近日，威廉希尔官网材料学部和高分子学院的泰山学者领军人才团队在无金属催化体系开发和生物降解高分子材料制备领域取得突破性进展。无金属催化聚合对生物降解脂肪族聚酯在生物医药、微电子等领域中的应用意义重大。五元环γ-丁内酯是公认的可替代石油基化学品的最佳生物质衍生物之一，然而γ-丁内酯本身的五元环没有环张力，通常被认为是“不可聚合”的单体。因此，通过γ-丁内酯开环聚合制备高分子量生物降解聚酯是一项很有挑战性的研究工作。
该团队的研究人员成功合成出一种新型环三磷腈碱CTPB（如图1所示）。与传统的磷腈催化剂相比，CTPB的合成方法简单，成本低廉，可大批量制备。
图1. 环三磷腈碱CTPB的合成
研究结果表明， CTPB对几内脂（ε-CL）和丙交酯（L-LA）具有非常高的催化活性，室温条件下几分钟即可实现定量转化；此外，CTPB还可以实现环氧丙烷和环氧丁烷的可控开环聚合。对于无环张力的五元环γ-丁内酯，CTPB同样具有很高的催化活性和选择性，在-60 °C时转化率高达98%，且可获得高分子量（22.9 kDa）、窄分子量分布（Ð =1.27-1.50）的聚合物。
图2. CTPB催化γ-丁内酯开环聚合反应。
该研究不仅拓宽了磷腈催化剂的种类，也为新型无金属催化剂的开发提供了新的思路和方法。
相关工作发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 12987-12990.
作者：Dr. Na Zhao, Dr. Chuanli Ren, Huaike Li, Yunxin Li, Prof. Dr. Shaofeng Liu,* and Prof. Dr. Zhibo Li*
