螺旋聚异腈磁性纳米粒子的制备及应用于对映体析晶

摘要

本论文中，我们主要运用“grafting from”和“grafting onto”两种接枝方法，将L型聚苯异腈(L-PPI)接枝到磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子表面。首先，我们合成了一种三乙氧基硅烷封端的炔钯配合物，这种配合物可以在空气中稳定存在，然后通过交换反应形成共价键的方式，将这种炔钯配合物接枝到有油酸修饰的Fe3O4纳米粒子表面，得到磁性钯配合物(Fe3O4-Pd(Ⅱ))，最后用得到的Fe3O4-Pd(Ⅱ)纳米粒子作为引发L型苯异腈单体聚合的大分子引发剂，最终得到以Fe3O4纳米粒子作为核，L-PPI链作为臂的光学活性磁性纳米粒子。当侧基带有L-丙氨酸酯的光学异构体苯异腈单体用于表面引发聚合时，得到的杂化纳米粒子由于聚苯异腈臂过量的单手螺旋构象而具有光学活性。另外，杂化的磁性纳米粒子也可以通过“grafting onto”方法来制备。我们首先合成三乙氧基硅烷基团封端的侧基带有L-丙氨酸酯单手螺旋聚苯异腈，再通过交换反应，将带有三乙氧基硅烷官能团的聚苯异腈链接枝到有油酸修饰的Fe3O4纳米粒子表面上。通过圆二色谱(CD)对得到的杂化纳米粒子进行表征。结果表明，通过以上两种方法得到的杂化纳米粒子均同时具有磁响应能力和光学活性。利用纳米粒子的这些性能，我们可以进一步将得到的纳米粒子应用于苏氨酸的外消旋体的对映体选择性析晶，通过圆二色谱图我们可以计算出最终诱导出来的晶体的对映体过量值(ee)高达93％。同时由于制各的光学活性纳米粒子具有磁性，我们可以通过外加磁铁很容易的就将纳米粒子回收起来，循环利用。通过我们的循环实验可以验证我们制备的光学活性的磁性纳米粒子在不失去它的对映体选择性的情况下，至少可以循环利用四次。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 螺旋聚合物

1．2．1 螺旋聚合物的发展历程

1．2．2 螺旋聚合物的分类

1．2．3 螺旋聚合物的应用

1．3 聚苯异腈

1．3．1 聚苯异腈简介

1．3．2 聚苯异腈合成方法

1．3．3 螺旋聚异腈应用

1．4．1 引言

1．4．2 磁性纳米粒子的制备

1．4．3 磁性纳米粒子的表面改性

1．5．1 光学活性磁性纳米粒子

1．5．2 聚苯异腈磁性纳米粒子的研究

1．6 对映体选择性析晶

1．7 本文的设计思路

第二章 用“grafting from”方法合成螺旋聚苯异腈Fe3O4纳米粒子

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和仪器

2．2．2 手性L-型苯异腈单体的制备

2．2．3 Fe3O4-Pd(Ⅱ)配合物的合成

2．2．4 Fe3O4-Pd(Ⅱ)配合物聚合单体L-1

2．3．1 结构分析

2．3．2 Fe3O4-poly-L-1100纳米粒子的表征

2．3．3 Fe3O4-poly-L-1100纳米粒子的刻蚀研究

2．3．4 Fe3O4-poly-L-1100纳米粒子的形貌尺寸研究

第三章 “grafting onto”方法合成螺旋聚苯异腈Fe3O4纳米粒子

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和仪器

3．2．2 末端带有官能团TEOS-Pd(Ⅱ)配合物的合成

3．2．2 TEOS-Pd(Ⅱ)配合物聚合单体L-1

3．2．3 “grafting onto”方法合成具有光学活性的磁性纳米粒子

3．3 结果与分析

3．3．1 Poly-L-1100-Fe3O4纳米粒子的结构分析

3．3．2 Poly-L-1100-Fe3O4纳米粒子的表征

3．3．3 Poly-L-1100-Fe3O4纳米粒子的形貌研究

3．4 本章小结

第四章 对映选择性析晶的研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂和仪器

4．2．2 外消旋体水溶液的制备

4．2．3 对映体选择性析晶

4．3 结果与分析

4．3．1 对映体选择性析晶过程研究

4．3．2 晶体的形貌研究

4．3．3 其他氨基酸的外消旋体的对映体选择性析晶过程研究

4．4 本章小结

第五章 全文总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况