有机催化剂在光致ATRP中的活性位点-构效关系-优异性能

原子转移自由基聚合（ATRP）在合成功能和序列结构明确的聚合物方面具有独特的优势。其中无金属催化剂和太阳光能参与的有机催化ATRP（O-ATRP）是对环境、能源和产品均友好的一种聚合技术，并逐渐成为光催化和化学转化研究的新兴领域。为寻找更有效的有机光氧化还原催化剂，并从根本机制上探究此类分子的原子水平催化作用机理，环境友好能源材料国家重点实验室（环境与能源催化课题组，西南科技大学）杨龙特聘副教授，联合韩国能源技术研究所和西江大学，采用N-未取代的吡咯并吡咯二酮（DPP）化合物作为Photo-ATRP的模型非金属催化剂，在实验和理论上对其结构-性能关系和催化机制进行了深入探讨，该研究成果已成功在物理化学领域TOP期刊《Journal of Physical Chemistry C》发表。

在这项工作中，作者详细分析了一系列N-未取代的DPP化合物的可见光吸收、单线态/三线态转化、活性中间体及原子级催化活性位点等特征，并将其应用于有机催化ARTP催化体系后可获得无需纯化、纯净的PMMA和PS，且在较短反应时间内获得的PMMA数均分子量接近20万，是迄今有机催化ATRP体系获得的最高分子量PMMA；不仅优于N-取代的DPP，也优于已报到的其它类型无金属催化剂。该成果不仅有助于寻找更有效的光氧化还原非金属催化剂，为有机光催化ATRP及其聚合体系提供了一条新的思路，也在催化机制上首次阐明了有机催化剂的还原引发和氧化淬灭的活性位点及其作用方式。该技术将有望应用在基于三重态-三重态湮灭效应的3D光打印和光刻胶方面，也为课题组在光催化技术开发应用方面的研究进一步打下了坚实的基础。

文章题目：Specific Active Sites of Organo-Photocatalysts for Photo-ATRP: A Combined Experimental and Theoretical Study of N-unsubstituted Diketopyrrolopyrrole (DPP)

发表期刊：The Journal of Physical Chemistry (Published online14 December 2022；https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c04920)