稠(杂)环聚合物是一类重要的功能聚合物, 因其优异的光电特性而被广泛应用于光电领域. 这类聚合物的传统制备方法往往需要用到修饰有复杂官能团的稠(杂)环单体, 这些单体种类有限且合成难度大, 导致稠(杂)环聚合物的发展受到限制. C–H活化过程的发现与提出为利用惰性的C–H键作为潜在官能团提供了可能, 有效避免了对单体进行复杂修饰的要求, 大大扩增了单体的种类和来源. 基于C–H活化的炔烃环化聚合反应, 能够在聚合物骨架中原位直接形成稠(杂)环结构, 具有原料简单易得、聚合效率高、产物结构丰富等诸多优势, 因此受到广泛关注. 唐本忠院士团队在《中国科学：化学》发表综述，分类总结了基于C–H活化的炔烃环化聚合领域的最新进展, 包括合成手段和所得聚合物的性质与功能介绍, 并对该领域的未来发展方向进行了展望.
功能聚合物的合成与开发一直是高分子科学领域的研究热点之一. 其中, 含有稠环或稠杂环的聚合物因其独特的性质受到研究者的广泛关注. 稠(杂)环聚合物由于结构中存在共轭的稠环,通常具有较好的电子传输性能以及独特的光电特性, 被广泛应用于光电和传感等领域当中, 如晶体管、聚合物半导体、太阳能电池、荧光生物或化学传感器以及生物成像及诊疗试剂等. 然而, 目前稠环或稠杂环聚合物的发展仍面临着挑战, 尤其是仍缺乏便捷高效的合成手段. 传统的合成方法往往采用原本就含有稠环或稠杂环的活性单体, 经过偶联聚合等过程来进行制备. 这些聚合反应条件通常比较复杂严苛, 并且所涉及的单体大多成本较高、可选择的种类较少. 为了提高单体的反应活性, 有时还需要复杂烦琐的合成路线来将稠(杂)环母核修饰为可反应的活性单体, 这进一步增加了聚合产品的制备成本与资源消耗. 因此, 探索可在较为简单和温和的反应条件下, 以廉价易得的单体原料在聚合物骨架中原位生成稠环或稠杂环单元的新型聚合反应方法具有十分重要的学术研究价值和工业意义.
几乎所有的有机化合物都具有C–H键, 若能有效利用C–H键进行聚合则可以大大降低单体的合成难度, 扩宽底物的选择范围. 然而惰性的C–H键由于具有较高的能量通常难以断裂, 如何在温和条件下将C–H键进行选择性催化活化是一个瓶颈问题. 自1965年Joseph等首次提出C–H活化的概念以来, 众多研究者致力于C–H活化的研究, 以期攻克这一难题. 目前C–H活化在有机化学领域已取得显著的进展. 有机化学家从催化剂的体系到导向基团等方面均作了较为深入的研究, 成功开发出各类基于C–H活化的反应体系. 其中, 过渡金属催化的炔烃与芳香化合物的C–H活化环化反应是一种原位构筑稠环或稠杂环小分子的重要手段, 具有原子经济性高、反应底物范围广、官能团耐受性强等优势. C–H活化在有机小分子反应中的飞速发展引起了高分子科学家的关注. 2005年, Hillmayer等曾将C–H活化成功用于聚烯烃的后功能化当中. 此外, Leclerc等则将C–H活化与偶联结合, 有效地实现了芳基或杂芳基的直接聚合. 相较传统的偶联聚合反应来说, 利用芳基上的C(sp2)–H作为偶联基团直接聚合, 不仅简化了合成步骤, 而且大大地提高了原子经济效率.三键单体合成简单、方法成熟, 所得聚合物结构中通常含有不饱和键, 因而赋予聚合物独特的光电性能, 可用于各种先进技术领域当中. 唐本忠院士课题组长期致力于新型三键聚合反应的开发, 目前已发展出一系列基于三键的高效聚合反应, 并且合成出多种功能性共轭聚合物. 聚合反应的开发往往是以已报道的小分子反应为基础, 通过合适的聚合路线设计、单体合成和聚合反应条件优化等方法, 高效地获得分子量高、结构明确的聚合产物. 在此过程中, 有机小分子反应的选择非常重要. 鉴于炔烃与芳香化合物的C–H活化环化反应的诸多优势, 研究人员们探索了将其开发为新型聚合反应的可能性. 经过不懈的努力, 近年来已有多种便捷高效的基于C–H活化的炔烃环化聚合反应被成功开发出来, 并被用于各种多功能稠环或稠杂环聚合物的制备当中. 这类聚合反应将C–H键作为关键的反应位点, 利用简单的炔类单体在温和条件下进行聚合, 可以在聚合物骨架中原位生成稠环或稠杂环结构基元. 基于此类聚合反应得到的稠(杂)环聚合物结构更易调控. 因此, 可在聚合物特征结构的性质基础上, 根据实际应用来进行结构优化设计, 从而赋予其更多特殊的功能和性质, 将其应用于光刻胶、荧光化学探针、刺激响应材料以及生物成像与诊疗等领域.该综述依据参与聚合反应的单体种类数目分类介绍了基于C–H活化的炔烃环化聚合领域的最新进展, 包括单组分聚合、双组分聚合和多组分聚合三大类, 其中在双组分聚合部分还分别介绍了等当量聚合和非等当量促进的环化聚合. 此外, 对所生成的稠(杂)环聚合物的性质与功能探究进行了简要总结, 并对此领域的未来发展做出了展望（见下图）.
基于C–H活化的炔烃聚合反应合成多功能稠(杂)环聚合物
