降解性聚合物为解决由传统不可降解聚合物广泛使用引起的全球塑料废物问题提供了有望的解决方案，包括水和土壤污染、生物危害以及资源和能源浪费。然而，将降解成分纳入聚合物结构通常需要额外的成本，并增加了聚合物生产的复杂性，而且末端降解通常导致价值下降，因为聚合物会分解为无用的分子。升级再利用是一种主要针对不可降解聚合物的替代方法，可以通过诸如热解、电解和贵金属催化等过程将塑料废料转化为高附加值产品，从而增强末端聚合物的可重复使用性。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

受以上两个概念的启发，清华大学化学系的许华平教授团队报道了一种可以在温和条件下直接降解为高附加值产品的聚合物，并通过实现塑料的可降解性和废物升级来实现经济可持续化发展。

为实现这一目标，关键在于聚合物化学结构的合理设计。然而，所需的结构应具有对温和条件下分解的基团，促进降解同时产生高附加值的化学物质和直接实际的可重复使用性。然而，设计这样的化学结构和相应的可降解反应仍然是一个巨大的挑战。如图1a所示，由作者团队小组报道的具有氧化响应性的β-硒羰基可以成为满足上述要求的合适候选者。在氧化条件下，β-硒羰基可以经历硒氧化物消除反应（图2），实现C-Se键的断裂并产生可用作高附加值硒肥的硒物质。硒是人体健康的一种必需微量元素，其缺乏可能导致重大的医学并发症。不幸的是，全球超过15%的人口患有硒缺乏症。硒肥的应用已被证明是一种有效的方法，通过补充硒到食物链中，从而解决人类硒摄入不足的问题。通过将β-硒羰基纳入聚合物链中，可以使塑料直接转化为高附加值的硒肥，实现塑料降解和废物升级的结合。

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在本篇报道中，作者通过开发一种β-硒羰基含聚氨酯材料（SePU）来展示他们的策略，该材料能够在温和条件下降解，并产生具有高可重复使用性的降解产物。这是首次成功将硒氧化物消除反应应用于塑料降解领域。当暴露在氧化条件下时，聚合物可以通过C-Se键的断裂降解为低分子量段，而由此产生的降解物质，包括亚硒酸盐和/或硒酸盐，可以直接用作硒肥（图1b）。通过箔喷或土壤施用获得的硒肥的应用可以显著增加植物对硒的吸收，这可能是解决全球人类硒缺乏的一种有效方法。与现有的塑料降解和废物升级方法相比，SePU可以降解为具有实际应用的高附加值产品，而不是无用的小分子，无需在废塑料转化过程中使用苛刻的条件。作者团队的研究首次成功地将硒氧化物消除反应应用于塑料降解领域，赋予塑料降解性和高可重复使用价值。这一策略为减少污染、改善塑料经济和可持续性提供了有希望的解决方案。

标题：Polyurethane with β-Selenocarbonyl Structure Enabling the Combination of Plastic Degradation and Waste Upcycling

作者：Chaowei He, Cheng Liu, Shuojiong Pan, Yizheng Tan, Jun Guan*, and Huaping Xu*

链接：https://doi.org/10.1002/anie.202317558