生物酶通過靈活運用協同催化、串聯催化機制，能夠在成分復雜的細胞質中精準調控生物大分子的一級結構，進而賦予其高效、專一功能。受此啟發，基于單一催化劑在不同條件下催化不同聚合反應的可切換聚合（Switchable Polymerization）是高分子合成化學的研究熱點。借助催化劑對光、電、化學刺激的響應性，可切換聚合策略使不同反應能夠彼此不受干擾地有序進行，從而精準、高效合成復雜結構高分子。一般地，可切換聚合包含兩種或者多種開環聚合反應類型，金屬-氧活性種在轉換過程中不發生變化，因此主要應用于合成聚碳酸酯-b-聚酯、聚碳酸酯-b-聚醚以及聚酯-b-聚醚等線形聚合物。
圖1. 基于鈷氧鍵/鈷碳鍵定量轉換的可切換聚合反應一鍋法合成復雜結構高分子
圖2. TEMPO官能化超支化環氧聚合物改性環氧樹脂
具體而言，利用(salen)CoIIICl催化GA的區域選擇性開環反應，CO的插入將鈷氧鍵中間體定量轉化為可自由基聚合的引發劑（inimer）。在可見光作用下，inimer發生鈷碳鍵的均裂反應生成含有丙烯酸酯結構基元的雙功能羰基自由基。雙功能羰基自由基引發GA的可控自由基聚合，且作為支化位點參與反應，生成分子量分布較窄的超支化環氧化合物。利用可見光的“開/關”作用精準控制超支化鏈的增長過程，進而調控超支化環氧化合物的相對分子質量和支化度。在雙酚F型環氧樹脂（DGEBF, YDF-170）中，僅添加4 wt %的超支化環氧化合物就使環氧樹脂固化物的沖擊強度從1.92kJ/m2提高至2.35kJ/m2、玻璃化溫度從66℃升高至87℃。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-37334-x
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