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  和有機(jī)化學(xué)類(lèi)似，高分子化學(xué)也是利用有機(jī)反應(yīng)制備新物質(zhì)。但是不同于有機(jī)化學(xué)，高分子化學(xué)更偏重于有機(jī)反應(yīng)的應(yīng)用，即利用有機(jī)反應(yīng)得到具有多個(gè)重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的高分子量化合物。由于高分子材料具有易于大量制備的特點(diǎn)，因此適用于合成高分子材料的有機(jī)反應(yīng)必須具有原料易得、高效、易于操作的特點(diǎn)。例如，在生產(chǎn)和生活中常見(jiàn)的聚酯、聚酰胺等高分子材料就是利用了易于獲得的有機(jī)酸、醇、胺，通過(guò)簡(jiǎn)單的酯化、酰胺化等有機(jī)反應(yīng)縮合而成。

  近年來(lái)，一些高效的有機(jī)反應(yīng)被逐漸應(yīng)用于新型縮聚物的合成，得到了一系列具有新結(jié)構(gòu)、新官能團(tuán)的聚合物，為高分子合成化學(xué)注入了新的活力。作為高效反應(yīng)的代表，點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)已被充分應(yīng)用于新型縮聚物的合成。將這些成名已久的“老”化學(xué)反應(yīng)用于高分子合成領(lǐng)域，不僅為科學(xué)家們提供了新的合成思路，得到了具有新結(jié)構(gòu)、新功能的高分子，同時(shí)也促進(jìn)了人們對(duì)這些化學(xué)反應(yīng)的深入研究，推動(dòng)了高分子化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的共同發(fā)展。

  不同于傳統(tǒng)的兩組分反應(yīng)，多組分反應(yīng)可被視為一類(lèi)獨(dú)具特色的偶聯(lián)反應(yīng)。例如，1）兩組分偶聯(lián)反應(yīng)僅限于兩種底物之間的反應(yīng)，而多組分反應(yīng)可以將兩個(gè)以上的底物連接成單一產(chǎn)物。因此，通過(guò)多個(gè)底物引入更多的官能團(tuán)，即可利用多組分反應(yīng)獲得具有多重功能的化合物。2）通過(guò)選擇手性底物、催化劑等，有可能在多組分反應(yīng)的產(chǎn)物中獲得新的手性中心，拓展了手性化合物的范疇。3）多組分反應(yīng)往往利用價(jià)廉易得的反應(yīng)基團(tuán)，如胺、醛、羧酸等，易于大量制備。著名的Biginelli反應(yīng)就是這么一個(gè)多組分反應(yīng)。擁有120多年歷史的它，一直被用于小分子藥物的研發(fā)，而最近才被應(yīng)用于高分子化學(xué)領(lǐng)域。近期，清華大學(xué)陶磊副教授課題組接受《中國(guó)科學(xué)：化學(xué)》編輯部邀請(qǐng)，為英文刊Science China Chemistry撰寫(xiě)了綜述文章“Training the old dog new tricks: the applications of the Biginelli reaction in polymer chemistry”，發(fā)表在2016年第12期。

圖一：The old multicomponent reaction, Biginelli reaction has recently been introduced into the polymer chemistry

  在該文章中，作者綜述了Biginelli反應(yīng)在高分子化學(xué)中的應(yīng)用，包括新型縮聚物的合成、縮聚物的后修飾、與可控自由基聚合相結(jié)合的一鍋法合成策略，以及Biginelli反應(yīng)在材料科學(xué)、生物化學(xué)中的應(yīng)用。原先只是用于小分子合成的Biginelli反應(yīng)在高分子化學(xué)領(lǐng)域煥發(fā)出了新的生命力，利用Biginelli反應(yīng)合成的新型縮聚物不僅有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，更能起到金屬粘合劑的作用。相比于傳統(tǒng)的二組分反應(yīng)，Biginelli反應(yīng)發(fā)揮出了多組分反應(yīng)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

圖二： 利用Biginelli反應(yīng)合成縮聚物應(yīng)用于金屬粘合。

原文鏈接：http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCC/59/12/10.1007/s11426-016-0219-4?slug=full text 

  作者簡(jiǎn)介：陶磊，男，1976年4月生。2006年于英國(guó)華威大學(xué)（WarwickUniversity）獲得博士學(xué)位。2006-2008，2008-2010年分別于美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校和澳大利亞新南威爾士大學(xué)從事博士后研究，2010年加入清華大學(xué)化學(xué)系，現(xiàn)為清華大學(xué)化學(xué)系副研究員。主要研究方向?yàn)槎嘟M分點(diǎn)擊化學(xué)、多組分聚合體系、自愈性水凝膠的生物應(yīng)用。

  感謝《中國(guó)科學(xué)：化學(xué)》供稿。