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聚硫酯通常兼具可降解性和优异的力学与光学性能,因此受到广泛关注。近年来,硫内酯(thiolactone)的开环聚合已经逐渐发展成为制备聚硫酯的有效策略之一。然而,由于末端巯基负离子的高亲核性和硫酯键的动态性,聚合过程中极易发生链转移。因此,合成聚硫酯并精准控制其分子量及其分布、拓扑结构、立构规整性等,仍然极具挑战。

相比之下,硫羰基内酯(thionolactone)的阴离子开环聚合经历S/O异构化,得到的聚硫酯含有硫代羧酸根末端,其亲核性大幅减弱,一定程度上能够抑制链转移反应。然而,由于硫原子的引入,金属类催化剂活性降低甚至完全失活;现有的有机催化体系无法实现精准可控聚合;基于阴离子开环聚合的手性聚硫酯合成案例也较少。近期,中国科学技术大学的胡进明教授和陈殿峰教授课题组合作设计了一种新型的联萘骨架硫羰基己内酯单体,实现了手性芳基聚硫酯的可控制备。

在条件优化过程中,作者发现:引发体系是影响开环聚合可控性的关键因素。基于此,作者设计并合成了一种四丁基2-萘硫代甲酸铵引发剂,可以在室温条件下实现上述单体的快速、可控聚合,并具有如下特色:(1)100%的S/O异构化选择性,得到主链不含碳–硫双键的聚硫酯;(2)ω-封端基团的定制化与多样化;(3)“单体→聚合物”的100%手性保持,首次实现了轴手性聚硫酯的合成,同时进一步探索了聚合物手性组分构成与宏观光学活性之间的联系。

综上所述,胡进明教授和陈殿峰教授课题组合作设计了新型的联萘骨架轴手性硫羰基己内酯单体,以四丁基2-萘硫代甲酸铵为引发剂,实现了基于S/O异构化的阴离子开环聚合,为手性聚硫酯的高效合成提供了一种简便且实用的方法。
论文信息
Monomer Design Enables Mechanistic Mapping of Anionic Ring-Opening Polymerization of Aromatic Thionolactones
Shaoqiu Zheng, Dr. Shu-Sen Chen, Dr. Yang-Yang Li Minjian Liao, Xuhui Liang, Ke Li, Prof. Xiaopeng Li, Prof. Jinming Hu, Prof. Dian-Feng Chen
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202500581

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