采用双光氧化还原/铜催化的原子转移自由基聚合 (ATRP) 结合了光 ATRP 和光氧化还原介导 ATRP 的优点，利用可见光并确保广泛的单体范围和溶剂兼容性，同时最大限度地减少副反应。尽管它很受欢迎，但挑战包括高光催化剂 (PC) 负载（10 至 1000 ppm），需要额外的净化和增加成本。

近日，首尔大学Min Sang Kwon，Yonghwan Kwon通过机制驱动的PC设计发现了一种在ATRP亚ppm级别发挥作用的PC。

文章要点

1）通过研究聚合机理，研究人员发现高效聚合是由光子晶体驱动的，光子晶体的基态氧化电位（负责光子晶体的再生）比激发态还原能力（负责引发）起着更重要的作用。通过筛选具有不同氧化还原电位和三重激发态生成能力的光子晶体，研究人员验证了这一点。基于这些发现，确定了一种高效的光子晶体 4DCDP-IPN，它具有中等激发态还原能力和最大化的基态氧化电位。

2）研究人员使用 50 ppb 的 PC 合成了转化率高、分子量分布窄、链端保真度高的聚甲基丙烯酸甲酯。该系统具有耐氧性，支持环境条件下的大规模反应。

研究结果由系统 PC 设计驱动，为 ATRP 以外的受控自由基聚合和金属光氧化还原介导的合成提供了有意义的见解。

参考文献

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