聚氨基酸类材料(也称聚多肽)具备优异生物兼容性和可生物降解性以及含有丰富的侧链官能团结构，成为一类潜在的聚乙二醇(PEG)替代物, 已广泛用于蛋白药物的修饰、手术缝线和人工皮肤等领域。聚氨基酸拓扑结构的调控是高分子合成化学研究的一个热点，目前，人们已经成功开发了一系列开环聚合反应来制备线形(嵌段)结构、星形结构和梳形结构聚氨基酸，然而对于环状拓扑结构聚氨基酸的研究甚少，快速高效制备可控环状聚氨基酸仍然策手无策。传统的胺及其衍生物引发的开环聚合反应可以得到线型聚氨基酸，但聚合反应时间需要3-7天，并且通常伴随副反应；采用新型催化剂和优化聚合反应条件虽然在一定程度上弥补了这些缺点，但很难得到可控分子量的聚氨基酸。

最近，韩国釜山大学Il Kim教授、张宇博士以及复旦大学刘仁杰博士等组成的研究团队通过巧妙的设计，首次利用了碳酸氢咪唑鎓盐作为开环聚合的预催化剂，从简单的N-羧基-α-氨基环内酸酐单体出发合成一系列的线/环状聚氨基酸，并通过多种分析检测手段进行佐证。研究发现，单体转化率在聚合反应10分钟内可达到70%(主要取决于单体和碳酸氢咪唑鎓盐种类)。该研究不仅拓宽了以往报道的N-羧基-α-氨基环内酸酐开环聚合策略，大大缩短了聚合反应时间，并成功实现了可控的线/环状聚氨基酸制备。

作者分别使用了4种位阻和电子特性不同的碳酸氢咪唑鎓盐来开环聚合4种类型的N-羧基-α-氨基环内酸酐单体(非极性侧链、苄基或苄氧基氨基甲酸酯保护的极性侧链、酸性侧链和碱性侧链)，从而制备出多种不同侧链的线/环状聚氨基酸，并通过核磁共振(NMR)、体积排阻色谱(SEC)和基质辅助激光解吸-飞行时间质谱仪(MALDI-TOF)对线/环状聚氨基酸进行表征，进一步确认了聚合物的分子结构。初步的动力学研究表明该聚合反应具有可控性，作者进一步利用该聚合反应合成两嵌段的线/环状聚氨基酸。首先，碳酸氢咪唑鎓盐2b催化L-谷氨酸苄酯-N-羧酸酐(Bn-Glu NCA，1g)单体开环聚合得到大分子引发剂l/c-PBLG，待1g完全转化后，l/c-PBLG端基开环聚合L-赖氨酸苄氧基氨基甲酸酯-N-羧酸酐(Z-Lys NCA，1f)，共聚物l/c-(PBLG-b-PZLL)分子量进一步增加，同时共聚物分散度Đ< 1.4。

以上结果在发展制备线/环状可控共聚氨基酸的化学方法的同时，也进一步显示了该方法在合成侧链功能性高分子材料方面具有的潜在价值。该项研究工作发表于自Nature旗下新刊Communications Chemistry ，并且该项研究成果已获得了专利保护。