采用雙光氧化還原/銅催化的原子轉移自由基聚合 (ATRP) 結合了光 ATRP 和光氧化還原介導 ATRP 的優點，利用可見光并確保廣泛的單體范圍和溶劑兼容性，同時最大限度地減少副反應。盡管它很受歡迎，但挑戰包括高光催化劑 (PC) 負載（10 至 1000 ppm），需要額外的凈化和增加成本。
近日，首爾大學Min Sang Kwon，Yonghwan Kwon通過機制驅動的PC設計發現了一種在ATRP亞ppm級別發揮作用的PC。
文章要點
1）通過研究聚合機理，研究人員發現高效聚合是由光子晶體驅動的，光子晶體的基態氧化電位（負責光子晶體的再生）比激發態還原能力（負責引發）起著更重要的作用。通過篩選具有不同氧化還原電位和三重激發態生成能力的光子晶體，研究人員驗證了這一點。基于這些發現，確定了一種高效的光子晶體 4DCDP-IPN，它具有中等激發態還原能力和最大化的基態氧化電位。
2）研究人員使用 50 ppb 的 PC 合成了轉化率高、分子量分布窄、鏈端保真度高的聚甲基丙烯酸甲酯。該系統具有耐氧性，支持環境條件下的大規模反應。
研究結果由系統 PC 設計驅動，為 ATRP 以外的受控自由基聚合和金屬光氧化還原介導的合成提供了有意義的見解。
參考文獻
Jeon, W., Kwon, Y. & Kwon, M.S. Highly efficient dual photoredox/copper catalyzed atom transfer radical polymerization achieved through mechanism-driven photocatalyst design. Nat Commun 15, 5160 (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-49509-1
https://doi.org/10.1038/s41467-024-49509-1
