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  O₂作為大氣中的重要組成成分，在生物體的呼吸作用、新陳代謝等方面發揮著至關重要的作用。目前，O₂已經被人類廣泛應用于冶煉工藝、國防工業、醫療保健等方面。同時，O₂也會帶來一些危害，例如金屬腐蝕、高分子材料老化、食物腐爛等。因此，合理恰當地利用O₂使其造福人類意義重大。

在化學合成領域，O₂通常由于其氧化特征，在反應過程中必須完全排除。與此同時，O₂因為豐富、廉價、無毒、環保的特性，被越來越多用作化學合成中的綠色氧化劑。近年來已有多種多樣O₂參與的有機反應報道，但O₂還沒有作為聚合單體應用于高分子合成領域。本工作中，作者創新性地將O₂作為一種重要聚合單體，發展了其與炔類單體的新型聚合反應，并制備了功能化聚呋喃材料。

  近期，華南理工大學唐本忠院士團隊秦安軍教授等在三鍵單體聚合領域取得新進展：首次建立了O₂參與的炔類單體的新型聚合反應。如圖1所示，作者建立了Pd(OAc)₂催化的常壓下O₂和內炔單體的聚合。該聚合反應采用N,N-二甲基乙酰胺和全氟萘烷的雙溶劑體系，于70 ℃反應8小時便可以高達85%的產率得到分子量高達14900的聚呋喃。

圖1. 醋酸鈀催化的O₂和炔類單體的新型聚合反應

制備得到聚呋喃具有良好的溶解性和熱穩定性。基于呋喃基團的富電子特性，聚呋喃可應用于缺電性爆炸物，例如苦味酸（PA）的靈敏檢測。如圖2所示，聚合物的發光強度隨PA濃度成指數關系而非線性關系變化，表現出超放大猝滅效應。

圖2. 聚呋喃爆炸物PA檢測示意圖。

此外，該聚合反應具有很好的官能團耐受性，可將芴、咔唑、吡嗪以及四苯基乙烯基團引入聚合物主鏈得到了共軛聚呋喃。如圖3所示，由于共軛聚呋喃具有獨特的D–π–D或D–π–A共軛結構單元，因此均具有很大的雙光子吸收截面，最高可達1570 GM，有望應用于光電以及生物等領域。

圖3. 共軛聚呋喃的雙光子吸收截面測試及隨測試波長變化的示意圖。

相關結果發表在Macromolecules (2018, DOI: 10.1021/acs.macromol.8b01293)上。第一作者為博士生宋波。

“綠色單體”是一類豐富、廉價、無毒、可再生的聚合單體，包括日常生活中的水（H₂O），氧氣（O₂），二氧化碳（CO₂），氮氣（N₂）以及其他易得天然有機化合物。目前，唐本忠院士團隊秦安軍教授等已經成功開發出H₂O，O₂和CO₂參與的基于三鍵單體的新型聚合反應（Macromolecules, 2017, 50, 8554–8561; Macromolecules, 2018, 51, 42–48）。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.macromol.8b01293