7、9、11、14天.Pred30~40mg/(m2·d),口服,第1~14天.
第2、4、6、8疗程使用以下方案:替尼泊甙(VM26)165mg/(m2·d),静脉滴注,第1、4、8、11天.Ara-C300mg/(m2·d),静脉滴注,第1、4、8、11天.
第9疗程:甲氨喋呤(MTX)690mg/m2,静脉滴注,滴完后6小时肌内注射甲酰4氢叶酸钙15mg,q6h,共12次.使用本方案治疗前2天加用碱化,水化,保肝,利胆等措施.
3)维持治疗
常用药物有MTX20mg/m2,口服,每周1次.6-巯嘌呤(6-MP)75mg/m2,口服,每天1次.环磷酰胺50mg/m2,口服,每天1次,每月5~7天.
(5)难治或复发白血病
1)在ANLL应用IDA替代DNR,组成IDA+Ara-C或IDA+Ara-C+VP16等方案,可提高疗效.
2)提高Ara-C的剂量,加或不加其他药物的组合.
3)也可用与原方案无交叉耐药,如ME方案:NVT5~10mg/(m2·d),静脉滴注,第1~3天.VP16100mg/(m2·d),静脉滴注,第1~3天.
(6)中枢神经系统白血病的防治
MTX7.5mg/m2,Ara-C50mg/m2,地塞米松(Dexm)5~10mg隔天或隔2天椎管内注射,治疗直至症状、体征消失,脑脊液恢复正常为止,预防则每4~6周1次,或头颅照射.
3.造血干细胞移植
病人第一次缓解的6个月可行Auto或Allo-HSCT,但早幼粒细胞白血病病人不主张首次CR(CR1)期行移植,因化疗后CR的时间可较长,若要移植应推迟至CR2时才进行.
原子转移自由基聚合(ATRP)原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)是以简单的有机卤化物为引发剂、过渡金属配合物为卤原子载体,通过氧化还原反应,在活性种与休眠种之间建立可逆的动态平衡,从而实现了对聚合反应的控制。编辑本段ATRP的发现1995 年中国旅美博士王锦山博士在卡内基-梅隆(Carnegie-Mellon) 大学做博士后研究时首次发现了原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization , 简称ATRP) , 实现了真正意义上的活性自由基聚合, 引起了世界各国高分子学家的极大兴趣.这是聚合史上唯一以中国人为主所发明的聚合方法. ATRP是当今高分子化学最前沿学科之一,为2008和2009年度诺贝尔化学奖提名热门候选之一。王博士因此有可能成为中国文革后本土培养的大学、硕士生中第一个诺贝尔化学奖获得者。 王锦山在比利时攻博期间(1989-1994),得于对活性聚合机理的深刻理解,开始设想将活性阴离子聚合原理,尤其是美国Akron大学Quirk教授提出的阴离子催化的甲基丙烯酸类单体基团转移聚合(GTP)原理,即生成一个快速转换的“活性(free ion)-休眠(silyl ketene acetal)”平衡体系,应用到应用更广泛、商业价值更大的活性自由基聚合中。王博士设想,能否在活性自由基聚合中建立这样一个类似的“活性(free radical)- 休眠(R-X)”体系快速转换?什么是R-X?什么是催化体系? 一篇发表在美国化学会会刊(JACS)上的用自由基催化的SePh-基团转移自由基加成反应(ATRA)文章(D. P. Curran, et al, Group Transfer Addition Reactions of Methyl (Phenylseleno)malononitrile to Alkenes, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4279)使王博士产生了从自由基催化的SePh- 和 I-ATRA衍变成原子转移自由基聚合(ATRP)的原始设想。当发现 I- 和 SePh-体系效果不好后,王博士从金属催化的GTP和ATRA中得到灵感,终于于1994年底,成功地发现第一代ATRP引发催化体系。 就金属催化的ATRP本身而言,从概念设计,到实验证明,到ATRP名字及机理提出,均出自王锦山博士。编辑本段ATRP的反应机理引发剂R-X 与Mnt 发生氧化还原反应变为初级自由基R·, 初级自由基R·与单体M反应生成单体自由基R-M·, 即活性种. R-Mn·与R-M·性质相似均为活性种, 既可继续引发单体进行自由基聚合, 也可从休眠种R-Mn-X/R-M-X 上夺取卤原子, 自身变成休眠种, 从而在休眠种与活性种之间建立一个可逆平衡. 由此可见, A TRP 的基本原理其实是通过一个交替的"促活—失活"可逆反应使得体系中的游离基浓度处于极低, 迫使不可逆终止反应被降到最低程度, 从而实现"活性"/可控自由基聚合.编辑本段引发剂ATRP聚合体系的引发剂主要是卤代烷RX(X= Br ,Cl),苄基卤化物,α-溴代酯,α-卤代酮,α-卤代腈等,另外也有采用芳基磺酰氯、偶氮二异丁腈等。RX的主要作用是定量产生增长链。α-碳上具有诱导或共轭结构的RX,末端含有类似结构的大分子(大分子引发剂)也可以用来引发,形成相应的嵌段共聚物。另一方面,R的结构应尽量与增长链结构相似。卤素基团必须能快速且选择性地在增长链和转移金属之间交换。Br和Cl均可以采用,采用Br的聚合速率大于Cl。编辑本段ATRP的优缺点(一)ATRP的优点(1)适于ATRP的单体种类较多:大多数单体如甲基丙烯酸酯,丙烯酸酯,苯乙烯和电荷转移络合物等均可顺利的进行ATRP,并已成功制得了活性均聚物,嵌段和接枝共聚物. (2)可以合成梯度共聚物:例如Greszta等曾用活性差别较大的苯乙烯和丙烯腈,以混合一步法进行ATRP,在聚合初期活性较大的单体进入聚合物,随着反应的进行,活性较大的单体浓度下降,而活性较低的单体更多地进入聚合物链,这样就形成了共聚单体随时间的延长而呈梯度变化的梯度共聚物 (3)适用于众多工业聚合方法,如本体聚合,溶液聚合,和乳液聚合.(二)ATRP的缺点ATRP的最大缺点是过渡金属络合物在聚合过程中不消耗, 难以提纯,残留在聚合物中容易导致聚合物老化和其他副作用。欢迎分享,转载请注明来源:优选云