分子结构调控环缩醛衍生聚合物的光致异构与光控水解

摘要

由于在智能传感和生物医药等领域的应用,近年来光响应聚合物备受关注。最近,课题组设计合成了一种环缩醛键接生色基团的新型光敏聚合物,该聚合物具有独特的光化学调控机制,即能够通过调节肉桂基的Z-异构化程度来调控环缩醛的价键稳定性。为进一步将其应用于药物控释材料,仍需优化该光敏聚合物的分子结构。本论文着重探讨了环缩醛衍生光敏聚合物的光致异构行为和水解行为的分子结构依赖性。本论文采用可见光活化室温RAFT聚合,设计合成了结构精确的光敏聚合物聚5-乙基-5-甲基丙烯酰氧甲基-2-苯乙烯基-[1,3]二氧环己烷(PEMSD)和聚5-乙基-5-甲基丙烯酰氧甲基-2-p-甲氧基苯乙烯基-[1,3]二氧环己烷(PEMpMSD),同时采用热引发RAFT聚合合成了聚5-乙基-5-甲基丙烯酰氧甲基-2-o-甲氧基苯乙烯基-[1,3]二氧环己烷(PEMoMSD)。研究结果表明,光敏单体的可见光活化室温RAFT聚合具有“活性”/可控特征;生色基团苯环甲氧基取代,提高了光敏单体的聚合反应活性。该类光敏聚合物的光致异构化过程具有明显的分子结构依赖性。苯环邻位甲氧基取代,显著提高聚合物中肉桂基的光致异构化程度;而苯环对位甲氧基取代,导致其光致异构化程度的提高不明显。进一步研究表明,该类光敏聚合物的水解过程同样具有明显的分子结构依赖性。肉桂基苯环对位甲氧基取代,显著加速聚合物中E-肉桂基邻近环缩醛的水解过程,其Z-生色团邻近环缩醛的水解也明显快于相应未取代的。而苯环邻位甲氧基取代,仅能加速E-肉桂基邻近环缩醛的水解过程,而其Z-肉桂基邻近环缩醛的水解速率与相应未取代的基本一致。肉桂基苯环的邻位甲氧基取代,显著拓宽了光控水解过程的调控幅度。

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第一章 绪论

1.1 光响应高分子及其研究现状

1.2肉桂基衍生高分子的光响应行为

1.3环缩醛衍生高分子的应用

1.4 本论文研究的目的、内容和意义

第二章 光敏单体的合成及其可见光活化室温RAFT聚合

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 光敏聚合物光化学反应的分子结构依赖性

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 光敏聚合物光控水解行为的分子结构依赖性

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

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