基于金属配位和主客体相互作用分级自组装构筑超分子凝胶

将金属配位和主客体相互作用引入到同1个超分子体系中,设计合成了2个超分子单体1和2.通过这2个超分子单体分级自组装形成的交联网状超分子聚合物构建了一种多重刺激响应性和良好自修复性能的超分子凝胶.同时,进一步将具有聚集诱导发光性能的四苯乙烯引入到这种超分子体系中,以赋予超分子体系新颖的发光性能.单体分子1是由中间为双苯并24-冠-8的冠醚连接2个四苯基乙烯荧光生色团,两端为2个三联吡啶分子构成的1个主体分子.单体分子1两端的三联吡啶基团可以与过渡金属Zn(OTf)2进行金属配位形成线型超分子聚合物3;而中间的冠醚基团与双二级铵盐客体分子2通过主客体相互作用进一步形成交联超分子聚合物4.当该交联超分子聚合物的浓度达到30 mmol/L时,可形成荧光超分子聚合物凝胶.通过核磁共振(1H-NMR和DOSY)与黏度等测试方法,证明了线形和交联超分子聚合物的形成,并进一步通过流变的测试证明了超分子聚合物凝胶的形成及其良好的自修复性能.除此之外,由于引入的主客体相互作用以及金属配位固有的刺激响应性,该荧光超分子聚合物凝胶表现出对温度、p H值、K+离子和竞争配体的刺激响应性能.     

六元和七元瓜环与两类端邻苯二甲酰亚胺基紫精轮烷的组装及性质

设计合成了2种不同碳链长度的客体分子1,1'-二甲基邻苯二甲酰亚胺基-4,4'-联吡啶溴化物 (G1)和1,1'-二丁基邻苯二甲酰亚胺基-4,4'-联吡啶溴化物(G2). 利用紫外-可见吸收光谱、 核磁共振波谱和等温滴定量热等方法研究了客体分子G1和G2与六元(Q[6])和七元瓜环(Q[7])的超分子自组装方式. 结果表明, 在加热回流情况下G1与Q[6]利用滑移法能与紫精基团包结形成[2]轮烷结构, 而Q[7]在常温下就能滑过封端基团邻苯二甲酰亚胺与紫精基团包结形成[2]准轮烷结构.     

高分子化8-羟基喹啉锂的合成和发光特性的研究

以LiOH与5(2甲基丙烯酰乙氧基甲基)8羟基喹啉反应合成8羟基喹啉锂(Liq)配合物单体,并与甲基丙烯酸甲酯共聚合成含有高分化的8羟基喹啉锂.1HNMR、TGA、元素分析确定了单体的组成为Li(C9H5NO)CH2OCH2CH2OOCC(CH3)CH2·H2O.与聚甲基丙烯酸甲酯比较,共聚物热稳定性高.Liq含量<15wt%时共聚物能够溶于普通溶剂.紫外吸收、激发光谱、光致(PL)发光谱说明单体和共聚物的发光来自于Liq基团.单体和共聚物发蓝光.同时对共聚物的二甲基甲酰胺、二甲亚砜和四氯乙烷溶液制备的薄膜的光致发光光谱进行了比较,证明溶剂影响Liq基团上共轭电子的离域程度,对发光光谱有调节作用.     

基于葫芦脲[8]包结增强供体-受体作用构筑“刚-柔”型超分子共聚物

设计合成了一种缺电性的刚性棒状超分子单体,在葫芦脲(CB[8])存在下,它与富电性的柔性单体受CB[8]包结增强的供体-受体作用驱动在水中共组装形成"刚-柔"(rod-coil)型超分子共聚物.运用核磁共振滴定实验、紫外-可见光谱、二维扩散排序核磁共振谱(DOSY)、动态光散射(DLS)以及透射电子显微镜(TEM)等对超分子聚合物的形成及其结构进行了证实和表征,并发现该超分子共聚物在低浓度下采取伸展的线形构象,当浓度增加到一定程度后其线形骨架发生卷曲,转变为颗粒状团聚结构.     

含不同取代芘基团St/DVB交联树脂的合成及其溶胀态光物理性质

采用功能基化反应和单体共聚两种方法合成了一系列含有Py-CO-基团和Py-CH2-基团的芘标记苯乙烯/二乙烯基苯(St/DVB)交联树脂及其相应的含芘模型化合物.通过比较分析共聚物珠体和模型化合物的荧光光谱,研究了交联树脂溶胀态的光物理行为.初步研究结果表明,标记基团的激基缔合物形成及Ham效应等光物理性质可敏感地反映树脂中标记的浓度、微环境极性以及树脂的溶剂化程度.     

基于苯氧基联烯的两亲性嵌段共聚物的合成

运用机理转换策略,结合自由基聚合和原子转移自由基聚合(ATRP),制备了含有聚联烯链段的两亲性三嵌段共聚物.设计合成了含有偶氮和ATRP引发基团的双官能团引发剂,先用该双官能团引发剂引发苯氧基联烯单体的自由基聚合,得到了含有ATRP引发基团的聚联烯大分子引发剂,然后该大分子引发剂引发亲水性单体N,N-二乙基氨乙基甲基丙烯酸酯(DEAEMA)的ATRP聚合,制得了聚N,N-二乙基氨乙基甲基丙烯酸酯-聚联烯-聚N,N-二乙基氨乙基甲基丙烯酸酯(PDEAEMA-b-PPOA-b-PDEAEMA).该三嵌段共聚物能在水溶液中形成胶束,通过荧光探针技术分别测定了它在不同离子浓度、不同p H值条件下的临界胶束浓度.实验结果表明,该聚合物胶束的cmc随着p H值增大而减小,随着离子浓度的增大而增大.     

含醛基可降解嵌段共聚物的合成及其生物缀合

以PEO-DDMAT为大分子RAFT试剂、BPO为引发剂,调控含醛基单体4-乙烯基苯甲醛(VBA)与不饱和环缩醛单体5,6-苯基-2-亚甲基-1,3-二氧七环(BMDO)的RAFT共聚合,获得一种新型含醛基、可降解的两亲性嵌段共聚物PEO-b-poly (VBA-co-BMDO),并对不同单体投料比下的共聚行为进行了研究.由于聚合物主链含有酯基,可以在水中碱性条件下进行降解.细胞毒性分析表明其具有良好生物相容性.该嵌段聚合物还可以通过醛基-氨氧基“点击”反应和模型生物分子氨氧基胆固醇(H2NO-Chol)形成稳定的聚合物-生物分子缀合物,该缀合物能在水溶液中自组装成纳米胶束.结果表明PEO-b-poly (VBA-co-BMDO)可以作为聚合物载体缀合含氨氧基的药物分子,在生物医药方面有良好的应用前景.     

外围准轮烷形成对萘修饰PAMAM树枝形聚合物光物理性质的调控

合成了1~3代外围修饰萘的聚酰胺-胺(PAMAM)树枝形聚合物Gn-NA,化合物通过了1H NMR,13C NMR,MALDI-TOF MS,IR的鉴定.稳态和时间分辨光物理研究表明,水溶液(含DMSO 0.3%~0.5%,V/V)中Gn-NA分子内相邻萘基团形成激基缔合物,猝灭了萘单体的荧光发射,随代数增加,对萘单体荧光猝灭作用增强.向体系中加入葫芦[7]脲(CB[7]),CB[7]与萘形成的准轮烷结构1∶1的包结复合物,1~3代Gn-NA中萘与CB[7]的结合常数分别为768,887和823 mol-1?L.准轮烷结构的形成抑制了分子内激基缔合物的生成,使单体荧光发射大大增强.本工作为可调控发光树枝形聚合物的发展提供了一种新的策略.     

侧链含卤素基团聚芳醚酮的合成及性能

通过分子设计, 合成了新型含碘基苯基的双酚单体4-碘苯基对苯二酚(I-Ph-HQ), 利用上述单体与含氟双酚单体(3-三氟甲基)苯基对苯二酚和氟酮通过亲核取代缩聚反应合成了一系列侧链含卤素基团的聚芳醚酮共聚物(PEEK-CF₃-I). 通过FTIR和 ¹H NMR等测试手段, 表征了共聚物的化学结构. 研究了所合成的PEEK-CF₃-I共聚物的介电性能、热性能和机械性能, 探讨了共聚物中含碘侧基和含氟侧基含量的变化及对材料各项性能的影响. 研究表明, 共聚物中含碘侧基含量的增加能够显著提升共聚物的玻璃化转变温度, 其中共聚物材料PEEK-CF₃-I-10%的玻璃化转变温度为153 ℃, 同时材料依然能够保持优异的机械性能和较低的介电常数.     

水体系中含卟啉基团的两亲高分子的自组装行为和性质的研究

在文中合成了两种不同的卟啉单体5-(4-acryloyloxyphenyl)-10,15,20-tris(4-carboxylphenyl)porphyrinate zinc(Ⅱ)(ZnAOTCPP)和5-(4-acrylo-yloxyphenyl)-10,15,20-tris(4-methoxycarboxylphenyl)porphyrinate zinc(Ⅱ)(ZnMeAOTCPP),它们分别与丙烯酰胺(Acrylamide,AM)聚合得到含有卟啉基团的两亲高分子.与对应的单体相比,含有三羧酸卟啉基团的高分子在水中形成了一个新的紫外吸收峰和一个新的荧光发射峰,而含有三羧酸甲酯卟啉基团的高分子除此之外在更长波的方向上还另外出现了一个新的紫外吸收峰和一个新的荧光发射峰.随着高分子水溶液浓度的提高,高分子中卟啉基团的光谱性质的变化趋势显示高分子在水中的自组装行为可以分为分子间缔合和分子内缔合的两种情况.此外,实验结果显示含有三羧酸甲酯卟啉基团的高分子相对于含有三羧酸卟啉基团的高分子更加有利于卟啉缔合物的形成.     

兼具有强阴离子性与疏水缔合性的丙烯酰胺三元共聚物

在微乳液介质中实施了丙烯酰胺 (AM)、苯乙烯 (St)、2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸钠 (NaAMPS)的共聚合 ,制备了既含有强阴离子性基团 (—SO3Na)又含有疏水基团 (St)的丙烯酰胺三元共聚物AM NaAMPS St;通过红外光谱法、紫外分光光度法及元素分析法对共聚物的结构及组成进行了表征 ;稀释外推粘度法测定了共聚物的特性粘数 ;测定了共聚物纯水溶液及盐水溶液的表观粘度 ;荧光探针法考察了三元共聚物的疏水缔合性以及离子基团对疏水缔合性的影响规律 .实验结果表明 ,在聚丙烯酰胺 (PAM )分子主链上同时引入强阴离子性基团与疏水基团后 ,阴离子的电粘效应与疏水基团的疏水缔合作用相互协同 ,会使共聚物水溶液的黏度显著提高 ;盐溶液对疏水缔合作用的增强效应与强阴离子基团对盐的较大容忍度相互结合 ,会使共聚物水溶液的抗盐性能明显得以提高 ;大分子链上的强阴离子基团磺酸根的存在 ,在一定程度上会削弱疏水基团之间的疏水缔合作用 ,即对疏水基团的疏水缔合行为会产生一定的负性影响 .     

新型侧链液晶M5MPP/MMEANB高聚物的合成与表征

以4,4'-二羟基联苯、4-硝基苯胺、二溴己烷、甲基丙烯酸、氯代乙醇为原料合成了单体甲基丙烯酸[5(4'-甲氧基联苯4氧基)戊基]酯(M5MPP)、4-硝基偶氮苯基甲基-2-甲基丙烯酸酯基乙胺(MMEANB),并完成了单体的聚合和共聚,得到了含有非线性光学活性基团(NLO)的侧链液晶高分子,对其结构进行了表征.结果表明,均聚物PM5MPP及共聚物(M5MPP/MMEANB)属双向液晶高分子;PMMEANB属于非晶性高分子.证实了分子间吸电子与给电子基团相互作用有利于提高液晶高分子热稳定性,共聚物(M5MPP/MMEANB)具有较宽的液晶相温度范围.     

单茂钛/甲基铝氧烷催化剂乙烯/丙烯共聚合研究

改性甲基铝氧烷(mMAO)激活五甲基茂基三氯化钛(Cp TiCl3)催化乙烯 丙烯共聚合,控制两种单体的进料配比,得到单元序列分布不同的共聚物.混合单体中含有少量丙烯,共聚合活性高于相同聚合条件下乙烯均聚合的活性.用1 3C -NMR测定共聚物分子链的微观结构和单元序列分布,计算出单体的竞聚率;结果表明共聚物分子链中两种单体的序列分布均匀.混合单体中丙烯含量较大时,共聚物为完全无规共聚物;而当丙烯含量少时,丙烯链节或短的聚丙烯链段均匀分布于聚乙烯链段之间.共聚物经DSC分析,也证明不存在长序列的聚乙烯链段;因此,即便在进料气体中丙烯含量很少的情况下,共聚物仍然没有明显的熔融温度和结晶性.     

含环碳酸酯基新型聚合物载体的合成及固定化葡萄糖淀粉酶研究

碳酸亚乙烯酯(VCA)分子中的反应性环碳酸酯基可于温和条件下与氨基发生反应形成稳定的氨基甲酸酯.利用这一性质,将含-NH₂基团的酶分子直接以σ键的形式固定于含有环碳酸酯基的聚合物载体上.本文通过反相悬浮聚合,以液体石蜡为介质,VCA为反应性单体,甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)及丙烯酸羟丙酯(HPA)为亲水性共聚单体,合成出一系列交联树脂聚合物.以此聚合物为载体对葡萄糖淀粉酶进行固载实验,表现出良好的固定化性能.同时,固定化酶的稳定性也有所提高.     

(n-BuCp)_2TiCl_2/Sn/I_s引发合成梳形羟基功能化无规聚苯乙烯及聚合物结构与性能的研究

采用茂金属化合物(n-BuCp)2TiCl2,还原剂(Sn),引发剂苯基缩水甘油基醚甲醛共聚物(Is)组成的催化体系引发苯乙烯活性自由基聚合,合成梳形羟基功能化无规聚苯乙烯.考察了聚合温度、聚合时间及引发剂与单体的比例对苯乙烯聚合的影响.当聚合温度在65～95℃范围内,随着聚合温度的升高,聚合物的分子量及单体转化率增加;在一定温度下,聚合物的分子量与单体转化率之间存在线性增长关系,且聚合物的分子量分布较窄(Mw/Mn=1.6～1.9).采用GPC,WAXD,13C(1H)-NMR对聚合物(沸丁酮可溶级分)的结构与性能进行了表征.GPC结果证明(n-BuCp)2TiCl2/Sn/Is引发苯乙烯聚合为活性聚合;13C-NMR和WAXD结果说明聚苯乙烯链段为无规结构;1H-NMR结果表明聚合物分子链中含有羟基,并根据其结果计算出聚合物分子的臂数为4,与引发剂Is的环氧基团数相等.这些结果证明了其聚合机理是经环氧基团开环后形成的自由基引发苯乙烯自由基聚合.     

含环氧基亲水性固定化青霉素酰化酶共聚载体的合成与性能研究

环氧基团可以在温和条件下与酶分子的氨基反应使其固定于载体表面.选用含有活性环氧基团的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和亲水性的N-乙烯吡咯烷酮(NVP)两种单体,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,甲醇水溶液作致孔剂,液体石蜡为主介质,通过反相悬浮聚合技术成功地合成了亲水性大孔GMA-NVP-MBAA三元共聚物载体(GNM).通过调节交联剂的用量和单体NVP与GMA的比例,可以调节载体的孔径、比表面积及在水中的溶胀性能.将巨大芽孢杆菌青霉素酰化酶共价偶联于平均孔径为16.5nm、表面环氧基含量为0.906mmol/g的GNM共聚物载体,制成固定化酰化酶,其表观活性高达625U/g,水解青霉素G钾盐的最适宜温度为50℃,pH值为8.0.固定化酶在4℃保存40d,活性保持不变.经3次使用后,活性达到稳定值(601U/g左右),再经12次使用,活性几乎保持不变.     

含有联苯和肉桂酸酯基团的侧链液晶共聚物的合成与表征

合成了两种含有联苯刚性基元的甲基丙烯酸酯单体M1和M2,其中M1为含有可光交联的肉桂酸酯端基的单体.通过溶液自由基聚合,得到一系列含不同比例M1和M2单体单元的聚丙烯酸酯类侧链液晶共聚物.采用1H-NMR、FT-IR等方法对单体和聚合物的结构进行了详细表征.用示差扫描量热法、偏光显微镜以及广角和小角X-射线衍射对单体和聚合物的液晶性进行了研究.结果表明,末端为肉桂酸酯基团的单体M1无液晶性,其均聚物P1有微弱的液晶性,而端基为正丁基的单体M2及其均聚物P9则表现出近晶相液晶行为.共聚物P2~P5均为向列型液晶,P6~P9则为近晶型液晶.随在聚合物中M2单体含量的增加,共聚物的玻璃化转变温度、熔点及清亮点温度均呈现增加趋势.     

环丙沙星与环糊精超分子体系的研究

利用荧光光谱法研究了环丙沙星与母体β-环糊精(β-CD)及其2种修饰衍生物羟丙基-β-环糊精(Hp-β-CD)、甲基-β-环糊精(Me-β-CD)形成的超分子体系,同时测定了3种超分子体系的猝灭常数和热力学参数.结果表明:环丙沙星与3种环糊精之间常温下均形成稳定的包合物;环丙沙星与3种环糊精包结过程中△G＜0和△H＜0,这说明环丙沙星与3种环糊精的包结能够自发进行而形成超分子体系,且反应为放热过程.通过对3种环糊精与环丙沙星的热力学数包结能力进行了比较,初步探讨了作用机理和影响包结能力大小的可能因素.     

可聚合的光引发转移终止剂合成接枝共聚物

采用一种可聚合的光引发转移终止剂 ,2 N ,N 二乙基二硫代氨基甲酰氧基乙酸 β 甲基丙烯酰氧基乙酯 (MAEDCA) ,通过两种途径制备了含有聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)和聚苯乙烯 (PSt)链段的接枝共聚物 .其一是将MAEDCA作为引发剂 ,在紫外光照射下引发MMA聚合 ,得到大分子单体 ,通过大分子单体与St的共聚合得到 .考察了所用大分子单体的分子量和浓度对共聚合的影响 .其二是将MAEDCA作为单体与MMA共聚得到侧链上含有N ,N 二乙基二硫代氨基甲酰氧基 (DC)基团的无规共聚物 ,P(MMA co MAEDCA) .在紫外光照射下 ,P(MMA co MAEDCA)作为大分子引发剂引发St聚合 ,得到P(MMA co MAEDCA) g PSt的共聚物 ,研究了接枝共聚合过程的活性自由基聚合特征     

AB_2型β-环糊精功能单体及其水溶性超支化聚合物的合成与表征

为了得到结构确定的β-环糊精大单体并用于超支化聚合,通过对β-环糊精上6位伯羟基和2位仲羟基的多步功能化改性得到了同时含有Si—H和—CH CH2基团的AB2型β-环糊精大单体,并利用硅氢加成反应一步法合成了一种新型的水溶性超支化聚合物,其具有β-环糊精空腔和超支化空穴两种疏水单元,从而可构建出一种新颖的超分子体系.采用1H-NMR、13C-NMR、飞行时间质谱和元素分析对AB2单体及其聚合物的结构进行了表征.结果表明,单体和聚合物的结构与所设计的分子结构相符合.凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC/MALLS)联用仪测得该聚合物的数均分子量、分子量分布及特性黏数分别为36690、1.887和15.8mL/g.