华东理工大学材料科学与工程学院教授刘润辉课题组报道了N-羧基环内酸酐（NCA）快速可控聚合的新型催化策略，催化剂在聚合过程中能同时作用于单体和伯胺等反应物，加速聚合速度的同时，显著提高了聚合的可控性。10月29日，相关研究发表于《ACS中心科学》。
作为一类重要的生物材料，多肽聚合物可广泛应用于抗菌、药物与基因递送、组织工程等领域。伯胺引发NCA开环聚合是制备多肽聚合物的经典方法，具有原料来源广泛、结构多样等优点，但存在反应速率慢、对水分敏感、可控性差及难以合成高分子量多肽聚合物等问题。传统催化剂难以兼顾快速与可控聚合，且可能存在相互干扰从而降低催化效果的问题，迫切需要探索新的催化策略，以同时实现快速和可控的NCA聚合。
研究团队使用了一种市售的阳离子催化剂，能催化NCA单体快速合成分子量可控、分散性窄的多肽聚合物，将反应时间从数天缩短至几小时内，显著提高了聚合速度。此外，该催化策略适用多种聚合场景，对于不同类型的伯胺引发剂、多种NCA单体及不同的溶剂，均能实现快速、可控聚合。
研究团队介绍，阳离子催化剂具有优异的可回收性能，多次循环回收后仍具备高效的催化性能。阳离子催化策略展现出高效的催化活性和普适性，有望为聚合新催化剂的结构设计提供新思路。
单中心三功能阳离子催化剂实现NCA快速、可控开环聚合。图片由研究团队提供
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acscentsci.4c01346