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  大氣中CO2濃度的不斷攀升已經造成了日益嚴重的環境問題。作為一種豐富、廉價、無毒以及可再生的一碳資源，CO2在化學合成領域的利用是目前的研究熱點，利用CO2制備高分子材料更是引起了大家的廣泛關注。然而由于其較低的反應活性，只有極少量的CO2聚合反應被開發出來。目前被廣泛研究的是CO2和環氧單體的共聚反應，其他諸如CO2和二醇單體、CO2和二醇以及二鹵代物單體的三元共聚也相繼被報道。但CO2與炔類單體的聚合則鮮有報道，其制約因素可能是環化反應阻礙了聚合物鏈的增長。本工作中，作者則創新性地發展了基于炔類單體的新型CO2聚合反應，并制備了先進功能聚合物材料。

  近期，華南理工大學唐本忠院士團隊秦安軍教授等開發出基于炔類單體的新型CO2聚合反應。如圖1所示，作者建立了Ag2WO4催化的常壓下CO2和炔類單體以及二鹵代物單體的聚合。該聚合反應利用雙功能催化劑Ag2WO4進行催化，于80 oC反應12小時便可以高達95%的產率得到分子量高達31400的聚炔酯。

圖1. 鎢酸銀催化的基于炔類單體的新型CO2聚合反應

  基于聚炔酯主鏈上活化的炔基，作者利用他們發展的炔-胺點擊反應進行了后修飾。如圖2所示，聚炔酯和芐胺在80 oC的反應溫度很容易進行反應，以100%的接枝率得到區域和立構規整的聚烯胺酯。

圖2. 聚炔酯的氨基-炔點擊反應后修飾路線示意圖。

  此外，作者還利用該聚合反應制備低分子量的遙爪聚合物。如圖3所示，該遙爪聚合物仍然具有反應活性，可以作為大分子單體進一步和CO2以及二鹵代物單體聚合得到更高分子量的聚炔酯。

圖3. 遙爪聚合物的制備及其作為大分子單體的聚合示意圖。

  該聚合反應具有很好的官能團耐受性，可以將具有聚集誘導發光（AIE）特性的四苯基乙烯（TPE）、四苯基吡嗪（TPP）以及噻咯基元引入聚合物主鏈中得到同樣具有AIE特性的聚炔酯（圖4）。所制備的聚合物薄膜絕對熒光量子效率最高可達61%。另外，聚合物主鏈中由于含有大量酯基，在堿性條件下具有很好的降解性能，有望成為一類環境友好的新材料。

圖4. 聚炔酯類化合物的AIE性能

  相關結果發表在Macromolecules (2017, DOI: 10.1021/acs.macromol.7b02109)上。第一作者為博士生宋波。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.7b02109