日本东京科学研究所材料与化学技术学院稻木信介教授团队近日在聚合物后功能化领域取得重要突破。该研究开发出一种基于光氧化还原催化的新型改性技术，可高效引入膦酸酯基团，为功能聚合物设计开辟了新路径。相关成果于2025年5月15日发表在《应用化学国际版》期刊。

这项创新技术采用自由基极性交叉(RPC)化学原理，在可见光条件下实现聚合物链的精准修饰。研究团队利用有机光催化剂12-苯基-12H-苯并[b]吩噻嗪，成功将膦酸酯基团引入聚甲基丙烯酸酯衍生物中，官能化程度达到7%至21%。

"我们的策略首次将RPC工艺应用于聚合物后功能化，"稻木信介教授表示，"这种方法显著扩展了反应范围，能够构建传统技术难以实现的聚合物结构。"该技术的关键突破在于通过光催化在聚合物链上生成碳正离子中间体，使其可与多种亲核试剂反应。

实验表明，含有膦酸酯基团的改性聚合物展现出独特的性能优势。即便在10%-20%的低含量下，材料仍表现出良好的耐火性和温度响应特性。这使其在锂离子电池阻燃材料等安全关键领域具有应用潜力。

该研究由稻木信介教授团队与京都大学Hirohisa Ohmiya教授合作完成。研究人员采用蓝色LED光源，通过电子转移机制实现聚合物链的精准修饰。相较于传统碳自由基方法，新技术显著提升了功能基团的引入多样性。

目前，研究团队正致力于将该技术拓展至其他功能基团的引入，以开发更多具有特殊性能的新型聚合物材料。这项研究为可持续制备高性能功能聚合物提供了新思路，有望推动能源、电子等领域的材料创新。

更多信息： Tomohiro Tamano 等人，《有机光氧化还原催化聚甲基丙烯酸酯衍生物通过自由基极性交叉膦酰化后官能化》，《应用化学国际版》(2025)。 期刊信息： Angewandte Chemie 国际版