朱亮亮課題組利用生物大分子的模板選擇性策略實現(xiàn)拓?fù)涔丫鄯磻?yīng)分子量的控制
? ? ??分子量的控制是有關(guān)聚合反應(yīng)研究中的一項重要問題。對于高聚反應(yīng)，對于鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止的控制是實現(xiàn)分子量的控制的關(guān)鍵。對于寡聚反應(yīng)來講，更多的策略是通過逐步合成引入重復(fù)單元的方法來實現(xiàn)分子量的控制。跟這些具有傳統(tǒng)溶液化學(xué)行為的合成反應(yīng)相比，拓?fù)浞磻?yīng)通常無需反應(yīng)助劑和溶劑化作用 (Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1215; Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1958)，因此在現(xiàn)代合成化學(xué)領(lǐng)域具有獨(dú)特的吸引力。盡管從這個角度講它的確是方便快捷，但拓?fù)浞磻?yīng)的成鍵和斷鍵在很大程度依賴原子在有限距離內(nèi)的重組。因此，化學(xué)家們此前一直關(guān)注于反應(yīng)物預(yù)排列方面的策略以追求拓?fù)浞磻?yīng)的速率和效率。而對于拓?fù)渚酆戏磻?yīng)分子量的精確控制方面則一直難以實現(xiàn)。
? ? ? ?鑒于這方面的科學(xué)問題，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系朱亮亮課題組以聚丁二炔體系（PDA）為模型，嘗試?yán)渺`活可控的生物大分子模板來實現(xiàn)拓?fù)涔?/span>寡聚反應(yīng)分子量的選擇性。通過一系列優(yōu)化和探索，課題組最終發(fā)現(xiàn)通過牛血清白蛋白（BSA）作為模板，芳丁二炔單體能夠在紫外光的引發(fā)下交聯(lián)僅形成二聚體；利用小牛胸腺DNA作為模板，芳丁二炔單體能夠在紫外光的引發(fā)下交聯(lián)形成二聚體和三聚體的混合物；而利用肝素鈉（HS）作為模板的時候，芳丁二炔單體能夠在紫外光的引發(fā)下交聯(lián)僅形成三聚體。因此便利用了生物大分子的模板選擇性實現(xiàn)了拓?fù)涔?/span>寡聚反應(yīng)的分子量的精確控制。該工作的其主要機(jī)理是利用芳丁二炔單體端基正電荷基團(tuán)（咪唑鹽）與三種生物大分子模板上的負(fù)電荷基團(tuán)（羧酸根、磷酸根、磺酸根）的靜電力的差異引起反應(yīng)單體的動態(tài)分布程度所致。
? ? ? ?同時，利用掛聚芳丁二炔不同物種的電子能級的差異，產(chǎn)物具有截然不同的熒光性質(zhì)，其中，二聚體呈現(xiàn)良好的藍(lán)光效果；三聚體呈現(xiàn)良好的黃光效果；而兩者的混合物則呈現(xiàn)互補(bǔ)的白光效果。加之生物大分子本身天然的生物相容性，這些拓?fù)涔夥磻?yīng)體系在生物成像的通道選擇性方面也顯示了良好的應(yīng)用前景。
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??? 相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Macromolecules上，詳見DOI: 10.1021/acs.macromol.8b01824, online 3 Oct 2018. (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.8b01824)。論文第一作者為博士后賈小永。該工作也得到了丁建東-俞麟教授課題組，以及華東理工大學(xué)張雋佶副教授的合作支持。
（更多信息參見朱亮亮課題組網(wǎng)站：
http://www.polymer.fudan.edu.cn/polymer/research/zhull/）
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