《自然·化学》：催化剂出手，治理塑料污染有一手！

原创高分子科学前沿高分子科学前沿

众所周知，塑料作为一种重要的工业产品，已经成为我们日常生活中离不开的材料。它极大地便捷了我们的生产生活。然而，任何事物都具有两面性，提到塑料，除了它们对我们生活的便利所做出的巨大贡献，人们往往能够同时想到它的另一面，环境污染。是的，为我们生活作出巨大付出的塑料早已经成了人们心目中环境污染的代名词。据统计，全球每年的塑料可回收利用率仅有可怜的10%。绝大部分的废弃塑料都被运到垃圾焚烧厂焚烧以及垃圾填埋场填埋。这不，前一段时间网上还在热烈讨论关于人体内发现的微塑料。这些废弃的塑料很难得到及时清理，确实造成了巨大的环境污染。同时目前的回收塑料的方法例如机械方法等使得塑料的性质发生了巨大变化，产生的是性质更差的材料。

化学循环法可以使塑料转变为其上游原料或者具有更高附加价值的产品。因而最近几年人们都在大力发展这个方法。但是，发展具有化学可循环性质，同时具有可媲美传统塑料性质的聚合物及其单体具有很大的挑战。为此，美国普林斯顿大学的Paul J. Chirik团队报道了可通过铁配合物进行化学循环的低聚环丁烷，其在加热时可由1，3-二丁烯聚合为聚环丁烷，真空下可逆的转变为单体。该工作以题为“Iron-catalysed synthesis and chemical recycling of telechelic 1,3-enchained oligocyclobutanes”发表在《Nature Chemistry》上。

【寡聚环丁烷的合成和表征】

在以前的报道中，使用金属催化的烯烃聚合往往产生的是1, 4-和1, 2-插入的产物。在本工作中，作者使用吡啶二胺作为配体的铁配合物((^MePDI)FeN₂)₂(µ-N₂) 作为催化剂催化1, 3-丁二烯聚合。反应在纯丁二烯以及50度条件下进行，反应三天后出现白色固体。除去挥发物并用乙酸乙酯萃取后，得到了一个可溶的半固体组分和一个不溶的亮棕色的粉末组分。1D NMR和2D NMR 数据表明，这两个组分均为以烯烃作为端基的，1, 3-连接的聚环丁烷。量子化学计算模拟聚合物的核磁共振图谱后也证明了结构的正确性。通过积分和模拟数据表明，可溶部分为8聚物，平均分子质量为486g/mol，不可溶部分为17聚物，平均分子质量为973g/mol。