高分子聚合物的立構(gòu)規(guī)整度、重復(fù)單元的序列和組成對其性質(zhì)有著重要的影響。以聚丙烯（PP）為例，等規(guī)聚丙烯（iPP）是應(yīng)用較為普遍的高分子材料，其具有160 °C的熔融溫度；間規(guī)聚丙烯（sPP）的物化性質(zhì)與等規(guī)聚丙烯相近，其抗沖擊強度為等規(guī)聚丙烯的兩倍，但剛性和硬度則僅及后者的一半；無規(guī)聚丙烯（aPP）則是一種僅具有-15 °C玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、柔軟有彈性的熱塑性樹脂。同時，調(diào)控聚合物性質(zhì)的另一種有效方法是通過二種乃至三種不同單體的調(diào)聚合反應(yīng)實現(xiàn)聚合物重復(fù)單元序列和組成的可控性。調(diào)聚合高分子材料所具有的四種常見序列結(jié)構(gòu)，即交替、隨機、梯度和嵌段結(jié)構(gòu)，對聚合物物理性質(zhì)和應(yīng)用價值有著重要的影響。
近日，呂小兵教授團隊基于多手性雙金屬協(xié)同催化實現(xiàn)環(huán)氧烷烴高對映選擇性開環(huán)的研究思路（ACS Catal. 2019, 9, 1915；JACS 2016, 138, 11493; 2019, 141, 8937），開發(fā)出新型多手性雙金屬鋁催化劑，實現(xiàn)了外消旋環(huán)氧烷烴與環(huán)狀酸酐的動力學(xué)拆分共聚反應(yīng)和內(nèi)消旋環(huán)氧烷烴與環(huán)狀酸酐的去對稱化共聚，制備出立構(gòu)規(guī)整性手性聚酯材料，并進一步實現(xiàn)了內(nèi)消旋環(huán)氧烷烴、外消旋環(huán)氧烷烴、環(huán)狀酸酐的不對稱三元調(diào)聚合反應(yīng)，制備出一系列具有梯度或隨機結(jié)構(gòu)的手性聚酯。就聚合物的熱性質(zhì)而言，梯度調(diào)聚物由于重復(fù)單元的比例不同而呈現(xiàn)出由一種結(jié)晶形式向另一種結(jié)晶形式過渡的趨勢；而隨機聚合物則僅具有一個可調(diào)變的混合玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
相關(guān)研究成果成果發(fā)表在PNAS 2020, 3 , 202005519上。文章第一作者為大連理工大學(xué)博士生李杰（該生在本科期間就在課題組開展相關(guān)研究工作，先前已經(jīng)以第一作者在JACS發(fā)表兩篇高水平研究論文和在ACS Catal.發(fā)表一篇全文，并成功獲德國洪堡博士后資金），通訊作者為呂小兵教授。該工作得到了國家自然科學(xué)基金（21690073；21920102006），教育部長江學(xué)者與創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃（IRT-17R14）的支持。
論文鏈接：
https://www.pnas.org/content/117/27/15429
