Green Carbon 青年编委成立大会暨2023青年绿碳科学大会于11月11-12日在青岛召开。吉林大学教授、国家级高层次人才、国家优秀青年学者吴宗铨教授应邀出席，并作了题为“螺旋高分子可控合成及手性功能”的精彩报告。
螺旋高分子可控合成及手性功能
单手性螺旋聚合物可控合成
在高分子领域内，除了聚合物的一级结构外，更复杂的二三级结构同样对聚合物的性能产生重要影响。螺旋是生物大分子最为重要的二级结构，受天然大分子的螺旋结构与功能的启发，人工合成螺旋高分子引起人们广泛关注。旋光活性的螺旋高分子在手性分离、不对称催化、立体显示等高技术领域都具有重要研究价值和广泛应用前景。
螺旋高分子的旋向控制是产生旋光活性和实现手性功能的重要途经，吴宗铨教授在报告中指出，目前通过手性单体的不对称聚合制备获得螺旋高分子的方法，普遍存在单体来源有限、聚合选择性差等问题。因此，如何利用非手性单体的不对称活性聚合制备单一旋向螺旋高分子是手性高分子领域亟需解决的关键科学问题之一。
为了实现这一目标，吴宗铨教授团队提出了创制高选择性手性催化剂的关键研究思路。通过首次设计合成结构简单、选择性较高的新型炔钯催化剂，实现了非手性异腈、重氮等单体的不对称活性聚合，实现了一系列单一旋向螺旋高分子的可控合成。新型炔钯催化剂具有很高的反应普适性，而且合成的单手性螺旋高分子具有分子量可控、单一旋向、结构稳定等优点，新材料的耐腐蚀性、介电性等诸多性能甚至都可与“塑料王”聚四氟乙烯相媲美。
螺旋聚合物诱导可控自组装
目前功能超分子组装体一般是通过动态的可逆非共价键相结合，相互作用较弱，而且功能高分子自身具有结构复杂、多分散性等特点，导致手性功能超分子组装体的结构难以精准构筑。吴宗铨教授团队发现螺旋聚异腈具有非常有趣的旋向驱动的自分类和凝胶自识别性质。因此，通过连续活性共聚合，成功将聚噻吩和聚苯乙炔组装到功能超分子聚异腈端基上，实现了一系列功能性手性超分子螺旋组装体的精准构筑，实现了超分子螺旋组装体的可控尺寸和均一分布的精确控制，并诱导非手性的功能嵌段发射出高不对称因子、可控偏振方向的圆偏振白光。
螺旋聚合物催化不对称反应
创制可循环利用的高活性、高选择性手性催化剂是化学领域的一大难题。基于螺旋聚异腈的刚性结构、螺旋手性和高分子量等特点，吴宗铨教授团队通过在螺旋聚异腈上引入不同的催化基团，创制了高选择性、高活性、可循环利用的系列手性聚异腈催化剂，实现了螺旋诱导的高对映选择性小分子的不对称催化，并且这种手性催化剂对诸多反应类型和反应底物都有较高的普适性。
吴宗铨教授在报告的最后特别讲述，令他欣慰的是，研究团队所创制的新型炔钯催化剂已被国内外诸多研究团队所认可，并以此为基础衍生出了更多优秀的研究工作，共同推动了手性螺旋聚合物的发展。
专家简介
吴宗铨 教授
吴宗铨，吉林大学教授，国家级高层次人才、国家优秀青年学者。2001年毕业于安徽师范大学化学与材料科学学院，随后在中国科学院上海有机化学研究所攻读研究生，并于2006年获得有机化学博士学位，导师：黎占亭研究员；2006年10月-2010年11月先后在日本名古屋大学和美国德克萨斯大学奥斯汀分校开展博士后工作。2011年1月起聘任为合肥工业大学教授、博士生导师，2022年1月加入吉林大学化学学院，超分子结构与材料国家重点实验室。近年来主要从事螺旋高分子精准合成和可控自组装的研究工作，在 Acc. Chem. Res., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Macromolecules 等期刊上发表学术论文100余篇，授权发明专利5件。
原文链接
吴宗铨教授与Green Carbon｜螺旋高分子可控合成及手性功能
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