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  含有四元雜環結構的聚合物因其特殊的環張力結構和富雜原子的骨架特征，可以展現出簇發光、刺激響應性質等獨特的性質，然而這類聚合物所面臨的合成困難和結構穩定性差等問題卻成為了制約其發展的瓶頸。現代科技的快速發展給高分子結構和性能的多樣性提出了迫切需求，而新結構的開發在很大程度上依賴于新反應和新方法的發展。在眾多聚合反應中，通過三種或以上原料在一鍋反應中生成單一產物的多組分反應，具有原料簡單、操作便捷、條件溫和、環境友好、反應高效、產物結構多樣等優勢，由多組分有機反應衍生而來的多組分聚合（Multicomponent polymerization, MCP）可以通過簡單的操作步驟合成結構復雜且多樣的聚合產物，是高效構筑多功能高分子庫的有力手段。

  2018年，香港科技大學唐本忠院士團隊曾開發出一種簡易的室溫一鍋法多組分聚合路線，通過銅催化的二炔、二磺酰疊氮和碳二亞胺單體的室溫聚合，高效制備出一系列含有富雜原子氮雜環丁烷結構的聚合物材料，其主鏈中的氮雜四元環結構可以快速高效地發生酸介導的開環反應，以高達100%的轉化率產生具有酰胺和脒基元全新結構的聚合物。（Ting Han, Haiqin Deng, Jacky W Y Lam, Ben Zhong Tang, et al. J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 5588）。遺憾的是，由于碳二酰亞胺結構的特殊性不易將其開發成更多易于修飾的雙官能度單體，因此不能充分發揮多組分聚合單體組合形式多樣的優勢，限制了聚合產物結構的多樣性以及更多新性能的探索和開發。

  近期，該團隊進一步利用多組分聚合中單體組合多樣性的優勢，將碳二亞胺單體替換成希夫堿，通過聚合反應條件優化等方式合成了一系列結構多樣的多取代四元氮雜環聚合物（圖1），通過改變希夫堿結構中兩個取代基的種類可以便捷地調控該反應的立構選擇性。

圖1. 多組分聚合反應路線示意圖及文章亮點總結 

該工作要點包括：

  （2）所得產物的氮雜環丁烷衍生結構在48小時過量的鹽酸或氫氧化鉀溶液處理下均未出現開環現象，表現出較高的化學穩定性。作者通過DFT計算探究了其相應的構效關系。

  （3）含有四苯基乙烯單元的聚合產物表現出強烈的聚集誘導發光特性。利用這一特性，該團隊探索了其在熒光探針領域的潛在應用，并在檢測Pd²⁺和Cr(VI)中表現出高選擇性和靈敏度。

  該工作充分體現了多組分聚合反應在高分子主鏈結構調控方面的優勢，呈現出簡單便捷的合成特點，實現了多樣性導向合成。該策略將促進多組分聚合反應的持續發展，極大地拓展了四元雜環聚合物的結構多樣性，為設計、修飾和應用多樣化的功能聚合物材料提供了借鑒。

  以上工作以“Diversity-Oriented Synthesis of Functional Polymers with Multisubstituted Small Heterocycles by Facile Stereoselective Multicomponent Polymerizations”為題，近期發表在《Macromolecules》上。文章第一作者為香港科技大學博士生王欣楠，通訊作者為深圳大學AIE研究中心助理教授韓婷、香港科技大學林榮業教授和香港中文大學（深圳）唐本忠院士。

  文章信息：Xinnan Wang, Ting Han,* Junyi Gong, Parvej Alam, Haoke Zhang, Jacky W. Y. Lam,* Ben Zhong Tang*, Diversity-Oriented Synthesis of Functional Polymers with Multisubstituted Small Heterocycles by Facile Stereoselective Multicomponent Polymerizations, Macromolecules 2022。

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c00319