生物基材料是指以生物质或生物基化学品为原料，通过生物或化学方法获得的高分子材料，具有固定二氧化碳、可降解、环境友好等资源优势和性能特性。围绕生物基材料开发，K&k团队以植物油、氨基酸、柠檬酸、糖等生物基化学品为基础原料，基于微流场反应技术，通过构效关系研究，构建了生物基聚氨酯、生物基聚酯、生物基增塑剂等为主的生物基材料产品工程。近日，K&k团队结合前期研究成果以及国内外相关研究进展，应邀在Progress in Polymer Science (Cite Score=41.1, IF=22.6)发表了题为Chemoselective Polymerization的评述论文(https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2021.101397)，阐述生物基材料制造过程中的反应选择性调控问题。我校生工学院郭凯教授为通讯作者，朱宁教授为第一作者。

生物基材料由于原料组份的复杂性和过程控制的选择性等问题，导致对过程强化技术要求较高。巯基功能化生物基可降解聚酯是一类高附加值的不对称聚酯多元醇，在多方面具有应用价值。然而，由于巯基能够与羟基竞争参与聚合反应，以巯基醇作为多功能引发剂(multifunctional initiator) 难以通过开环聚合获得理想的目标产物，需要繁琐的保护和脱保护步骤。针对上述问题，K&k团队将微流场反应技术 (Chem Eng J, 2018, 333, 43-48等) 与酶催化 (Chem Eng J, 2019, 356, 592-597等) 相结合，发展了微尺度连续流化学选择性聚合方法，无需保护基团，巯基醇直接引发开环聚合，选择性最高可达99%，高效获得窄分布的巯基功能化生物基可降解聚酯(获授权美国专利US10214755B2、US10040898B2等)。

上述化学选择性聚合(Chemoselective Polymerization)体系中，除了以巯基醇为代表的多功能引发剂，还包括但不限于，含有多反应位点的多功能单体(multifunctional monomer)难以避免交联的发生，混合单体(mixed monomer)以及混合机理(mixed mechanisms)往往只能得到无规共聚物或者混合物，一直是该领域的重大挑战。近年来，基于催化剂设计、转换策略以及外界刺激等，学术界发展了一系列新型可控聚合体系，获得了传统方法无法制备的功能高分子与生物基材料，例如，由双乙烯基单体或者双环氧单体，可以分别得到侧链含有双键或者环氧的线形聚合物，含有丙交酯、己内酯、环状酸酐、环氧化合物/二氧化碳的二元或者多元单体混合物，或者由遵循不同聚合机理的乙烯基单体和环状单体组成的混合物，能够得到多种结构规整的嵌段/多嵌段共聚物。该文既对K&k团队的研究工作进行了总结，也对国内外学者的相关研究进行了梳理和归纳，并且对化学选择性聚合面临的机遇与挑战进行了前瞻性评述，期待对生物基材料的发展起到借鉴作用。

作者：生物与制药工程学院 审核：吴杰