1、高分子催化劑：值得挖掘的催化劑富礦高分子合成化學的發展高度依賴聚合反應催化劑的設計水平. 正是由于Ziegler-Natta催化劑對烯烴的神奇催化作用，才有了現代高分子工業的蓬勃發展. 高效、精準、綠色催化劑體系不僅是高分子合成化學創新的源泉，更是推動高分子工業可持續發展的驅動力. 高活性催化劑的創制大多來自“試錯法”：首先篩選出一個對特定單體具有催化活性的母體單元，然后利用化學手段優化催化劑結構，如改變催化劑電子效應、位阻效應，甚至采用物理共混或化學鍵接引入助催化劑等，最終得到目標催化體系. 該策略盡管取得了巨大的成功，但是仍然存在較大的結果不確定性，且耗時費力.中國科學院長春應用化學研究所

2、王獻紅團隊二十余年來一直從事二氧化碳與環氧化物尤其是環氧丙烷的共聚反應研究(圖1(a). 該共聚反應的核心是催化劑，涉及活性、產物選擇性、聚合物一次結構調控等諸多要素. 2022年美國Cornell大學Geoffrey W. Coates報道了均相SalenCo催化劑1，大連理工大學呂小兵系統地研究了SalenCo系雙功能催化劑中配體、軸向基團電子和空間效應對二氧化碳與環氧化物共聚反應的影響，將催化活性提高了23個數量級2. 在二氧化碳共聚反應領域，這種催化劑精致設計的另一個例子是中心金屬環境友好的卟啉鋁催化劑. 王獻紅團隊基于卟啉配體的電子效應、位阻效應發展了雙功能卟啉鋁催化體系3,4. 盡

3、管催化活性提高了500倍，仍無法與SalenCoX催化劑相媲美. 其原因在于卟啉環是由26個電子組成的高度共軛體系，在卟啉環上改變取代基難以有效改變中心金屬性質，需要發展新的催化劑設計策略以大幅度提高卟啉鋁催化體系的活性.Fig. 1(a) Copolymerization of CO2/propyleneoxide to afford poly(propylene carbonate). (b) Schematic illustration of conventional catalyst system (binary, di-nuclear, and bi-functional catal

4、yst) and the general structure of monomeric aluminum porphyrin catalysts (mono-TPPAl); (c) Proposed polymeric catalysts design strategy and the general structure of polymeric aluminum porphyrin catalysts (poly-TPPAl-N).最近，王獻紅團隊在CCS Chemistry上提出了高分子催化劑設計新策略5，如圖1(b)所示.圖1(c)是將具有催化活性的單分子卟啉鋁聚合而成的高分子催化劑，可

5、在極低催化劑濃度下實現二氧化碳與環氧丙烷的高效共聚，催化活性提高至4300 h-1，解決了單分子卟啉鋁在低濃度下失活的問題. 普通單分子催化劑的設計側重分子內單重協同效應，王獻紅團隊研發的高分子催化劑可實現分子內多重協同效應調控，從而提高了催化劑設計的“容錯率”. 如通過改變高分子鏈上卟啉鋁(單分子催化劑)與有機堿(單分子助催化劑)的比例，可實現對鋁中心金屬間協同效應及鋁-有機堿路易斯酸堿對相互作用的控制. 值得指出的是，該高分子催化劑在高溫(120 )下仍能保持高活性(5000 h-1)和高聚合物選擇性(99%)，且所得聚合物分子量高達232 kgmol-1，對未來的工業應用有重要參考價值.鑒于高分子催化劑可增強不同組分間的協同作用，其不僅適用于二氧化碳與環氧化合物的共聚反應，而且有望為丙交酯、-己內酯等開環聚合制備聚乳酸、聚己內酯，甚至環烯烴開環聚合制備聚烯烴等高分子材料的合成提供重要的催化劑設計新思路. 必須指出的是，目前高分子催化劑構筑方式仍處于探索階段，尤其是小分子催化劑與助劑間的無規共聚模式給催化劑結構帶來了一定的不確定性，精確控制催化劑結構乃至活性中心之間的相互作用仍