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  建立條件溫和、便捷高效、高選擇性和原子經濟的新型聚合反應，并制備新型功能高分子材料，是高分子合成化學發展的核心。含氮雜環聚合物通常具有獨特的光電、力學與生物等性能，因而被廣泛應用于光電材料、化學傳感、生物成像與診斷等諸多高新技術領域。

  基于異腈的多組分聚合具有單體易得、反應條件溫和、聚合物結構可控、原子經濟性高等優點，在高分子合成化學領域引起了廣泛關注。近年來，華南理工大學唐本忠院士團隊秦安軍教授基于異腈單體，發展了一系列高效、溫和的新型聚合反應，制備得到一系列功能聚合物(Macromolecules 2017, 50, 8554–8561；Macromolecules 2021, 54, 4112–4119)。

  通過多組分環化聚合反應，雙官能度的異腈單體可以參與無金屬催化的一鍋反應，從而制備出具有天然生物活性和生物相容性的新型雜環聚合物。但是，基于異腈單體開發高效的聚合反應目前仍存在反應單一、單體有限、聚合物分子量低以及各種副反應導致的結構缺陷等許多挑戰。

  基于上述背景，華南理工大學唐本忠院士團隊秦安軍教授等近期發展了無需催化劑的異腈、異氰酸酯和酯炔單體的多組分環化聚合反應，一鍋法高產率(高達85%)制備得到了高分子量(Mw高達29000)、高熱穩定性、溶解性及成膜性良好的含氮雜環聚合物(圖1)。

圖1 異腈、異氰酸酯與酯炔單體的聚合反應

  該聚合反應具有良好的單體適應性，脂肪族和芳香族異腈單體均可很好地進行反應。通過旋涂法制備的聚合物薄膜，在632.8 nm波長范圍內的折光指數(RI)可達1.71 (如圖2)，遠高于傳統高分子材料，在光學器件領域具有巨大的應用潛力。

圖2 聚合物薄膜的折光指數隨波長變化的曲線

  相關結果以“Multicomponent Polymerization of Alkynes, Isocyanides, and Isocyanates toward Heterocyclic Polymers”為題發表于Macromolecules（DOI：10.1021/acs.macromol.1c00556）上。論文作者為華南理工大學王曉蘅碩士，通訊作者為華南理工大學秦安軍教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.1c00556