第一作者：王兆旭和陈艺夫通信联系人：宛新华，叶曦翀单位：北京大学
北京大学宛新华教授课题组综述了聚合物添加剂在手性化合物结晶拆分中的研究进展，重点介绍了“量身定制”聚合物通过选择性抑制晶体生长面实现高效立体拆分的机制与策略。作者总结了均聚物、嵌段共聚物、聚合物组装体、多糖衍生物等多类结构功能聚合物的设计思路及其在优先结晶、逆向结晶等过程中的作用规律，并结合分子识别、主链螺旋结构匹配等方面的前沿成果，提出了未来基于天然高分子与人工智能辅助聚合物设计的发展方向。
结晶拆分作为制备单一对映体的重要手段，在药物、农药等领域中具有关键地位。在传统“优先结晶”策略的基础上，研究人员进一步提出“逆向结晶”概念，即引入与目标分子立体选择性匹配的可溶性添加剂，有效抑制一种构型对映体的晶体生长，使另一构型优先生成，从而实现动力学控制下的拆分(图1)。
图1逆向结晶中“量身定制”添加剂选择性抑制晶面生长的机制图示
在均聚物添加剂方面，作者总结了含氨基酸残基聚合物在极低添加量(如0.1%)下实现对外消旋氨基酸的优异拆分效果(图2)，并指出聚合物分子量及结构决定其抑制性能与可回收性之间的权衡。为了实现高效可逆的添加剂回收，团队还开发了热响应型可沉淀聚合物及“即插即用”非共价组装策略，显著简化了功能聚合物筛选流程(图3)。
图2含氨基酸残基的聚合物添加剂化学结构
图3传统合成路径与“即插即用”型聚合物构建策略对比图
在嵌段共聚物领域，双亲水嵌段共聚物展现了通过pH调控聚合物构象(如α-螺旋)进而影响手性晶体形貌与对映体拆分的可能(图4)，提示聚合物构象与结晶行为之间存在强关联。
图4具有不同侧基结构的双亲水嵌段共聚物结构示意图
作者进一步提出利用聚合物组装体作为纳米拆分剂的新概念（图5）。通过构建自组装体系并引入染料，添加剂在抑制一种构型对映体同时实现富集另一构型，进而诱导其结晶并赋予颜色或荧光响应，实现对两种对映体的可视区分。随后，团队进一步发展出磁性纳米拆分剂，通过磁响应手段实现两种对映体的空间分离和高纯度提取，晶体产率高达95%，几乎实现完全拆分。
图5 “自警报”型聚合物纳米拆分剂参与的结晶拆分示意图
在天然多糖衍生物方面，研究发现纤维素、透明质酸、琼脂糖等天然螺旋高分子可通过其三维手性微环境与特定晶面匹配，实现优异的拆分性能。作者首次利用醋酸纤维素对外消旋尼莫地平实现ee值97%的高效拆分（图6），并提出“螺旋模式匹配”识别机制。
图6醋酸纤维素选择性抑制S-尼莫地平晶体生长的机制图
本文提出多种功能型聚合物添加剂设计策略与作用机制，为高效拆分对映体提供了新思路。作者指出，未来应重点突破三个方面：1、明确添加剂-晶面之间的构效关系，实现可预测的结构设计；2、构建高通量筛选平台加速功能聚合物开发；3、结合机器学习与大数据构建拆分性能预测模型，实现功能高分子添加剂的逆向设计。
上述工作即将以综述形式在《高分子学报》印刷出版。王兆旭和陈艺夫博士是该论文的共同第一作者，通信联系人为北京大学宛新华教授和西安交通大学叶曦翀副教授。
引用本文：王兆旭, 陈艺夫, 李婧, 陶艺, 刘应泽, 叶曦翀, 宛新华 .
聚合物添加剂调控手性化合物结晶拆分的研究进展.
高分子学报, doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25034
Wang, Z. X.; Chen, Y. F.; Li, J.; Tao, Y.; Liu, Y. Z.; Ye, X. C.; Wan, X. H. .Progress in the crystallization resolution of chiral compounds aided by polymeric additives.
Acta Polymerica Sinica, doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25034CSTR: 32057.14.GFZXB.2024.7390
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