Nature Chem.：如DNA翻译一般，精准构建聚合物链结构

??

大自然无疑是世界上最卓越的合成大师，从光合色素的光合作用到DNA分子结构的精准序列控制，无一不让人感叹自然造物之精巧。长期以来科学家们尝试各种合成技术和方法来探索大分子的可控构造，但是，至今仍缺乏一种高效的合成手段来精确控制聚合物链结构。

DNA结构示意图。图片来源：Coolimages

梅里菲尔德合成法（Merrifield synthesis）的出现为大分子化合物结构的分子序列调控带来了突破性的进展（J. Am. Chem. Soc., 1963, 85, 2149-2154），但是整个过程复杂、耗时、产率低，难以进行放大生产，而且产物多局限于低聚物（齐聚物）。而后陆续出现了单体插入法（Nat. Commun., 2012, 3, 1138）、溶液聚合法（J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 9195-9197）、隔离模板法（Nat. Chem., 2012, 4, 491-497）等诸多合成方法用于聚合物单体序列的调控，但同样产物多局限于低分子量的齐聚物。近期，Whittaker、Haddleton、Junkers、Perrier等研究团队通过溶液相活性可控自由基聚合（CRP）进行单体序列调控获得了高分子量丙烯酸及丙烯酰胺类嵌段共聚物；但是所采用的催化体系包含过度金属（如Cu）或硫，后续产物需要多步提纯，且单体转化率不稳定、分子量分布较宽、产物链端易水解造成聚合物结构不均一。同时该方法受限于单体种类（如甲基丙烯酸酯等低Kp单体不适于该体系）和不可避免的链终止、链转移副反应。

受DNA和蛋白质通过细胞核、细胞质、线粒体等独立隔室结构进行分子结构精确控制的启发。近日，英国华威大学化学系（University of Warwick）David M. Haddleton、Thomas P. Davis、Athina Anastasaki等人在Nature Chemistry 上报道了一种新型的无硫RAFT（Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization）乳液聚合法。该方法以水为溶剂，以乙烯基封端的聚甲基丙烯酸酯（PMMA）类大分子为高效链转移剂（CTA），在离散稳定的胶束隔室中，实现了高分子量多嵌段共聚物的结构序列可控。（Sequence-controlled methacrylic multiblock copolymers via sulfur-free RAFT emulsion polymerization. Nature Chem., 2016, DOI: 10.1038/nchem.2634）。

大分子链转移剂与甲基丙烯酸丁酯RAFT聚合示意图。图片来源：Nature Chem.