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PNAS：廈大夏海平團(tuán)隊(duì)合成了一系列主鏈含金屬鋨的共軛高分子（聚碳龍）
來源：廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 2022-07-18
導(dǎo)讀：廈門大學(xué)夏海平教授團(tuán)隊(duì)利用原創(chuàng)的MTP反應(yīng)合成了一系列主鏈含金屬鋨的共軛高分子（聚碳龍），相關(guān)成果以“Conjugated polymers based on metalla-aromatic building blocks” 為題在線發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS, 2022, 119, e2203701119）。
結(jié)構(gòu)基元是決定材料性質(zhì)和功能至關(guān)重要的基因。目前，構(gòu)筑共軛高分子的結(jié)構(gòu)基元主要是芳香環(huán)（如苯、噻吩、吡咯、苯胺、呋喃等）和不飽和三鍵或雙鍵。金屬雜芳香基元是一類新穎的結(jié)構(gòu)基元，不僅具有獨(dú)特的光、聲、電、磁、熱等物理特性，而且反應(yīng)性豐富、易衍生化。將其引入到共軛高分子中，通過結(jié)構(gòu)基元層次上的突破，有望獲得一類全新的功能材料。同時(shí)，新結(jié)構(gòu)基元的引入將為共軛高分子的設(shè)計(jì)、合成與性能研究提供全新素材。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，碳龍化學(xué)團(tuán)隊(duì)將一類自己原創(chuàng)的炔烴-卡拜高效加成反應(yīng)（Nat. Commun. 2020, 11, 4651；Adv. Mater. 2021, 33, 2101279）發(fā)展成為一類新聚合反應(yīng)。這類關(guān)于碳-碳三鍵與金屬-碳三鍵之間的聚合反應(yīng)在本文首次提出，并被命名為“Metal-involved Triple Bond Polymerization”，簡稱MTP反應(yīng)。該聚合具有反應(yīng)高效單一、官能團(tuán)容忍性好、區(qū)域和立體選擇性高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。更為重要的是，利用MTP反應(yīng)，可將金屬雜芳香結(jié)構(gòu)基元（碳龍骨架）引入到共軛高分子主鏈中，從而構(gòu)筑一類主鏈含過渡金屬的共軛高分子（命名為：聚碳龍）。這類具有dπ-pπ芳香共軛特征的聚合物穩(wěn)定性好、兼具溶解性和加工性，具有強(qiáng)而寬的吸收光譜，是一類全新的光能轉(zhuǎn)化新材料。該工作是在夏海平教授指導(dǎo)下完成的，廈門大學(xué)為第一署名單位，廈門大學(xué)能源化學(xué)專業(yè)2016級已畢業(yè)博士陳仕焰為論文第一作者，碩士生彭麗霞，已畢業(yè)碩士生劉亞南、高翔、張穎、翟正昊，已畢業(yè)博士唐淳共同參與了該工作，楊柳林副教授、吳偉泰教授、何旭敏教授及南方科技大學(xué)劉柳副教授、何鳳教授等對研究工作給予了大力支持。該工作得到國家自然科學(xué)基金(21931002、92156021、21971216)，深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)基金(JCYJ20200109140812302)，廣東省催化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金(2020B121201002)，及中國博士后科學(xué)基金（2021M701567）等項(xiàng)目資助。
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