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  自切換聚合是一種簡單而有效合成序列可控共聚物的方法。只需把原料簡單混合在一起，經一系列反應后即可得到結構明確的嵌段共聚物，從而有效避免了繁瑣的中間過程如純化和氣體保護/脫保護等。目前，自切換聚合僅適用于三組份混合體系，合成得到的共聚物主要為兩嵌段或三嵌段。

圖1.特定嵌段數量、序列可控多嵌段共聚物的一步合成。

  近期，重慶理工大學夏小超博士/北海道大學佐藤敏文教授、磯野拓也副教授課題組系統地研究了共聚單體的競聚率，得到了不同環狀酸酐、環酯和環氧化物之間反應活性梯度，并提出將環狀酸酐/環氧化物的競爭共聚反應與環狀酸酐/環氧化物/環酯的自切換聚合完美結合，發展了一系列多組份自切換聚合反應，按照復雜程度的不同可分為三元、四元、五元、甚至六元體系。通過組份的合理設計，實現了具有特定嵌段數量和序列可控多嵌段共聚物的一步簡單合成，嵌段數量可以在2到11之間靈活控制（圖1）。

  與線性多嵌段共聚物相比，核-殼多嵌段共聚物具有大量功能末端基、低粘度和高溶解性等優勢，受到國內外研究者的廣泛關注。該研究通過引入高活性功能環狀酸酐，從多組份體系出發，一步連續地合成了一系列具有特定嵌段數量的核-殼多嵌段共聚物（圖2）。這項研究突破了核-殼多嵌段共聚物依賴多步合成法的局限，為復雜結構共聚物合成提供了簡單而有效的方法。該工作以“One-step synthesis of sequence-controlled multiblock polymers with up to 11 segments from monomer mixture” 為題發表在《自然·通訊》上（Nat Commun 2022, 13, 163）

圖2. 特定嵌段數量的核-殼多嵌段共聚物的一步合成

  該自切換聚合體系采用堿金屬羧酸鹽作為新型自切換催化劑。這類小分子具有結構簡單、價格低廉、容易制備、穩定且低毒等優點，其中最具代表性的醋酸鈉是一種被廣泛應用的商業食品添加劑，堿金屬羧酸鹽催化性能和自切換聚合機理的相關工作已發表在《ACS catalysis》上（ACS Catalysis, 2021, 11(10): 5999-6009）。因此，該體系的開發為復雜序列可控共聚物的合成提供了有效手段，有望實現嵌段共聚物高性能化、低成本化的工業合成。重慶理工講師/北海道大學博士后夏小超是文章的第一作者，夏小超、北海道大學佐藤敏文教授、磯野拓也副教授為共同通訊作者。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27830-3#citeas

  下載：One-step synthesis of sequence-controlled multiblock polymers with up to 11 segments from monomer mixture