光催化和人工光合作用的蓬勃发展为制备结构可控的高性能聚合物提供了符合“双碳”要求的新方法。其中，光引发可逆失活自由基聚合的光源选择主要集中于紫外线和可见光区，通过近红外光引发聚合的催化体系仍占少数。这是因为，近红外光的能量较低，不足以激发普通材料；而另一方面，有机近红外吸收材料的合成过程普遍较为复杂，推广难度大。但是，使用近红外光不但能够减少可能发生的副反应，而且容易穿透生物组织如皮肤和脂肪等，有望拓展体内聚合手段、应用于生物医学领域。所以，开发近红外光引发聚合的催化剂具有重要意义。

  近日，武汉大学蔡韬副研究员、上海交通大学庄小东教授和华东理工大学张斌副教授合作，通过均苯四甲酸二酐与不同封端剂的固相缩聚制备得到不含金属的端基功能化共轭聚酞菁，构建了一种高效、简便的近红外光引发非均相催化体系用于高性能PET-RAFT聚合。 

  该研究所得共轭聚酞菁具有二维片状结构，有利于催化位点的暴露；扩展的π-π共轭结构使Q带吸收红移，有利于高效吸收近红外光。作者筛选了不同封端剂合成的共轭聚酞菁用以调控PET-RAFT聚合，其中，以苯基和萘基封端的共轭聚酞菁表现出最佳的催化效率，仅使用几十ppm剂量的萘封端共轭聚酞菁，即可在4~6个小时的近红外光照射下实现对聚合物分子量的良好控制，该催化体系广泛适用于丙烯酸酯以及丙烯酰胺类单体的聚合。此外，聚合过程可由光源的开关精确控制，光照停止时，聚合随之停止；光照恢复时，聚合瞬时恢复并保持原来的速率，这种时空调控特性是光引发形式的一大显著优点。实验还通过设置不同材质和厚度的屏障证明，即使反应容器外围被动物皮肤完全包覆，共轭聚酞菁仍能吸收穿透的近红外光并高效催化聚合：尤其在2.0 mm鸡皮包覆的实验中，850 nm光照下的单体转化率要高于0.1 mm厚度的白纸包覆的单体转化率，体现近红外光对于生物活性组织的优越穿透性能。 

  非均相催化剂易于分离回收和循环使用的特性使之在工业化应用中具备巨大发展前景，该研究制备的共轭聚酞菁具有高度共轭交联结构，是潜在、易推广的非均相催化剂材料，在多次重复使用过程中，共轭聚酞菁均保持催化效率的一致性和结构的完整性，体现出良好的循环稳定性。该研究工作为可控自由基聚合在近红外光波段的应用提供了新的可能，反映出共轭聚酞菁在生物医用领域的发展潜力。

  论文信息：

  Exploiting Reusable Edge-Functionalized Metal-Free Polyphthalocyanine Networks for Efficient Polymer Synthesis at Near Infrared Wavelengths

  Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202304608

  https://doi.org/10.1002/anie.202304608