北卡羅來納大學兩名研究人員開發了一種利用有機催化劑來控制立體聚合的方法。其研究成果發表在《科學》上，A. J. Teator和F. A. Leibfarth描述了這個過程，並概述了一些可以使用結果的方法。伯明翰大學的Jeffrey Foster和Rachel O'Reilly在同一期期刊上發表了一篇關於該團隊工作的展望。聚合物是一種具有分子結構的物質，通常由類似單元結合在一起組成——它們通常存在於樹脂和塑料中。

博科園-科學科普：在這項新的研究中，研究人員試圖創造出一種具有更強附着力的聚合物，使其成爲更有用的塗層材料。他們指出，最受歡迎的兩種聚烯烴，聚乙烯和聚丙烯，不能很好地附着，因爲它們是由氫和碳組成。以往的研究表明，聚乙烯醚(pve)可以用自由基聚合法制得，但結果缺乏立體化學，這意味着它們的強度和可靠性不高。這使得研究人員設計了一種新方法，可以在製備pve時控制催化劑，從而利用陽離子聚合使pve具有明確的立體化學性質。立體化學是指構成分子原子的三維排列及其對化學反應影響。

在新方法中，研究人員使用了不對稱磷酸和路易斯酸(鈦)在離子聚合過程中迫使單體進入所需的方向——有機催化劑使研究人員能夠對生成的立體化學進行完全控制。其創造的聚合物是半結晶，測試表明它既具有很強的機械強度(與聚乙烯相當)，又具有很強的粘性。福斯特和奧賴利認爲，這種新方法可能會導致粘合劑塗層和醫療設備的發展。還指出，這種新方法是可伸縮的，適合各種類型加工，如熔鍊、成型和着色。

新方法背後的概念似乎可以推廣到其他類型的聚合體系，這意味着一種全新的產品類別可能即將問世。經過優化的催化劑可以生產大量等規聚丙烯，其中側鏈方向都是相同的。不過，如果在單體中加入一個氧，那麼這種均勻性就會變得更難加強。Teator和Leibfarth研究的聚合各種乙烯醚通用方法，在陽離子聚合過程中，它們依賴手性磷酸和鈦路易斯酸的結合來偏置單體取向，所得聚合物具有良好的粘接性能。

（圖示）設計一種立體選擇性陽離子聚合：

（A）配位插入聚合中的手性配體環境通過在增殖聚合物鏈端定向面加成，使立體選擇性單體內充質成爲可能。由於催化劑，極性單體通常與這種機理不相容。

（B）乙烯醚陽離子聚合時的非手性鏈端沒有提供立體誘導固有模式，單體加入發生在氧碳基離子的兩個表面。

（C）對立體選擇性陽離子聚合催化控制方法依賴於一種手性、基於雙酚基的反離子，以抵消單體內附物的立體化學偏差。所得到等規聚苯乙烯醚是具有本徵極性的半晶熱塑性塑料。

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參考期刊文獻:《科學》

DOI: 10.1126/science.aaw1703

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