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  聚酯是人們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在的聚合物。其中，半芳香性聚酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），全球年產(chǎn)量超2億噸，廣泛應(yīng)用于纖維、吹塑瓶和包裝材料；脂肪族聚酯如聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBAT）由于具有較好的可降解性能和生物相容性，被廣泛應(yīng)用于可降解塑料和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備中，年產(chǎn)量均在百萬噸以上。目前工業(yè)上主要采用的是二元酸（或二酯）與二醇縮合聚合制備聚酯，這種方法一般需要高溫高真空以除去小分子副產(chǎn)物（水或醇），生產(chǎn)能耗較高，所得聚酯分子量分布寬。

  相比于傳統(tǒng)的縮聚法，環(huán)氧化合物與環(huán)狀酸酐開環(huán)共聚制備脂肪族聚酯具有原子經(jīng)濟(jì)性、單體來源廣泛、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)勢(shì)，并且可以通過不同的單體組合輕松調(diào)節(jié)聚酯的性能。盡管經(jīng)歷了多年的發(fā)展，但是這一聚合反應(yīng)用到的催化劑往往制備比較復(fù)雜，此外，聚合物中的金屬殘留以及難以制備高分子量的聚酯依然是這一聚合反應(yīng)的重要難題。

  近日，浙江大學(xué)伍廣朋研究員課題組報(bào)道了一類具有超高催化效率的雙功能有機(jī)硼催化體系。催化劑催化環(huán)氧環(huán)己烷和苯酐開環(huán)共聚可以實(shí)現(xiàn)94.5 kDa平均分子量，分子量分布僅為1.19。進(jìn)一步降低催化劑用量，單體的摩爾轉(zhuǎn)化數(shù)可達(dá)9900，對(duì)應(yīng)的催化效率高達(dá)7.4公斤聚酯/克催化劑。同時(shí)，該催化劑可以有效地抑制聚合過程中的環(huán)氧均聚和酯交換等副反應(yīng)，耐受溫度高達(dá)180 °C。催化效率、催化劑耐受溫度、聚合產(chǎn)物分子量均為目前報(bào)道的最高值。此外，對(duì)多種環(huán)氧和酸酐的篩選結(jié)果表明，該催化劑具有廣泛的適用性，可以制備多種可降解聚酯高分子材料。最后，研究人員通過對(duì)催化劑晶體結(jié)構(gòu)、聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、密度泛函理論計(jì)算以及核磁硼譜等手段，提出并證明了分子內(nèi)酸堿協(xié)同聚合反應(yīng)機(jī)理。

  博士研究生謝瑞和張瑤瑤為論文的共同一作，伍廣朋研究員為論文的通訊作者。該研究得到了浙江省自然科學(xué)基金和國家自然科學(xué)基金的支持。

  論文鏈接：Record Productivity and Unprecedented Molecular-Weight for Ring-Opening Copolymerization of Epoxides and Cyclic Anhydrides Enabled by Organoboron Catalysts. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60(35), 19253-19261.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104981