羰基硫（COS）是大氣硫循環中含量最多的含硫化合物。COS與環氧化物共聚制備聚硫代碳酸酯，優于采用光氣或二硫醇的縮聚或開環聚合路線。張興宏副教授研究團隊近期采用水楊醛亞胺金屬鉻絡合物（SalenCrCl）/季銨鹽（和胍胺）二元催化體系，成功催化了COS和氧雜環丁烷（OX）的共聚反應，得到100%全交替結構的半結晶性聚硫代碳酸酯（PTMMTC）。研究發現了即使在100-120 oC的較高溫度下反應，也未觀察到氧硫交換現象，從而保證了100%生成單硫代碳酸酯鏈節；同時僅有少量的環狀副產物生成，表明該共聚反應具有優異的共聚物選擇性。PTMMTC具有與高密度聚乙烯（HDPE）相似的結晶性能，如具有球晶結構，熔點達127.5 oC，估算結晶度達71%。由于PTMMTC不含手性中心，推測是引入硫原子和高度區域選擇性反應導致共聚物結晶。在半晶C1基共聚物的合成研究方面，我們獲得了一條區別于手性催化策略的新途徑。值得關注的是，PTMMTC的熔點比其熱分解溫度低100 oC以上，因而具有較合適的加工溫度窗口，有利于采用現有的聚乙烯加工設備和工藝。實際上，上述催化劑也能高效催化COS與廉價的環氧乙烷共聚，得到熔點達100oC以上的半晶共聚物。因COS為工業脫硫的副產物，來源廣泛，這一體系具有工業化應用的前景。
本研究是張興宏老師研究小組和德州農工大學Darensbourg教授小組合作完成的。羅銘博士在Darensbourg小組訪問期間發現本體共聚產物為固體的現象。2015年底碩士生吳海林和博士生楊嘉良開始系統研究該共聚體系。經過近一年研究，所得結果在Macromolecules上在線發表。 題目： Poly(trimethylene monothiocarbonate) from the Alternating Copolymerization of COS and Oxetane: A Semicrystalline Copolymer
作者：Hai-Lin Wu, Jia-Liang Yang, Ming Luo, Rui-Yang Wang, Jun-Ting Xu, Bin-Yang Du, Xing-Hong Zhang,* and Donald J. Darensbourg*
論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.macromol.6b02285