????清源創新實驗室電子專用化學品科研團隊首次構建了一系列具有分子間氫鍵相互作用的深共晶溶劑(DES)作為催化劑和介質，用于可逆絡合介導聚合(RCMP)，在水相和油相體系中均可獲得單體轉化率高、分散分子量窄的甲基丙烯酸酯類聚合物。深入探討了RCMP的機理和基元反應，同時通過密度泛函理論計算，發現DES在RCMP中具有相當大的潛力，有望作為一種新型綠色介質應用于其他可控自由基聚合。該研究工作以“Controlling reversible complexation-mediated polymerization (RCMP) via deep eutectic solvents: fast kinetics, narrow molecular weight distribution and mechanistic insights （通過低共熔溶劑控制可逆絡合介導聚合RCMP: 快速動力學，窄分子量分布及機理視角）”為題，發表在一區期刊《Science China Chemistry》（IF=10.4）上。
近年來，可逆失活自由基聚合(RDRP)因其條件多樣、操作簡單、空間可控等優點而受到廣泛關注，是一種生產窄分子量可控聚合物的理想方法，具有廣闊的應用前景。分子量分布對聚合物至關重要，可以決定聚合物的最終性能和應用。隨著分子量分布的縮小，聚合物的熱、機械、流動改性和結晶性能等一系列性能都得到了顯著改善。探索新的綠色聚合途徑，有效合成聚合物，對高分子材料的發展具有重要意義。通常使用的光催化劑面臨價格昂貴，難溶于聚合體系導致轉化效率低等挑戰，開發綠色高效的溶劑催化體系將提供另一種新型聚合模式，從而促進在實際應用中的潛力。
因此利用一系列低共熔溶劑，建立了一種新的無光催化劑可逆絡合介導聚合(RCMP)體系，并對氫鍵驅動可逆絡合介導聚合(RCMP)的新型聚合機理進行了深入研究，該工作首次介紹了以低共熔溶劑為介質和催化劑，光驅動可逆絡合介導聚合(RCMP)的機理，制備了具有低分散性和可控分子量分布的聚合物。研究發現，HBA和HBD之間的分子間氫鍵通過調節DES與碘的絡合可以提高聚合速率，時空聯合可以很好地控制聚合過程。DFT計算揭示了DES體系中RCMP的潛在機制，確定了DES存在下RCMP的基元反應步驟，這也進一步證實了降低能壘有助于提高聚合活性。結果表明，DES分子間氫鍵的特征改變了電荷分布，進而提升了聚合性能，闡明了DES與聚合性能之間的結構-功能關系。在DES體系中光驅動RCMP促進了可控自由基聚合的發展，新型綠色溶劑聚合提升了可逆失活自由基聚合應用的潛力。
(a) DES(ChCl-Gly)中RCMP反應的自由能譜。(b)用Multiwfn生成的ChCl-Gly靜電勢(ESP)的彩色映射等值線圖。(c)通過DFT計算優化配合物的結構。(d)聚合體系的ChCl-Gly紫外-可見光吸收光譜
該論文第一作者為清源創新實驗室電子專用化學品科研團隊成員、福州大學化工學院博士生付欣，共同一作為清源創新實驗室助理研究員盧振，通訊作者為清源創新實驗室電子專用化學品科研團隊負責人、福州大學化工學院侯琳熙教授以及上海交通大學羅正鴻教授。該工作得到國家自然科學基金、清源創新實驗室重點項目、福建省自然科學基金及中國博士后科學基金的資助。
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