嵌段共聚物广泛用于构建热塑性弹性体、表面活性剂、功能性微纳结构、可控递送和释放体系等，具有显著基础和应用价值。重复单元在分子内连接方式的不同会导致由同一单体形成的聚合物链具有迥异的微结构，而由两种或两种以上单体构成的嵌段共聚物则可以产生更复杂的结构，从而带来及其丰富多样的性能。由于嵌段间独特的“端基对端基”连接方式，嵌段共聚物往往需要通过顺序添加单体来制备，而在共聚单体所适用的催化/引发条件不同时，需要较为繁琐的多步乃至多锅反应。因此，如何降低合成步骤的复杂性，同时获得结构可控的嵌段共聚物，是高分子化学的重要研究内容。

基于上述背景，华南理工大学材料科学与工程学院赵俊鹏教授在三乙基硼烷(Et₃B)和磷腈碱组成的双组分催化体系中，以胺作为催化剂选择性转换试剂，利用其与Et₃B的结合，成功实现了从环氧类单体的路易斯酸碱对催化聚合到环状酯类单体的有机碱催化聚合的原位转换。作者首先使用密度泛函理论（DFT）计算结合高精度双杂化泛函，预测了各种胺与Et₃B结合能力的强弱（图1）。其中，3-二甲基氨基丙胺（DMAPA）因分子内NH−N(CH₃)型氢键的促进作用，显示出最强的Et₃B结合能力。

图1 各种胺类物质与Et₃B的相互作用。

图2 胺与Et₃B结合的静电势和吉布斯自由能变化图（左：DMAPA，右：DMEDA）。

图3 胺驱动的催化转换在环酯均聚中的验证。

      最后，作者使用DMAPA作为催化转换剂，实现了环氧和环酯单体的连续聚合，一锅法合成了醚酯嵌段共聚物（图4）。

图4 使用DMAPA作为催化转换剂一锅法合成醚酯嵌段共聚物。

      该工作发表在Chinese Journal of Polymer Science上。邱虹博士研究生是该论文的第一作者，赵俊鹏教授为通信联系人。

原文信息：

Qiu, H.; Zhang, P. F.; Zhao, J. P.

Chinese J. Polym. Sci. 

DOI: 10.1007/s10118-024-3193-6