水相近红外光控聚合因其深层组织穿透性与高生物相容性等优势,具有光控的生物应用前景。因此高效的近红外光催化剂同时能实现高聚合速率、对目标分子量和分散度的出色控制以及良好的耐氧性是十分重要的。然而,这类高度共轭的化合物通常在水性介质中容易形成聚集物,这大大影响其催化效率。
针对上述问题,安泽胜教授团队提出一种超分子策略,通过阴离子型光催化剂与阳离子大环之间的主客体络合作用克服这一局限。光谱与计算研究证实,二者通过静电作用、π-π堆积与疏水作用的协同效应,形成稳定的1:1主客体复合物,能够有效抑制光催化剂聚集,显著提升聚合体系的耐氧性与反应动力学,从而在开放的水相中实现了高通量近红外介导可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合,且对聚合物分子量与分散度具有优异的调控能力。为提升光催化剂性能提供了一种模块化的超分子方法,为生物相容条件下的精密聚合物合成提供了一种高效方法。

图1.超分子近红外光催化剂复合物及其介导的耐氧水相RAFT聚合
研究亮点:
1.提出一种模块化超分子策略,通过简单的、非共价的“即插即用”络合反应可以有效地改进近红外光催化技术,并具有普适性。
2.多种表征技术相结合深入研究主客体结合构象。
3.WQP3与ZnPcS4−的络合极大的提高了其光敏化氧气的能力,大大提高体系的耐氧性,可在开放体系下高效聚合。
4.在超厚的生物组织下(15 mm猪皮)也能实现高效聚合。

图2.主客体相互作用的表征以及透过15mm猪皮实现高效聚合
因此团队提出的超分子方法不仅解决了催化剂聚集的问题,还建立了一个坚固且耐氧的平台,可在近红外照射下进行精确的聚合物合成,从而极大地扩展了在生物和先进材料应用领域中进行精确合成的工具箱。
该成果以"Supramolecular Near-Infrared Photocatalysts for Efficient and Oxygen-Tolerant Aqueous RAFT Polymerization"为题,发表在Angew. Chem. Int. Ed.上(Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e8665452, doi.org/10.1002/anie.8665452)。海角社区
硕士研究生关思妍为第一作者,海角社区
安泽胜教授和天津师范大学李春举教授为共通讯作者。
论文链接://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.8665452