近一段时间，关于聚离子液体(PILs)的报道有些频繁，PILs因为其自身特性，在诸如催化、分散、CO₂吸收以及电化学器件上都有应用，尤其是电化学器件，自带种族天赋。那么我们今天要讲的研究呢，和上面这几项都没有关系。今天讲的是PILs的简单合成及其抗菌性。

       在聚离子液体的合成中经常会采用可控/活性聚合。在咪唑或吡啶类的聚离子液体中，比较常用的是可逆失活自由基聚合(reversible deactivation radical polymerizations, RDRP)。但是这个方法存在一个问题，直接将离子液体单体进行聚合，所得到的聚离子液体聚合不完全，而且数均分子质量难以控制。其原因就是作为聚合反应媒介的过渡金属离子经常会和离子液体单体或聚合物形成配合物。另一种使用零价铜的RDRP用于4-乙烯基吡啶(4-VP)的聚合时则面临着产率低、PDI高的问题，同时对溶剂有着特殊要求。

       来自南京理工大学的张强教授等人对该反应进行了改进，同时采用先聚合4-VP再进行季铵化的方式**控制了聚合的质量，得到了低PDI的聚离子液体。研究者将4-VP和氯基引发剂（2-氯丙酸甲酯或1-苯基乙基氯）溶解在体积比1:1的H₂O/DMSO混合溶剂中形成均相体系，氮气鼓泡5min后加入分散有紫色零价铜、CuCl₂和Me₆TREN的水相悬浊液，作为聚合反应的活化剂和失活剂。在5~10 ℃下反应24 h后转化率可达94%。在反应过程中，体系会自发分为两相，较重的一相即为PIL相，而未反应的铜则会发生聚沉，可以简单分离，这无疑为大规模生产提供了便利

随后，研究者对不同反应时段的体系用体积排阻色谱法进行研究，发现在高转化率下也没有观察到高MW肩峰或低MW尾峰。表明聚合过程中没有明显的终止或偶联副反应发生，而后的数均分子质量随转化率的线性关系也证实了这一点。在整个聚合过程中，M_w/M_n保持在较低水平，表明对Cu(0)-RDRP对聚合反应有很好的控制作用。一级动力学曲线中M_n与单体转化率呈线性关系，表明自由基浓度恒定，这也是可控/活性聚合的**特征。

在图1中可以看到，聚合物通过季铵化接上一个糖基成为了一个含糖聚离子液体。为什么会接一个糖基呢？我们知道，像这种含有季铵中心阳离子聚离子液体通常对真菌和细菌有光谱的抗菌活性，但是也存在一个问题，对哺乳动物的细胞存在毒性和溶血效应，而且对微生物的选择性和敏感性不够高。那么对PILs进行结构优化是很有意义的事情。恰好，有一个操作叫做引入糖基，通常这会提高生物相容性。并且通过与微生物表面膜蛋白结合，糖基可以提高对微生物的选择性和亲和性作者认为，这很有可能就提高PILs的抗菌性能并且降低细胞毒性。研究者将D-甘露糖和D-葡萄糖接入PILs，与未接糖基的PILs进行对比，分别研究了其与豆科凝集素Concanavalin A (Con A)亲和性以及对大肠杆菌的抗菌作用，且分别用BF₄^-和Br^-研究了不同阴离子（这两种搭配可以溶于水）的影响。

       可见，该合成策略提供一种简单的方法，合成具有可设计结构、增强细菌亲和力和杀灭能力的含糖聚离子液体。

原文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/CC/C9CC09858E

原文作者：

Jing Chen, Die Li, Chunyang Bao and Qiang Zhang

DOI: 10.1039/C9CC09858E