发表在JACS的研究进展，题为：Sequence-Defined Mikto-Arm Star-Shaped Macromolecules。该工作的通讯作者是根特大学的Resat Aksakal和Filip E. Du Prez。

在过去的几十年中，人们越来越关注具有可控结构和组成的聚合物，并成功获得了支化、刷状以及星形等复杂拓扑结构。然而，虽然部分聚合策略能够得到较低的分散度，但是其单体序列和聚合度并不能精确控制，可能会使不同批次的材料性能间存在差异，从而给实际应用带来挑战。其中，星形聚合物的合成已较为成熟，通常通过“core-first”、“coupling-onto”或“arm-first”等方法获得星形结构。但是，目前难以得到真正单分散的星形结构以及序列确定的杂臂星形大分子。

因而，在本文中，作者旨在发展一种普适的合成方法，并结合现有策略的多种优势，包括：(1)在合成过程中，选择性地引入多个支化点；(2)整合具有不同官能团的单体；(3)大分子能够实现正交的合成后修饰；(4)聚合物摩尔质量可在较大范围内变化。

作者首先将氨基醇和丙烯酸酯与负载内硫酯(thiolactone, TLa)的Rink胺树脂混合，氨基醇的氨基将TLa开环，释放出的巯基通过Michael加成与丙烯酸酯反应(图1A)；随后，TLa可由氨基醇的羟基通过简单的碳二亚胺偶联反应恢复(图1A)；重复上述步骤，则能够以一种类似于单体插入反应的方式逐个接入单体，从而得到目标序列的星形大分子。

图1. 序列确定的多功能杂臂星形大分子的合成策略

接着作者用该方法分别制备了具有多种不同支化结构以及(杂臂)星形结构的大分子。作者首先通过保护基团化学，由特定的丙烯酸酯单体，经过脱保护过程，得到两个功能性羟基，由此通过控制单体种类制备了A₄和AB₃型星形序列确定大分子(图2)。同时，该星形大分子的末端羟基为合成后的功能化修饰提供了可能。

图2. 单分散A₄/AB₃型结构的合成策略

由于星形大分子的物理性质严重依赖于臂的数量和最终的分子量，因而作者通过引入氨基二醇，结合上述的脱保护策略，在不脱保护和脱保护的情况下分别实现了三臂或五臂序列确定星形大分子的合成。作者通过LC-MS、MALDI-ToF MS和NMR等手段详细表征了各类星形大分子的结构，证明了目标结构的成功获得。

图3. AB₂C₂型序列确定星形结构的合成策略

综上所述，作者通过改变单体结构、调整支化序列、应用脱保护策略和高效的端基修饰方法，简便地获得了多种不同结构的序列确定星形大分子，为星形大分子的开发及其在生物医药等领域的应用提供了新的策略。

作 者：LCY    审 校：WLT

DOI: 10.1021/jacs.2c00145

Link: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00145