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刘润辉教授课题组报道了一种普适性的新型阳离子催化策略，能同时实现氨基酸聚合物的超快速可控合成与高效闭环回收，有望推动循环聚合物经济。相关成果以“Cationic-Catalyst Strategy Enabling Ultrafast and Controlled Polymerization and Efficient Depolymerization Towards a Circular Polymer Economy”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI：10.1002/anie.202520392），被选为该期刊的非常重要(VIP)论文。
聚合物的快速可控合成与高效闭环回收是实现其可持续应用及推动循环聚合物经济发展的关键要素。氨基酸聚合物作为一类重要聚酰胺，由天然或非天然氨基酸构成，展现出丰富的结构多样性和优异的力学性能，在生物医学（如抗菌材料、组织工程等）以及工程材料等领域具有广泛应用前景。然而，氨基酸聚合物的回收问题至今尚未得到有效解决，特别是由非天然氨基酸构建的高分子材料。强碱引发剂能够实现N-羧基环内酸酐（NCA）的快速聚合，制备高分子量的氨基酸聚合物。然而，该方法的可控性差，所得聚合物的分子量严重偏离理论值，并且反应过程中易发生竞争性副反应（如分子间或分子内链转移），严重阻碍结构规整氨基酸聚合物的合成。因此，如何同时实现氨基酸聚合物的快速、可控合成和高效闭环回收具有重要意义。
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刘润辉教授课题组长期致力于解决氨基酸聚合物合成的核心问题和挑战，在前期研究中首次建立了对水分耐受、快速NCA聚合新方法，可在敞口容器中高效制备氨基酸聚合物（Nat. Protoc. 2025, 20, 709-726; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 26063-26071; Nat. Commun. 2018, 9, 5297.）。该课题组近期提出了一种普适性的新型阳离子催化策略，不仅能够提升伯胺引发的NCA聚合的速度和可控性（ACS Cent. Sci. 2025, 11, 3, 376–378，正封面论文），还可以显著提高强碱引发的NCA聚合的可控性。吡啶鎓盐作为一种新型阳离子催化剂，可显著提高强碱引发NCA聚合的可控性，实现超快速、可控NCA聚合，制备结构规整、分子量精确控制的氨基酸聚合物，同时还能在温和条件下催化氨基酸聚合物高效解聚成环境友好的氨基酸原料。阳离子催化策略展现出高效的催化活性和普适性，有望为高分子化学领域中新催化剂的结构设计提供新思路。
阳离子催化策略可实现氨基酸聚合物的超快速、可控聚合与高效解聚
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博士生陈康是该论文的第一作者，刘润辉教授是论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心等基金的资助。
论文链接：//onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202520392