近年來，聚三硫代碳酸鹽因其良好的熱穩定性、折射率、結晶性和機械性能，引起了廣泛的關注。然而，它們的結構和功能探索受到了合成方法的限制。

多組分聚合具有單體簡單、反應條件溫和、產物結構多樣、效率高等優點，可以為市售單體合成各種聚三硫代碳酸鹽提供強大的多功能工具。

2024年12月21日，香港中文大學（深圳）唐本忠院士、華南理工大學胡蓉蓉教授在國際期刊Journal of the American Chemical Society發表題為《Facile Synthesis of Functional Polytrithiocarbonates from Multicomponent Tandem Polymerizations of CS₂, Thiols, and Alkyl Halides》的研究論文，Longbin Chen為論文第一作者，唐本忠院士、胡蓉蓉教授為論文共同通訊作者。

唐本忠，香港中文大學（深圳）教授，中國科學院院士，發展中國家科學院院士，亞太材料科學院院士，英國皇家化學會會士。

1982年于華南理工大學獲學士學位，1985年、1988年先后獲日本京都大學碩士、博士學位；曾在多倫多大學從事博士后研究工作。1994年加入香港科技大學。2021年加入香港中文大學（深圳）擔任理工學院院長、校長學勤講座教授。

唐本忠院士主要從事材料科學，高分子化學和生物醫學診療等研究。在聚集誘導發光（Aggregation-Induced Emission, AIE）這一化學和材料前沿領域取得了原創性成果，是AIE概念的提出者和AIE研究的引領者。

唐本忠院士已發表學術論文2,000多篇，總引用超210,000次，H因子為202。在學術會議上作了500多場邀請報告，擁有100多項授權專利。

胡蓉蓉，華南理工大學教授，國家杰青，國家優青。2007年本科畢業于北京大學，2011年博士畢業于香港科技大學，隨后留校擔任研究助理兩年。2014年加入華南理工大學，2016年晉升為教授。

胡蓉蓉教授的研究興趣為1. 多組分聚合新反應；2. 含硫功能高分子材料的合成；3. 新型發光分子的設計、合成與應用研究。已發表SCI收錄的論文100余篇，共被引用3000余次。

在這里，研究人員開發了一種穩定且高效的多組分串聯聚合（MCTP）方法。在室溫、空氣中，以K₂CO₃為催化劑，將CS₂、二硫醇和鹵代烷烴進行聚合，合成了12種結構多樣有序的聚三硫代碳酸鹽，分子量高達37900 g/mol，產率高達93%。

根據不同的聚合物主鏈結構，非晶態聚三硫代碳酸鹽具有優異的斷裂伸長率，而結晶態聚三硫代碳酸鹽具有較大的加工溫度窗口（約200 °C）和良好的機械性能（σ_B為23.6 MPa，?ε_B為858%），經單軸拉伸變形后拉伸強度可顯著提高至87.5 MPa。

即使沒有芳香環，也能觀察到結晶聚三硫代碳酸鹽在有機溶劑中的上臨界溶液溫度（UCST）以及非常規發光現象。

因此，這種高效、穩定、溫和且經濟的CS₂?MCTP為簡便構建結構多樣性的聚三硫代碳酸鹽開辟了道路，帶來了可調節的機械、熱、發光和熱響應性能，將大大拓寬含硫聚合物的結構和應用范圍。

圖1：多組分串聯聚合（MCTP）過程示意圖

圖2：聚三硫代碳酸鹽的化學結構、產率、M_ns和多分散性指數

圖3：模型化合物的合成與單晶結構

圖4：核磁共振譜圖

圖5：聚三硫代碳酸鹽的熱穩定性和結晶性

圖6：聚三硫代碳酸鹽的熱響應行為和發光性質

圖7：聚三硫代碳酸鹽的機械性能和鏈間相互作用

圖8：拉伸誘導結晶和機械性能增強

綜上，作者通過多組分串聯聚合（MCTP）方法，簡便、高效地合成了一系列結構多樣、性能可調的聚三硫代碳酸鹽（polytrithiocarbonates），這些聚合物具有良好的熱穩定性、可調控的機械性能以及獨特的上臨界溶解溫度（UCST）行為和非傳統發光性質。

Facile Synthesis of Functional Polytrithiocarbonates from Multicomponent Tandem Polymerizations of CS₂, Thiols, and Alkyl Halides,?Journal of the American Chemical Society,?2024.