螺旋结构在自然界中无处不在:DNA的双螺旋、蛋白质的α-螺旋、植物卷须与贝壳的宏观螺旋,不仅决定了生命分子的空间构型,也直接关联复制、转录与催化等核心生命过程。因左右手螺旋互为不可重叠的对映异构体,一旦某一手性螺旋过量,体系即呈现宏观光学活性。这一“手性放大”现象提示化学家:若能人工合成具备稳定单手螺旋的聚合物,有望模拟乃至超越天然螺旋,为手性识别、不对称合成、信息存储及光电材料开辟全新路径。因此,“人工螺旋聚合物”在过去三十年里始终处于高分子化学与手性科学的前沿中心。

基于此,吴宗铨教授团队系统综述了近几十年来人工螺旋聚合物在可控合成、结构与功能方面的最新进展(图1):重点介绍通过不对称聚合与螺旋选择性聚合策略构筑单手性静态螺旋聚合物,以及利用螺旋诱导与记忆效应精准制备单手性占优的动态螺旋聚合物。随后,对螺旋聚合物在手性分离、不对称催化、手性自组装及圆偏振发光等领域的应用进行归纳。最后还探讨该领域仍面临的挑战与未来发展方向。

图1螺旋聚合物:从精确合成到结构和功能

相关研究成果“Helical Polymers: From Precise Synthesis to Structures and Functions”为题发表在Chemical Reviews上(Chem. Rev.2026,126, 297–403),文章共同第一作者为娱乐城 高润檀博士、李诗意博士和刘娜教授,娱乐城 吴宗铨教授为论文通讯作者。

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//doi.org/10.1021/acs.chemrev.5c00540