顆粒在線訊：分解聚合物是一類新興的大分子，具有獨(dú)特的分解特征，使它們與其他一般可降解材料區(qū)分開來。這些聚合物被編程為在對(duì)極端刺激做出反應(yīng)時(shí)，通過多米諾骨牌般的碎片自發(fā)地從頭到尾分解。自從作者首次報(bào)道這種獨(dú)特類型的分子以來，世界各地的幾個(gè)小組已經(jīng)開發(fā)出新的、創(chuàng)造性的分子結(jié)構(gòu)，其性能類似于我們的開創(chuàng)性聚合物。自分解聚合物現(xiàn)在被廣泛認(rèn)為是一類重要的刺激響應(yīng)材料，其應(yīng)用范圍很廣，例如信號(hào)放大、生物傳感、藥物輸送和材料科學(xué)。醌-甲基化物消除被證明是實(shí)現(xiàn)聚合物分子快速多米諾樣碎裂的有效工具。因此，自分解聚合物的許多應(yīng)用都基于這種分解化學(xué)。盡管其他幾個(gè)碎片反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了順序分解所需的功能，但作者在該文中主要關(guān)注通過醌-甲基化物消除分解的自分解聚合物的例子。簡要描述了通過其他化學(xué)分解的自分解聚合物的選定示例。對(duì)具有新型分子骨架和增強(qiáng)性能的刺激響應(yīng)性可降解材料的需求不斷增長，這保證了科學(xué)界未來對(duì)這種獨(dú)特的聚合物類別的興趣。

圖 1. 自分解聚合物：歷史觀點(diǎn)、分子結(jié)構(gòu)、分解機(jī)制和應(yīng)用。

圖 2. 自分解聚合物作為光學(xué)探針用于傳感和標(biāo)記的應(yīng)用。

圖 3. 自分解聚合物在材料科學(xué)中的應(yīng)用示例。

圖 4. 自分解聚合物在治療科學(xué)和控釋中的應(yīng)用。

圖 5. 由各種聚合物主鏈組成的自焚聚合物的選定示例。

圖 6. 具有從內(nèi)部位點(diǎn)開始的順序分解機(jī)制的聚合物的選定示例。

總結(jié)

用于實(shí)現(xiàn)聚合物自分解功能的拆解化學(xué)發(fā)展的靈感，首先源于醌-甲基化物消除反應(yīng)。這種獨(dú)特的反應(yīng)使科學(xué)家能夠設(shè)計(jì)和合成被稱為自焚接頭的間隔分子。此類分子通?；?4-氨基苯甲醇或 4-羥基苯甲醇，可以經(jīng)歷從一個(gè)末端位點(diǎn)開始的斷裂過程，以從另一末端釋放目標(biāo)分子。將 4-氨基苯甲醇作為聚合物主鏈中的構(gòu)建塊單元并入導(dǎo)致可以從頭到尾拆解的大分子線性結(jié)構(gòu)。用響應(yīng)基團(tuán)覆蓋聚合物頭部用觸發(fā)器密封聚合物，該觸發(fā)器可以在暴露于特定的外部刺激時(shí)被激活。

自分解聚合物獨(dú)特的分解特性使其有別于其他可降解材料。作者在 2008 年關(guān)于自分解聚合物的原始報(bào)告為一類新的刺激響應(yīng)分解材料打開了大門。在這份報(bào)告之后，來自世界各地的幾個(gè)小組開發(fā)了新的分子構(gòu)建模塊，可用于合成自分解聚合物。該團(tuán)隊(duì)主要專注于使用自分解聚合物作為實(shí)現(xiàn)有效信號(hào)放大和控釋功能的工具。其他團(tuán)體也開發(fā)了材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用程序。

該領(lǐng)域越來越多的出版物清楚地反映了對(duì)自分解聚合物日益增長的興趣。值得注意的是，即使在閱讀這些線條時(shí)，自分解聚合物的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的新例子仍在不斷涌現(xiàn)。最終，開發(fā)具有增強(qiáng)性能和分解行為的自焚聚合物的新分子骨架仍然是一個(gè)普遍的挑戰(zhàn)。對(duì)刺激響應(yīng)性可降解材料的持續(xù)需求保證了科學(xué)界未來對(duì)這類獨(dú)特聚合物的興趣。

相關(guān)論文以題為Self-Immolative Polymers: An Emerging Class of Degradable Materials with Distinct Disassembly Profiles發(fā)表在《J. Am. Chem. Soc.》上。通訊作者是特拉維夫大學(xué)Doron Shabat教授。