以聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯等为代表的全碳主链高分子，是产量最大、应用最广泛的合成高分子，2020年，全球的产量超过2.2亿吨，约占塑料总量的70%。全碳主链骨架赋予了聚合物材料优异的物理和加工性能、卓越的耐化学腐蚀和耐久性、良好的电气绝缘性能等，然而，由于C-C键性质稳定，这类聚合物自然条件难以降解、化学降解能耗大(>400 ^oC)且副反应多，目前是白色污染的主体。通过共聚引入促降解单元可以赋予全碳主链高分子降解性，但是存在促降解单体合成繁琐，降解产物复杂，性能低于原始聚合物的挑战。

中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学全国重点实验室的洪缪课题组致力于可持续性高分子材料的创制与应用研究 (Nat. Chem.2022, 14, 294; Angew. Chem. Int. Ed.2020, 59, 2664; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202217812)。最近，该课题组发现简单的商品化芳香性化合物—香豆素(CM)是一种新型的促降解单元，可有效解决上述挑战。利用B(2,4-F₂C₆H₃)₃和P^tBu₃受阻路易斯酸碱为新型协同催化剂，首次实现了香豆素与丙烯酸酯的高效共聚、活性、交替共聚，构筑了一类分子量、末端、序列结构精确可控的全碳主链高分子，M_n高达236.5 kg/mol (Ð = 1.07)，理论计算表明热力学控制是形成交替序列的原因。所得的新型全碳主链高分子具有媲美于甚至优于有机玻璃的光学性能(折光指数: 1.53~1.55, 400~1000 nm: 93~95%透过率，紫外阻隔)，且随丙烯酸酯侧基的不同，其热学和力学性能大范围内可调(T_g: 25~158 ^oC, 拉伸强度: 8.0~84.8 MPa, 断裂伸长率: 4.6~464.0%)，并具有优异的抗溶剂性和热稳定性(T_d: 274~340 °C)。

更为重要的是：当以1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)或Cs₂CO₃为强碱催化剂，该全碳主链高分子在室温下即可发生按需降解，定量回收得到具有生物医用价值的二聚小分子，需要指出的是，具有常温定量降解能力的全碳主链高分子是十分罕见的，机理研究表明：从6π电子的香豆素加成片段降解成10π电子的香豆素衍生二聚体的芳构化过程，为全碳主链的高效、高选择性断裂提供了热力学驱动力，进而建立了芳构化驱动碳链断裂的新策略(Aromatization-driven C–C Bond Cleavage, ACBC)，为难降解的全碳主链高分子在温和条件下的定量降解提供新思路。

综上，该工作通过催化剂的创新，解决了香豆素加成聚合惰性的挑战，并在可定量降解全碳主链高分子创制、碳链降解新机制方面实现了突破，成果以题为“Vinyl polymers with fully degradable carbon backbones enabled by aromatization-driven C–C bond cleavage”发表于Nat. Chem.2025, DOI: 10.1038/s41557-025-01751-w, 洪缪课题组的联培博士生张振华与副研究员孙洋洋是本文的共同第一作者；法国图卢兹第三大学的Laurent Maron教授与上海有机所的洪缪研究员为共同通讯作者。感谢国家自然科学基金委、国家重点研发计划、中国科学院和上海市科委的经费资助。

图 芳构化驱动碳链断裂新策略的示意图