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PNAS：廈大夏海平團隊合成了一系列主鏈含金屬鋨的共軛高分子（聚碳龍）

來源：廈門大學化學化工學院      2022-07-18
導讀：廈門大學夏海平教授團隊利用原創的MTP反應合成了一系列主鏈含金屬鋨的共軛高分子（聚碳龍），相關成果以“Conjugated polymers based on metalla-aromatic building blocks” 為題在線發表于《美國國家科學院院刊》（PNAS, 2022, 119, e2203701119）。

結構基元是決定材料性質和功能至關重要的基因。目前，構筑共軛高分子的結構基元主要是芳香環（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構基元，不僅具有獨特的光、聲、電、磁、熱等物理特性，而且反應性豐富、易衍生化。將其引入到共軛高分子中，通過結構基元層次上的突破，有望獲得一類全新的功能材料。同時，新結構基元的引入將為共軛高分子的設計、合成與性能研究提供全新素材。
為了實現該目標，碳龍化學團隊將一類自己原創的炔烴-卡拜高效加成反應（Nat. Commun. 2020, 11, 4651；Adv. Mater. 2021, 33, 2101279）發展成為一類新聚合反應。這類關于碳-碳三鍵與金屬-碳三鍵之間的聚合反應在本文首次提出，并被命名為“Metal-involved Triple Bond Polymerization”，簡稱MTP反應。該聚合具有反應高效單一、官能團容忍性好、區域和立體選擇性高、操作簡便等優點。更為重要的是，利用MTP反應，可將金屬雜芳香結構基元（碳龍骨架）引入到共軛高分子主鏈中，從而構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定性好、兼具溶解性和加工性，具有強而寬的吸收光譜，是一類全新的光能轉化新材料。
該工作是在夏海平教授指導下完成的，廈門大學為第一署名單位，廈門大學能源化學專業2016級已畢業博士陳仕焰為論文第一作者，碩士生彭麗霞，已畢業碩士生劉亞南、高翔、張穎、翟正昊，已畢業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基金(21931002、92156021、21971216)，深圳市科技創新委員會基金(JCYJ20200109140812302)，廣東省催化重點實驗室基金(2020B121201002)，及中國博士后科學基金（2021M701567）等項目資助。
論文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2203701119
參考資料：https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/15434.htm


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