浙大高分子系张兴宏副教授团队在羰基硫共聚方面取得进展

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羰基硫（COS），又称氧硫化碳，是大气硫循环中含量最多的含硫化合物，纯净的COS无色无味。自然界中主要产生于火山爆发、海洋中含硫化合物分解和动植物腐烂等。人类工业活动如化石能源如煤炭的燃烧也产生大量COS。COS会严重腐蚀设备，散逸到高空中既产生二氧化硫导致酸雨，又会被光氧化破坏臭氧层。COS可以用作熏蒸剂，用于替代溴甲烷、磷化氢等；也可合成杀虫剂巴丹、除草剂燕麦敌、杀草丹等，工业上常用于在线仪表的校正气或标准气。
浙江大学高分子科学系张兴宏副教授团队通过配位催化的方法，将COS与环氧化物共聚，获得了一类新的高折光指数、可溶的有机光学材料，而传统的缩聚和开环聚合等路线效率低、采用的光气硫醇等单体剧毒。通过原子经济性的加聚反应，所得的COS基共聚物是一种高度透明、可溶解加工的含硫聚合物，具有高的折射指数（>1.5）和阿贝数(最高达42)，有可能成为一种新的光学材料。
2008年，张兴宏副教授团队首次报道了双金属氰化络合物催化剂二硫化碳（CS2）与环氧丙烷的共聚研究（Macromolecules 2008, 41, 1587-1590），发现了氧硫交换反应的现象；值得注意的是，共聚过程中的主要链节结构是由COS与环氧丙烷共聚链节，表明中间单体COS的生成。启发于自然界中的碳酸酐锌酶可与COS定量反应的事实，该团队于2013年成功采用双金属氰化络合物催化剂（活性中心类似于锌酶的Zn-OH键结构）和金属Cr络合物催化COS与环氧丙烷的共聚，其中后者的聚合特点是区域选择性和活性共聚合（Macromolecules 2013, 46, 5899-5904）。自2014年，该实验室博士生罗铭在CSC资助下，与美国Texas A&M大学的Darensbourg教授合作，研究了若干含硫C1（COS和CS2）与环氧化物共聚的新体系，发现了Zn和Cr催化剂可高效催化COS/环氧可控共聚，有的催化体系的活性接近烯烃聚合催化剂的水平；系统阐述了含硫C1共聚中的催化剂的结构效应和环氧单体的结构效应，发现了COS(CS2)/环氧化物共聚异于CO2/环氧化物共聚的显著特点，即氧硫交换和特殊区域选择性。同时，研究结果提供了二元不对称单体同时精确区域选择性开环加聚反应的新模式。就COS/环氧化物共聚体系，该实验室受Accounts Chem. Res.的邀请撰写发表了专题论文。详见Ming Luo, Xing-Hong Zhang*, Donald J. Darensbourg*. Poly(monothiocarbonate)s from the Alternating and Regioselective Copolymerization of Carbonyl Sulfide with Epoxides，9.27, 2016，DOI: 10.1021/acs.accounts.6b00345.
张兴宏副教授团队采用催化的手段将COS固定为具有应用前景的光学材料。实际上，COS，作为一种及其重要的一碳化合物，也受到大气化学、生命化学等领域科学家的高度重视。如COS被认为是早期地球大气中的组分之一，很可能参与了生命的起源过程(百度百科：羰基硫词条)。

关于COS共聚的系统性研究工作由罗铭博士完成。罗铭博士2011年进入该实验室，导师为王齐教授和张兴宏副教授；于2014-2015年在Texas A&M大学Donald J. Darensbourg教授课题组交流访学。该项研究得到了国家自然科学基金项目（21274123）、浙江省杰出青年基金项目（LR16B040001）和国家留学基金委的资助。

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