含有动态共价键（DCBs）的共价自适应性网络（CANs）结合了热固性材料的的强度与热塑性聚合物的可回收性，因此引起了广泛关注。然而，CANs的合成仍面临一些挑战，包括对催化剂的依赖、催化剂老化和溢出带来潜在问题、原料合成步骤复杂以及较高反应温度。人们仍在追求能够在温和热刺激下进行动态交换且无需催化剂促进的交联材料。
近日，苏州大学朱秀林课题组潘向强提出了一种无需催化剂即可快速完成的硒醇-炔点击反应。基于该反应构建的动态材料具备优异的再加工性能和卓越的化学回收性能。通过调整比例，可以选择性地合成单加成和双加成产物，其中炔酮表现出更高的反应活性。单加成反应在5分钟内即可实现完全反应，而双加成反应则可以在20分钟内达到90%以上的转化率，展示出了极高的反应速度。
表1 室温下C6-SeH与活性炔在CDCl3中的反应
DFT理论计算结果显示，生成硒缩醛这种双加成产物的ΔG范围为12-18 kJ mol-1，表明其生成过程具有可逆性。通过小分子和聚合物的动态交换实验，进一步验证了硒缩醛具有动态共价键特性。
作者利用该点击反应成功实现硒缩醛交联聚合物的超快速合成。
同时观察到与硫缩醛相比，硒缩醛在交联聚合物中的动态交换活性较低。只需在温和的热刺激条件下即可进行动态交换，这种聚合物材料表现出优异的自愈合能力和再加工能力。
进一步研究发现，在碱性条件下，硒缩醛材料可降解为乙烯基硒醚封端的低聚物。随后加入等摩尔量的硒醇可以再次发生交联，实现材料的化学回收。值得注意的是，回收材料中同时存在硒缩醛和二硒醚这两种具有热响应性和光响应性的动态共价键。硒醇-炔点击反应为含硒聚合物的合成提供了一种更环保、可持续发展的方法。该反应无需催化剂，简化了纯化步骤，降低了材料污染风险，并有望在智能响应材料领域得到广泛应用。该研究成果已在《Angewandte Chemie International Edition》期刊上发表。苏州大学材料与化学化工学部的潘向强研究员为该研究工作的通讯作者；苏州大学硕士生张梦瑶和博士生陈偲偲为论文的共同第一作者。--检测服务--
论文链接：
https://doi.org/10.1002/anie.202410245