英文原题：Cobalt-Catalyzed Multicomponent Polyannulation toward Luminescent and Chiroptical Poly(quinazoline) Derivatives
通讯作者：韩婷（深圳大学）
作者：范冬阳，吴佳盛，黎哲祺，王东，石毅，韩婷，唐本忠
稠杂环聚合物凭借其共轭稠环与富杂原子共存的结构特点，具有优异的热稳定性与灵活可调的光电等性能，在光电器件、荧光传感、能源存储与生物医药等领域受到广泛关注。在众多稠杂环结构基元中，喹唑啉及其衍生物既是多种天然产物和药物的核心骨架，又因其反应活性高、功能可调等特点，成为构筑先进功能材料的重要基础。然而，含有喹唑啉结构的功能高分子合成目前仍面临步骤繁琐、条件苛刻或催化剂成本较高等问题。这些合成方面的挑战限制了聚喹唑及其衍生物的结构多样性与多样化功能应用。
近日，深圳大学韩婷研究员团队报道了一种便捷、经济、高效的“一锅法”多组分环化聚合策略，用于构筑结构新颖、明确的多取代聚喹唑啉及其衍生物（图1、图2）。该反应以简单易得的2-异氰基苯甲腈、二磺酰叠氮和二胺为单体，在钴催化下经连续三步C−N键形成反应即可在聚合物骨架中原位构建多取代喹唑啉结构基元，能够以最高可达99%的产率，制备出重均分子量最高可达4.06 × 106 g/mol的聚喹唑啉。通过调控二胺单体结构，可灵活获得刚性、柔性及手性结构特点的多样化聚喹唑啉。所得聚喹唑啉在溶液态下普遍表现出明亮的蓝色荧光（图3），部分聚合物表现出双态发光行为，在聚集态下依然可以保持良好的发光性能。此外，喹唑啉结构单元在酸作用下可高效转化为喹唑啉酮，进而实现对氢键作用及手性光学响应的动态调控（图4、图5）。
图1. 本研究所报道的聚喹唑啉及其衍生物的合成方法与已报道工作的对比。
图2. （a）聚合反应路线及各单体的化学结构；（b）所得聚合物的结构、产率与绝对分子量。
图3. 不同不良溶剂体积分数的DMSO/乙醇体系中代表性聚合物的光致发光谱图以及相对荧光强度变化曲线。
作者对由手性二胺制得的聚喹唑啉在水解前后的手性光学性能进行了细致研究，结果表明：所得稠杂环聚合物呈现明显的镜像圆二色（CD）信号，且溶剂环境对CD谱图具有一定影响：在THF等弱配位溶剂中信号主要位于短波区，而在DMF、DMSO及其混合溶剂中，由于可能的氢键相互作用，使得在长波区的CD信号发生增强。经酸诱导水解后，亚胺转化为羰基，氢键作用减弱，使CD信号对溶剂配位性强弱的敏感性降低。
图4. （a，b）由手性二胺制得的聚喹唑啉在酸性条件下的水解反应；（c，d）由手性二胺制得的聚喹唑啉及其水解产物在不同溶剂中的吸收光谱（上）与CD光谱（下）。
在圆偏振发光（CPL）方面，由手性二胺制得的聚喹唑啉在弱配位溶剂THF中几乎无信号，而在DMF、DMSO及其混合溶剂中则出现镜像CPL光谱，发射峰约为420 nm。这一差异可能源于溶剂与–NH–基团之间氢键作用的强弱：强配位溶剂增强氢键作用并提高构象刚性，从而提升荧光与手性发光响应。水解后，氢键作用减弱，CPL信号显著降低甚至消失，表明氢键在手性光学调控中的重要作用。
图5. （a，b）不同溶剂中手性聚合物及其水解产物的CPL光谱；（c）水解前后聚合物与溶剂间氢键作用示意图。
总结/展望
本研究发展了一种钴催化的多组分环化聚合新反应，可由简单易得的单体一锅法高效构筑结构新颖、明确的多取代聚喹唑啉及其衍生物。所得稠杂环聚合物兼具良好的溶解性与发光性能，并可通过酸触发水解便捷地生成多取代聚喹唑啉酮。通过引入手性二胺单元，成功获得具有手性光学活性的稠杂环聚合物体系。总体而言，该工作展示了多组分环化聚合策略在构筑复杂稠杂环聚合物方面的高效性与通用性，为开发新一代多功能高分子材料提供了可能的的途径。
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Cobalt-Catalyzed Multicomponent Polyannulation toward Luminescent and Chiroptical Poly(quinazoline) Derivatives
Dongyang Fan, Jiasheng Wu, Zheqi Li, Dong Wang, Yi Shi, Ting Han*, Ben Zhong Tang
Macromolecules 2026, 59, 9, 5692–5702
https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c03530
Published April 27, 2026
© 2026 American Chemical Society
导师介绍
韩婷
https://www.x-mol.com/groups/tang_bz_szu
（本稿件来自ACS Publications）
