近日,我院廖赛虎教授团队在大宗通用聚合物的多样性修饰方面取得重要进展,相关成果以“Making Commodity Polymers SuFExable: A Versatile Platform by Bridging SuFEx Click Chemistry and Photo-Modification”为题发表于Angewandte Chemie International Edition (https://doi.org/10.1002/anie.3576616)。
在聚合物的设计、合成与应用中,一个核心挑战是:特定的实际应用要求特定的性能组合,而单一聚合物固有的性能局限往往制约了其应用范围。因此,对大宗通用聚合物主链进行后修饰与功能化,已成为赋予材料新性能的重要策略之一。然而,传统的聚合后修饰方法常存在反应效率低、官能团兼容性差、条件苛刻且易导致主链断裂等问题。针对上述问题,研究团队创新性地将六价硫氟交换(SuFEx)点击化学与光催化氢原子转移(PhotoHAT)方法相桥接,成功开发出了一种能用于大宗聚合物功能化和多样性修饰的通用新平台。可在温和光照的条件下,将具有SuFEx反应活性的磺酰氟基团(-SO2F)高效引入到聚醚(如PEG、PTHF)、聚酯(如PCL)和聚烯烃(如LDPE、PP)的主链上。

作为新一代点击化学,SuFEx反应具有硫中心亲核取代的专一反应性和高可靠性,且不依赖过渡金属催化剂。修饰后PEG和PE所引入的-SO2F基团,增加了原聚合物的可反应性位点,能够进一步在温和条件下与不同亲核试剂(如醇、酚、胺等)高效反应。通过该点击反应,还可以将药物分子(如依折麦布)、天然产物(如毛蕊异黄酮、雌酮)、聚集诱导发光(AIE)单元(如四苯乙烯)、光响应性基团(如偶氮苯)等精准偶联到PEG和PE等载体上。这一发现有望为通用高分子的定制升级、功能高分子库的构建以及生物医用材料的开发提供新的途径和启发。
该研究工作在我院廖赛虎教授的指导下完成,我院访问学者张勋博士和在读博士生言禧为本文共同第一作者。该工作得到国家自然科学基金(22371240, 22361132535, 52503004)、金龙鱼慈善公益基金、厦门大学南强A特聘教授启动基金、表界面化学全国重点实验室的经费支持,以及化学化工学院和高端电子化学品国家工程研究中心(重组)的分析测试平台的测试支持。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.3576616