多肽聚合物作为一类重要的生物材料，广泛应用于蛋白质/多肽模拟、抗菌、药物与基因递送、组织工程等领域。伯胺引发N-羧基环内酸酐（NCA）开环聚合具有原料来源广泛、结构多样等优点，一直是制备多肽聚合物的经典方法，但面临反应速率慢、对水分敏感、可控性差及难以合成高分子量多肽聚合物等挑战。传统催化剂虽能部分解决上述问题，却难以兼顾快速与可控聚合，且多依赖于氢键作用，其分子间与分子内氢键可能干扰催化效果。鉴于上述挑战，迫切需要探索一种新的催化策略，以同时实现快速和可控的NCA聚合。

  华东理工大学刘润辉教授课题组长期致力于解决多肽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、超快速NCA聚合新方法，可在敞口容器中高效制备多肽聚合物（Nat. Protoc. 2024; Angew. Chem. Int. Ed. 2021; Nat. Commun. 2018; Chin. Chem. Lett. 2021）。该课题组近期受阳离子-偶极相互作用启发，提出了一种“单中心，三功能”的阳离子催化新策略，发现吡啶鎓盐可作为一种新型阳离子催化剂，同时实现快速和可控的NCA聚合，且催化剂多次回收后仍具备高效的催化性能。该研究成果以“Single-Center Trifunctional Organocatalyst Enables Fast and Controlled Polymerization on N-Carboxyanhydride”为题发表在ACS Central Science（DOI：10.1021/acscentsci.4c01346）。

图1. 单中心三功能阳离子催化剂实现NCA快速、可控开环聚合

图2. DMAPPCl催化NCA可控聚合

图3. DMAPPCl催化NCA聚合动力学和聚合物结构表征

图4. DMAPPCl催化NCA聚合机理研究

图5. DMAPPCl催化NCA聚合DFT计算

图6. DMAPPCl可回收性能研究

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.4c01346