离子响应和光响应的两类线性氢键超分子聚合物的合成及性质研究

摘要

超分子聚合物是由可逆的非共价相互作用聚集而成的具有类似于聚合物性质的聚合阵列。而正因为非共价键的可逆性赋予了超分子聚合物很多传统聚合物不具有的性质，例如:可逆性、自愈性和刺激响应性等。其中刺激响应的超分子聚合物发展尤为迅速，比如离子响应的线性超分子聚合物和光响应的线性超分子聚合物。论文主要分为以下两部分:
　　1.离子响应的线性超分子聚合物的合成和性能研究。在缺电性的芳香骨架六氮杂苯并菲（HAT）外围上引入6个脲基侧链。在低极性溶剂中，通过HAT脲基和卤素阴离子(Cl-和Br-)之间的N-H…X氢键作用，自组装形成线性超分子聚合物。同时，利用HAT的质子化能力和脲基的阴离子络合能力，上述阴离子桥联的线性超分子聚合物能够对金属离子以及质子-阴离子离子对产生选择性的刺激响应。通过1H NMR，UV-Vis、荧光光谱、TEM和半经验计算（揭示了螺旋状的HAT受体共组装形成层状的络合物）证实了线性超分子聚合物的形成和离子刺激响应性。
　　2.可见光响应的线性氢键超分子聚合物的合成和性能研究。通过将具有可见光响应的邻四氟偶氮苯模块引入到超分子聚合物单体骨架中，从而构筑可见光响应的线性超分子聚合物。单体间通过脲基嘧啶酮(UPy·UPy)四重氢键模块构的二聚作用形成分子聚集体，当偶氮苯处于反式构型时分子间组装形成线性超分子聚合物。在波长大于500nm可见光的照射下偶氮苯异构化成顺式构型，分子间倾向于组装形成超分子大环，而在波长为410nm的可见光照射下，偶氮苯完成从顺式光异构化成反式的转变，超分子聚合物重新形成。因此，通过波长大于500nm和410nm的可见光的交替照射，可以可逆的控制超分子聚合物的形成。通过1H NMR、13C NMR和高分辨质谱对单体分子的结构进行了确证，并且1H NMR实验表明在低极性溶剂氯仿中，在不同波长的可见光照射下该单体分子可以进行可逆的顺反异构化。对于单体间自组装形成超分子聚合物与否和超分子聚合物的光响应性还需进一步通过2D DOSY、动态光散射(DLS)、SEM以及溶液黏度测定等实验进行研究，相关工作目前正在进行中。

目录

摘要

第一章 前言

第二章 阴离子桥连的线性氢键超分子聚合物的构筑及其刺激响应性研究

2．1 背景介绍与课题设计

2．2 实验部分

2．2．1 实验通则

2．2．2 HAT分子的合成

2．2．3 化合物的合成方法和数据

2．3 结果与讨论

2．3．1 THF溶液中阴离子桥连氢键超分子聚合物的构筑

2．3．2 阴离子桥连氢键超分子聚合物的质子激响应性

2．4 结论

第三章：基于邻四氟偶氮苯模块的可见光刺激响应的氢键线性超分子聚合物

3．1 背景介绍与课题设计

3．2 实验部分

3．2．1 目标化合物的逆合成分析

3．2．2 目标化合物的合成

3．2．3 早期合成尝试的逆合成分析和合成

3．2．4 化合物的合成方法及数据

3．3 结果与讨论

3．4 结论

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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