近期，我院光电功能材料河南省工程技术研究中心张弛博士与北京理工大学罗运军、李霄羽教授合作，在叠氮聚合物合成领域取得了重要进展，题为“Azide Ionic Liquids for Safe, Green, and Highly-Efficient Azidation Reactions to Produce Azide Polymers”的论文在国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上在线发表。
叠氮聚合物在点击化学、光交联材料、含能材料等领域表现出多种独特且优异的性质，一直是化学和材料科学领域的热点之一。由于多数含叠氮基团的单体具有较高的感度，叠氮聚合物的合成路线通常为先合成带有离去基团的聚合物前驱体，然后进行聚合物前驱体的叠氮化反应。然而，由于大分子叠氮化之后缺乏有效的分离手段，为保证叠氮化反应完全，通常需要在高温下（>100°C）长时间（>24h）与易爆的叠氮化钠反应，并使用DMF等毒性溶剂，这将造成叠氮聚合物产物的分子量降低，分子量分布变宽，分子链端基不可控等问题，并带来环境污染、安全等风险，严重阻碍了其进一步的应用研究。
基于此，翟滨教授团队报道了一种基于叠氮离子液体的聚合物叠氮化方法。作者通过分子设计，在阳离子结构中引入三甘醇柔性基团，使离子液体具有适中的极性，良好的热稳定性和机械稳定性、低玻璃化转变温度和低粘度，并提高了聚合物在其中的溶解度。
利用叠氮离子液体对模型小分子进行叠氮化，研究表明相比于传统的叠氮化钠，叠氮离子液体具有更高的反应速率常数和对多种功能基团的耐受性。作者在对多种聚合物前驱体的叠氮化的实验中，叠氮离子液体均可以在十分温和的条件下实现几乎定量的叠氮化率，且多数情况下无需加入其它有机溶剂。基于该方法，首次实现了数均分子量达10万以上的超高分子量聚叠氮缩水甘油醚（GAP）的合成。理论计算表明，叠氮离子液体具有比叠氮化钠更低的解离能，同时三甘醇的引入起到了“路易斯碱”的作用，其与阳离子中心的相互作用，加速了叠氮根在在叠氮化反应中的游离释放。叠氮离子液体在完成叠氮化反应后，还可以通过离子交换进行再生，这将进一步降低其使用成本。以叠氮化1千克聚环氧氯丙烷为例，在5次循环再生后，使用叠氮化钠进行叠氮化的费用是叠氮离子液体的5.5倍。这一研究结果为叠氮聚合物的合成提供了一条更加安全、绿色、高效的路线。
以上研究工作得到了yh533388银河、光电功能材料河南省工程技术研究中心、北京理工大学材料学院和河南省科技攻关项目（NO. 232102230146）的支持和资助。张弛博士为论文第一作者，翟滨教授为论文第一通讯作者。
这是我校首次以第一单位在该化学类顶级期刊上发表学术论文，我院电功能材料河南省工程技术研究中心长期重视与国内外知名高校的科研合作，该成果的取得为我校申硕工作提供了有力支撑。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202314052
【供稿：材料平台 审核：张弛 编审：魏伟 签审：张银堂】
