2021年7月,清華大學(xué)材料學(xué)院趙凌云副教授、化學(xué)系危巖教授和袁金穎教授合作在Cell Press細(xì)胞出版社期刊Cell Reports Physical Science 上發(fā)表綜述文章,總結(jié)闡述了近年來(lái)酶催化介導(dǎo)的可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(Enzyme-catalysis-mediated reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization, Enz-RAFT)的研究進(jìn)展,并對(duì)該領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了展望。該文第一作者為謝文升。
自由基聚合的本質(zhì)決定了其控制的難度。隨著1982年“引發(fā)轉(zhuǎn)移終止劑(Iniferter)”概念的提出,自由基聚合過(guò)程的控制逐步得以實(shí)現(xiàn)??赡婕映?斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合(RAFT)方法與技術(shù)自1998年創(chuàng)立以來(lái),已成為高分子化學(xué)工作者強(qiáng)大有效的合成工具。RAFT技術(shù)因其功能強(qiáng)大、工藝簡(jiǎn)單和工業(yè)化成本較低等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最有效和最具工業(yè)化應(yīng)用前景的可控自由基聚合方法之一。在眾多新興RAFT技術(shù)(包括光調(diào)控RAFT聚合技術(shù)、陽(yáng)離子RAFT聚合、氧化還原引發(fā)RAFT聚合、酶催化介導(dǎo)RAFT聚合)中,酶催化介導(dǎo)RAFT聚合技術(shù)因其高選擇性、高效率、反應(yīng)條件溫和、無(wú)需隔絕氧氣和綠色環(huán)保等特點(diǎn)得到深入研究和廣泛應(yīng)用。這篇綜述首先介紹了目前應(yīng)用最廣泛的運(yùn)用葡萄糖氧化酶(GOx)、辣根過(guò)氧化物酶(HRP)、吡喃糖氧化酶(P2Ox)介導(dǎo)的RAFT聚合技術(shù)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)。之后論述了酶催化介導(dǎo)的RAFT技術(shù)在聚合物精準(zhǔn)構(gòu)建、超高分子量聚合物制備、嵌段共聚物制備以及聚合誘導(dǎo)自組裝方面的研究與應(yīng)用進(jìn)展。作者認(rèn)為,鑒于綠色化學(xué)技術(shù)的要求,酶催化介導(dǎo)RAFT聚合技術(shù)還需要進(jìn)行兩個(gè)層面的創(chuàng)新技術(shù)支持:產(chǎn)物和酶的分離及純化(separation and purification)、酶的回收及再利用(recycling and reuse),統(tǒng)稱SPRR。隨著兼具高效率、低成本、安全與環(huán)境友好性能的酶的開(kāi)發(fā),未來(lái)酶催化介導(dǎo)RAFT的廣泛應(yīng)用指日可待。