近期，中國科學院長春應用化學研究所研究員陶友華團隊在陰離子結合催化聚合新方法等方面取得了系列新進展。相關研究成果發表于《自然—合成》（Nature Synthesis），并得到Nature Synthesis研究簡報（Research Briefing）的評述。
每一種高分子合成方法都會引發材料學家的研究熱潮，并推動高分子產業的發展，而傳統高分子合成方法仍有較多重要的科學問題尚待解決。陶友華團隊致力于高分子合成新方法及其用于合成氨基酸高分子的研究。
《中國科學報》獲悉，陶友華團隊提出了陰離子結合催化的活性陽離子聚合新方法，通過設計合成一系列新型硒代環磷酰胺的氫鍵供體，構建了溫和條件下針對大宗的富電子烯類單體的活性陽離子聚合，解決了傳統活性陽離子聚合體系環境欠友好的相關難題（如聚合溫度極低、反應需嚴格無水、聚合物金屬殘余等）。
據了解，陽離子聚合是高分子科學中重要的聚合方法之一，也是制備聚異丁烯或丁基橡膠等關鍵材料的重要的聚合方法。傳統的金屬路易斯酸催化調控的活性陽離子聚合面臨聚合條件苛刻、水氧耐受性差和殘留金屬污染等難題。
陶友華介紹，陰離子結合原本是超分子化學的概念，是指通過動態/可逆的非共價作用來穩定陰離子。團隊在前期研究中提出了“陰離子結合催化聚合”的策略來調控陰離子開環聚合，旨在通過動態可逆的陰離子結合作用，高效且特異性識別單體和聚合鏈末端，實現對聚合反應的高效與高選擇性調控。
此外，這種動態/可逆的陰離子結合作用，有助于不同種類的增長鏈末端的“切換”，實現了序列選擇性的四嵌段共聚物的高效合成。
上述系列研究將“陰離子結合催化聚合”的方法從氨基酸環狀單體推進到烯類單體，從而實現了“陰離子結合催化聚合”概念從陰離子聚合體系到陽離子聚合體系的飛躍。該方法將在當前的可持續塑料合成研究的熱潮中發揮重要作用，并能實現丁基橡膠、石油樹脂、高性能火箭推進劑等高分子材料的綠色合成。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s44160-022-00142-0
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