水相有机催化因具有绿色、环保和可持续化特点，在现代化学合成领域受到广泛关注。然而，许多有机反应底物通常具有较强疏水性，在水环境中存在溶解性差、传质效率低以及催化活性物种难以稳定存在等问题，导致传统有机催化体系在水相条件下面临较大的挑战。安息香缩合反应作为典型的碳-碳键构建反应，目前仍主要依赖有机溶剂体系实现高效转化。因此，开发能够在水环境中提供局域催化微环境并实现高效、可循环利用的新型催化体系具有重要意义。

针对上述问题，本研究提出了一种基于温敏聚合物微凝胶的水相纳米反应器设计策略。研究利用聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAm）微凝胶优异的温度响应特性和三维网络结构，将1,2,4-三唑鎓功能基团引入聚合物网络中，构建具有催化活性位点的温敏离子型微凝胶体系。通过聚合物网络的空间限域作用，实现对疏水性反应底物的局部富集，同时利用三唑鎓结构在碱性条件下生成N-杂环卡宾（NHC）活性物种，从而促进水相安息香缩合反应。

研究制备得到了一系列三唑鎓功能化PNIPAm微凝胶（PNT-x）。实验结果表明，所得微凝胶具有良好的球形结构和温度响应性能，其粒径约为232–282 nm，并表现出约28 ℃的体积相转变温度。随着三唑鎓功能单体含量增加，微凝胶中的催化活性位点数量逐渐提高，同时保持稳定的温敏膨胀-收缩行为，为构建可调控的催化微环境提供了结构基础。

进一步研究发现，优化后的PNT-10微凝胶纳米反应器能够在温和水相条件下高效催化苯甲醛缩合生成安息香，反应收率接近定量水平，并表现出优异的催化稳定性。通过对照实验发现，1,2,4-三唑鎓功能结构对于催化活性的产生具有关键作用，而非带电三唑结构以及咪唑鎓体系均无法实现有效催化，证明了催化活性位点与聚合物微环境之间的协同作用。

此外，该温敏微凝胶体系还表现出良好的循环利用能力。利用PNIPAm材料温度诱导体积收缩和聚集的特性，可以实现催化剂的快速分离与回收。研究结果表明，PNT-10微凝胶经过5次催化循环后仍保持较高催化活性，同时其粒径、形貌以及化学结构均未发生明显变化，体现出良好的结构稳定性和应用潜力。

本研究构建了一种集催化活性位点、温敏聚合物网络以及限域反应环境于一体的新型水相纳米反应器体系，揭示了聚合物微环境调控底物富集、催化活化以及反应效率之间的关系。该工作为发展绿色水相有机催化体系提供了新的设计策略，也为功能聚合物材料在催化、生物模拟及智能反应体系中的应用提供了新的研究思路。

以上研究工作以“Thermoresponsive 1,2,4-Triazolium-Functionalized PNIPAm Microgels as Nanoreactors for Aqueous Benzoin Condensation”为题，发表于ACS Applied Polymer Materials（DOI：10.1021/acsapm.6c02739）。硕士生刘俊和黄维为论文共同第一作者，周娴婧副教授、袁家寅教授和王新平教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（批准号：22173081、22161160317、21704092）、浙江理工大学基本科研业务费专项资金（批准号：25262159‑Y）和瑞典斯德哥尔摩大学CircuLab技术平台的支持。

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原文链接：https://doi.org/10.1021/acsapm.6c02739