近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院劉潤輝教授課題組報道了一類基于羧酸鹽的聚合引發(fā)體系，實現(xiàn)超快速NCA開環(huán)聚合。該成果以“Superfast and Water-Insensitive Polymerization on α-Amino Acid N-Carboxyanhydrides to Prepare Polypeptides using Tetraalkylammonium Carboxylate as the Initiator”為題發(fā)表在國際著名期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(DOI: 10.1002/anie.202103540)。

多肽聚合物作為天然蛋白和多肽的模擬物，具有廣泛的生物學(xué)功能和應(yīng)用，是一類重要的生物醫(yī)藥材料。自1906年N-羧基內(nèi)酸酐 (N-carboxyanhydrides, NCAs) 被報道以來，伯胺引發(fā)的NCA開環(huán)聚合成為制備多肽聚合物的經(jīng)典方法。然而，這一經(jīng)典方法依賴于伯胺引發(fā)劑，面臨聚合速率慢且對水分敏感的嚴峻挑戰(zhàn)。因此，研究NCA聚合新策略對多肽聚合物的制備及相應(yīng)生物功能研究具有重要意義。

劉潤輝教授課題組前期報道了六甲基二硅基胺基鋰 (LiHMDS) 可引發(fā)對水分不敏感的NCA超快速聚合 (Nat. Commun. 2018, 9, 5297) 。在本研究中，該課題組發(fā)現(xiàn)羧酸鹽可作為一類新的引發(fā)劑，引發(fā)超快速NCA聚合，實現(xiàn)高效便捷地制備多肽聚合物。動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，相同條件下四烷基銨羧酸鹽引發(fā)NCA聚合速率是伯胺的700倍以上。新型引發(fā)劑還可在敞口環(huán)境下實現(xiàn)快速制備具有至少15個嵌段單元的多嵌段共聚物。此外，該策略可避免繁瑣的單體純化步驟，即使在水相環(huán)境中使用未提純NCA單體也可以實現(xiàn)超快速聚合，因此這一聚合策略在多肽聚合物相關(guān)功能探索和應(yīng)用方面具有巨大潛力。

我校武月銘博士是該論文的第一作者，劉潤輝教授是通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部等基金的資助。

論文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202103540