碳碳键构成了有机化合物的基本骨架。2019 年全美销量前 100 的处方药物中，含氧化合物占 99%，含氮化合物占 92%，含卤化合物占 45%。发展高效的碳氢、碳碳键氧化、氮化、卤化反应，将氧、氮、 卤素等杂原子引入有机分子具有十分重要的意义。长期以来，由于碳 氢、碳碳键键能高、活性低、选择性难以控制，其活化转化是合成科 学面临的挑战性的前沿学科问题之一。近年来，我们通过自由基及 正离子重排策略，以廉价的铁、铜或有机催化剂为催化剂，发展了一些碳碳键转化的氧化 1和氮化 2新反应（图一），为含氧、含氮化合物 的构建及复杂分在的结构修饰提供了新的途径。在这次报告中，我将向大家汇报一些我们最近的一些碳碳键选择性活化及转化研究进展。

可循环高分子是单体-高分子-单体的一种良性循环，其意义不仅 是简单的循环模式，更是循环驱动力与能耗、物耗的综合平衡，因此循环高分子对高分子科学、技术和应用均提出了前所未有的要求，可视为高分子科学第二个一百年内所面临的最艰巨的挑战。目前可循环 高分子仍然处于概念和摇篮期，仅仅是循环模式的实现，尚未发展到 政策、行为法则的确立阶段，更没有达到能量消耗和物耗的平衡模式。 我们建议将循环高分子视为一个长远目标，不必操之过急谋求一步实 现，而是倡导研究模式的创新，采取分步分阶段实验和实现的研究范式。本报告主要汇报我们对可循环高分子的理解，引入自然循环消融的模式，籍此提出以二氧化碳等可再生单体合成自然界可再生的循环 高分子，介绍一些初步的实验进程。

工业生物技术是绿色制造科技，用微生物或者酶在水中转化农业 资源如淀粉、葡萄糖、脂肪酸、蛋白甚至纤维素为食品、化学品、燃 料、药品或者材料的技术。目前工业生物技术的制造规模都是万吨规 模的。但是，工业生物技术由于高耗能，耗水，设备投资巨大和工艺 复杂等缺点，还不具备与易燃易爆的石油化工的竞争。为了克服工业生物技术的这些弱点，我们用合成生物学技术重新 编辑了嗜盐细菌的基因，并成功开发了“下一代工业生物技术”，包 括其理论、模型、分子操作、实验室培养技术、中试技术及工业生产技术,也包括部分产品的应用等。“下一代工业生物技术”使用耐盐细菌，可以用海水为介质，生产过程可以开放和连续化，使用廉价的塑料、陶瓷或水泥反应罐，大幅度降低了生物制造的复杂性和设备的高昂制造成本。这个技术目前处于全球领先水平。我们对嗜盐菌进行从头改造，使其能在无灭菌和连续工艺过程中、利用海水为介质高效生产各种化学品和材料。以生产环境友好塑料，生物材料聚羟基脂肪酸酯 PHA 为例，该嗜盐菌通过合成生物学的改造，实现了超高 PHA 积累（92％）和可控形变等工作。

报告将重点介绍我们在废弃高分子材料化学回用和物理回用方面的研究进展，包括废旧高分子材料高温裂解制烯烃、秸秆等废弃生物质 高温裂解制富氢合成气、聚合物高温固相接枝新方法等。主要从事塑料生物降解、环境生物技术和水处理技术等研究，师法自然，开创了利用昆虫及其肠道微生物降解石油基塑料的研究方向。 主持并完成国家自然科学基金和载人航天预研等项目，组织完成国家 中长期科技发展规划（2006-2020）“大型飞机”等重大专项论证。我们从自家厨房粮柜中发现仓库害虫米虫咬破塑料袋的现象，触 发灵感，开始研究塑料的昆虫降解。经过 10 多年的“独钓寒江雪”，从这个大家熟视无睹的虫子吃塑料的自然生活现象出发，综合采用材 料学、化学和生物学方法，用全面详实的证据，证实了黄粉虫在 24 小 时内啮食降解聚苯乙烯，黄粉虫和蜡虫肠道微生物是高效降解聚苯乙 烯和聚乙烯的关键因素，分离鉴定了多株塑料高效降解菌，为发掘高效降解高分子材料的微生物资源开创了一个新方向。

高分子材料的第一次产业革命创造了聚合物世界，在上世纪 70 年代前就已结束，我国科技工作者没有机会留下任何痕迹，今后也难以有重大的创新机遇。目前正在进行的第二次产业革命将使高分子材 料产业进入循环经济模式，在“生物循环”和“技术循环”二方面均有广阔的创新空间，是我国高分子产业实现跨越式发展的难得机遇。报告将重点介绍我们在废弃高分子材料化学回用和物理回用方面的 研究进展，包括废旧高分子材料高温裂解制烯烃、秸秆等废弃生物质 高温裂解制富氢合成气、聚合物高温固相接枝新方法等。