中国青年学者一作，最新Nature大子刊，填补高分子合成领域空白！

摘要：近日，荷兰瓦赫宁根大学Han Zuilhof教授、Fedor M. Miloserdov教授团队展示了一种突破性研究，通过硫-氟交换（SuFEx）和硫-酚交换（SuPhenEx）反应合成手性序列可控寡聚物的新方法，为仿生高分子材料的精准设计与应用提供了重要工具

近日，荷兰瓦赫宁根大学Han Zuilhof教授、Fedor M. Miloserdov教授团队展示了一种突破性研究，通过硫-氟交换（SuFEx）和硫-酚交换（SuPhenEx）反应合成手性序列可控寡聚物的新方法，为仿生高分子材料的精准设计与应用提供了重要工具。相关论文以“Synthesis of chiral sequence-defined oligomers via sulfur–fluoride and sulfur–phenolate exchange reactions”为题，发表在《Nature Synthesis》，第一作者为Han Yu。

研究背景与挑战

序列可控的高分子材料在信息存储、催化和分子识别等领域具有广泛应用前景。然而，如何在合成过程中精确控制每个单体的序列和手性中心，一直是高分子科学领域的重大挑战。传统方法通常依赖非反应性手性基团或复杂的立体选择性反应，难以实现对每个反应位点手性的独立调控。

技术突破

研究团队利用硫-氟交换（SuFEx）和硫-酚交换（SuPhenEx）两种高效点击化学反应，成功合成了序列可控的寡聚磺酰亚胺酸酯（oligosulfonimidates），并实现了对每个硫中心手性的独立调控。通过引入含氟标签的酚类化合物作为“休眠端帽”，团队简化了纯化过程，并利用氧化反应激活端帽，进一步通过SuPhenEx反应实现链延伸。

研究还展示了如何通过单一手性起始单体，结合SuFEx和SuPhenEx反应的立体特异性，合成具有不同手性序列的寡聚物。例如，团队成功制备了七聚体（heptamer）G8，其硫中心的手性序列为S,R,S,S,S,S，展示了该方法在控制复杂手性结构上的强大能力。

应用前景

该研究不仅为合成仿生高分子材料提供了新思路，还为信息存储和功能材料开发开辟了可能性。通过精确控制序列和手性，这类材料有望在以下领域发挥重要作用：

1.信息存储：高密度的序列和手性信息编码能力，可能超越传统DNA存储技术。

2.催化与分子识别：手性可控的寡聚物可用于设计高效催化剂或特异性分子识别系统。

3.自组装材料：序列和手性的精确调控为复杂自组装结构的构建提供了新工具。

研究意义

这项研究首次实现了对寡聚物中每个反应位点手性的独立控制，填补了高分子合成领域的空白。该方法不仅扩展了高分子合成的工具箱，还为仿生材料的精准设计提供了新范式。未来，团队计划进一步探索该方法在更长链聚合物合成中的应用，并研究其在实际场景中的性能表现。