烯類單體的自由基聚合是制備高分子化合物的主要途徑之一。相比于離子聚合和配位聚合,自由基聚合的一大難點在于立體化學控制:由于活性中心呈現平面構型,聚合過程可控性差,不容易獲得高立構規整度的聚合産物。同時,立構規整度作為高分子的重要結構參數,對聚合物的結晶性、機械強度、玻璃化轉變溫度等性質均有顯著影響。為了(部分)實現立構規整的自由基聚合,傳統方法通常需要采用大位阻單體、特殊溶劑或添加當量/亞當量的Lewis酸,在成本和适用範圍方面仍有提升空間。因此,能否發展通用的催化策略,控制自由基聚合反應的立體化學,是兼具科學意義和實用價值的重要命題。
針對這一問題,我們希望運用分子識别的原理,設計尺寸、位阻、電性合适的受體分子,通過非共價相互作用與聚合單體或聚合物鍊末端發生特異性結合。借助受體分子提供的空間位阻和不對稱化學環境,連續誘導立體選擇性的自由基加成反應,實現可控鍊增長,最終獲得高立構規整度的聚合産物。進一步,将這類超分子催化劑與活性聚合技術相結合,嘗試對聚合物分子量、端基和立體結構同時進行控制,服務于高性能聚合物材料的精準合成。