乙烯基聚合物是通过乙烯基单体加成聚合而成的，是现代社会中普遍存在的一大类具有重要技术意义的聚合物材料。乙烯基聚合物的全碳主链由强而惰性的
C-C
键组成，使其具有强大的物理性能和耐用性，可用于众多应用，但这也使它们不易降解，最终导致消费后废物在垃圾填埋场或海洋中积累和持久存在。通常采用高温（
≥400 °C
）热解来降解乙烯基聚合物。然而，这样的过程能源密集，并且通常会发生各种副反应，产生复杂的产品混合物。
为了实现节能降解，最近的进展和研究集中在将含杂原子的不稳定基团（例如酯和硫酯）引入乙烯基聚合物的主链。然而，复杂共聚单体的精细设计对于实现统计和受控共聚至关重要，这通常需要费力的合成。此外，主链中的不稳定基团通常会对所得聚合物的物理性能和耐久性产生不利影响。为保持全碳主链的实际应用，已开发出一种颇具吸引力的
“
侧链触发主链降解
”
策略，该策略通过加入含有触发侧链的专门乙烯基共聚单体实现，其能够在某些刺激下从侧链产生主链自由基，从而诱导降解。然而，这些碳主链乙烯基聚合物的降解以不受控制的途径进行，并产生复杂的低聚物混合物。从经济和可持续的角度来看，在温和条件下完全降解碳骨架乙烯基聚合物以回收单体或纯净、有价值的化学品是非常可取的，但仍然是一项艰巨的挑战。
中国科学院上海有机化学研究所洪缪研究员、法国图卢兹第三大学
Laurent Maron
教授等研究人员
以丙烯酸聚合物为例，报告了芳构化驱动的
C–C
键断裂这一可行且有效的策略，可赋予碳骨架可降解性。这一新策略的关键是使用受阻路易斯对协同催化剂，高效、活性、交替加成共聚丙烯酸与简单、市售且可生物再生的香豆素。所得丙烯酸共聚物是坚固、透明的热塑性塑料，其关键热性能、光学性能和机械性能可与聚（甲基丙烯酸甲酯）媲美或优于聚（甲基丙烯酸甲酯）。在强碱作用下，交替共聚物可利用芳香化作为热力学驱动力，通过有效断裂主链
C-C
键在室温下完全降解，生成纯净的、具有药用价值的分子，从而得到耐用、坚固且完全可降解的碳骨架丙烯酸聚合物。
相关研究成果2025年3月13日以“
Vinyl polymers with fully degradable carbon backbones enabled by aromatization-driven C–C bond cleavage
”为题发表在
Nature Chemistry
上。
新策略的提出
：提出了芳香化驱动的
C–C
键断裂（
ACBC
）策略，以赋予碳骨架聚合物可降解性，使用丙烯酸聚合物作为模型实例。
高效催化剂的开发
：开发了一种新型的受挫路易斯对协同催化剂，实现了丙烯酸酯与简单、商业化且可再生的香豆素的高效、活性交替共聚。
高性能聚合物的合成
：合成的丙烯酸共聚物具有优异的热、光、力学性能，可与聚甲基丙烯酸甲酯（
PMMA
）媲美甚至更优。
完全可降解性
：在强碱条件下，交替共聚物能够通过芳香化作为热力学驱动力，在室温下完全降解为主链
C–C
键断裂，生成纯净的、具有药用价值的分子。
实际应用潜力
：这种新型的可完全降解的碳骨架丙烯酸聚合物，有望在可持续塑料和功能聚合物（如纳米光刻）等领域得到实际应用。
