協會成員動態：復旦大學高分子科學系
潘翔城課題組在氧氣引發和調控的可控自由基聚合體系研究方面
取得新進展

　　活性聚合（living polymerization）最早于1956年由Szwarc提出，在短短幾十年的時間里，活性聚合迅猛發展，尤其是活性/可控自由基聚合迅速成為高分子合成領域的研究前沿。然而在自由基聚合反應中，氧氣是一個有效的自由基淬滅種，故而自由基聚合反應需要在無氧條件下進行。目前清除氧的方法主要有：向體系中通氮氣、冷凍抽排等、或使用化學試劑將氧氣消耗或進行轉化（[1] Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55 (14), 4500-4503. [2] Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56 (44), 13852-13856.），這些瓶頸限制了可控自由基聚合反應在各個領域的發展和工業上的大規模應用。
　　為解決氧氣抑制自由基聚合反應，潘翔城課題組提出使用氧氣引發并調控自由基反應，借助烷基硼在氧氣下自氧化產生乙基自由基為核心機理，使用RAFT鏈轉移劑（CTA）實現活性自由基聚合，無需任何脫氧工藝，可在室溫并完全暴露在空氣的環境下，短時間（15分鐘）內使聚合反應完成，獲得的聚合物與理論分子量吻合，并具有較窄的分子量分布。
　　因反應不用做任何前處理，在96孔板中便可實現高通量對反應條件的篩選，對CTA的不同結構和單體進行排列組合，發現最適合的聚合反應條件。進一步地可以使用高通量合成技術在一小時中即可實現對數十種聚合物（均聚物、共聚物和嵌段聚合物）的高效可控合成。
　　該反應并首次實現使用氧氣作為外界調控手段，可對聚合反應進行開關。在完全氮氣保護下的反應，沒有聚合反應的發生；一旦通入氧氣，聚合反應則啟動。利用在氧氣環境下，易于產生自由基這一特性，同時還開發了一種方便快捷的“聚合物涂寫”技術，該項研究為開拓新的聚合方法提供了一條溫和、快速、高效的途徑。
　　以上研究結果近期發表于化學領域權威期刊《德國應化》（Angew. Chem.）上。詳情請見：Oxygen initiated and regulated controlled radical polymerization under ambient conditions Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201805212 

    （摘自復旦大學高分子科學系）