鐵卟啉催化劑催化的甲基丙烯酸原子轉移自由基聚合

我們組三年級博士生付立葉 @Liye Fu 在ACS Macro Lett.上發表了利用鐵卟啉催化劑直接進行甲基丙烯酸的原子轉移自由基聚合（ATRP）的工作（Direct ATRP of Methacrylic Acid with Iron-Porphyrin Based Catalysts）。

一般來說，用ATRP聚合反應性單體，特別是酸性單體極具挑戰性。傳統上認為這是由於酸性單體質子化含氮配體造成催化劑失效。直到去年，我們組博後Marco Fantin在J. Am. Chem. Soc.上發表了他的突破性工作Atom Transfer Radical Polymerization of Methacrylic Acid: A Won Challenge。在這篇文章中，首次發現了羧酸根對鏈端溴的取代形成內酯才是阻礙羧酸單體聚合的首要原因。當使用酸性環境（pH 0.9）、氯代物鏈端和吡啶類配體，如TPMA時，鏈端的取代反應得到顯著抑制，也抑制了羧酸根對配體的替換，同時配體不會因為質子化而失活。

在付立葉這次發表的工作中，這項研究得到了進一步的發展。使用卟啉環螯合的鐵催化劑，可以在中性條件下直接聚合甲基丙烯酸，同時也可以使用活性更高的溴代物末端，而不會發生催化劑失活或鏈端被取代的問題。