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  近日，華東理工大學材料學院劉潤輝教授課題組在N-羧基環內酸酐（NCA）開環聚合方法研究方面取得突破性成果，Nature Communications以“Lithium hexamethyldisilazide initiated superfast ring opening polymerization of alpha-amino acid N-carboxyanhydrides”為題在線發表相關工作。

  聚氨基酸（聚肽）類材料具有優異的生物相容性、生物活性和可降解性，已廣泛應用于藥物和基因遞送、組織工程、多肽模擬、抗菌等眾多領域。在過去的一個多世紀中，國際上多個課題組先后報道了多種引發聚合方法，其中伯胺引發NCA聚合是至今應用最為廣泛的方法。但是，這種NCA聚合方法反應速度慢（通常需要2-3天的時間完成），且難以制備較大分子量的聚肽。同時，由于NCA單體穩定性一般較差，長時間反應可能導致副反應產生。更加突出的缺點是，NCA聚合對水分高度敏感，聚合反應一般在手套箱內惰性氣體保護下操作進行，限制了平行制備聚肽分子庫和大規模合成的應用。嚴格的無水（甚至有些NCA聚合方法需要嚴格無氧）操作、干燥溶劑和需要手套箱設備，這些要求大大限制了很多非有機合成背景研究人員開展聚肽制備和應用研究。

  劉潤輝教授課題組致力于解決上述NCA聚合核心問題和挑戰，建立了Lithium Hexamethyldisilazide（LiHMDS）引發的快速NCA開環聚合，聚合反應在幾分鐘到幾小時即可完成。尤其是，這一聚合方法無需手套箱，可以在普通環境條件下的敞口容器中順利進行，并制備具有可控二級結構、大分子量(poly-BLG, 1294-mer, Mw=283400 g/mol)、窄分子量分布（?=1.08?1.28）的聚肽。機理研究表明，LiHMDS引發NCA聚合為陰離子開環活性聚合，通過拔除NCA環上3-NH活潑氫從而獲得NCA負離子引發聚合反應。該活性聚合可以方便地實現NCA均聚、混聚、嵌段聚合，以及所制備聚肽的兩端（C端和N端）官能化。這一簡單和快速NCA聚合方法突破了傳統NCA聚合對手套箱設備的依賴和對溶劑及有機合成技術的要求，可幫助更多非合成背景研究人員制備聚肽并開展各種相關活性和應用研究。這一NCA聚合方法同樣適用于平行大量制備聚肽分子庫和高通量相關活性、功能篩選研究。

  博士研究生武月銘是該成果的第一作者，劉潤輝教授是單一通訊作者，華東理工大學是唯一作者單位。該研究得到了國家自然科學基金委、科技部等基金的資助。

  論文鏈接: https://www.nature.com/articles/s41467-018-07711-y