芳醚树枝形聚合物体系中电子转移和能量传递研究

树枝形聚合物英文名为dendrimer,是具有类似树枝状结构的化合物,由核心、内层支化单元和外围基团三部分组成.树枝形聚合物具有与光合作用体系相似的结构,作为模拟光合作用体系被广泛研究.电子转移是光合作用中的重要过程,研究树枝形聚合物体系中的电子转移与能量传递具有重要的意义.本论文设计合成了一系列芳醚树枝形聚合物,用光物理和光化学方法研究了芳醚树枝形聚合物体系中电子转移和能量传递过程,得到了一系列有意义的结果.     

光捕获树枝形聚合物体系能量传递和电子转移研究进展

树枝形聚合物是一类围绕着中心核,外围链段和官能团呈指数增长的支化高分子.合成方法的发展使发色团可被精确地置于树枝形聚合物的核心、外围甚至支化节点处.树枝形聚合物的特殊结构使其作为模拟光捕获体系被广泛研究.光诱导电子转移和能量传递是光合作用中的重要过程,研究树枝形聚合物体系中的电子转移和能量传递对未来树枝形聚合物在光电器件中的应用有着重要意义.本文综述了近年来光捕获树枝形聚合物体系的研究进展,并重点介绍光捕获树枝形聚合物体系中的能量传递和电子转移过程研究.     

芳醚双枝树枝形聚合物体系的设计合成及三重态能量传递和电子转移的研究

树枝形聚合物的结构特点和良好的可修饰性使其在模拟光捕获体系研究中受到广泛重视,本论文设计合成了两个系列的双枝芳醚树枝形聚合物,通过光物理以及光化学方法研究了芳醚树枝形聚合物体系三重态能量传递和三重态电子转移过程:1.设计合成了两个系列的芳醚树枝形聚合物体系.合成了1代到3代外围以二苯酮基团修饰、核心以降冰片二烯基团修饰的双枝芳醚树枝形聚合物([BP-Gn]₂-NBD,n=1-3)及相应的异构化产物([BP-Gn]₂-QC,n=1-3);合成了外围和核心分别修饰二苯酮和萘的双枝芳醚树枝形聚合物([BP-Gn]₂-NA,n=1-4),及相应的给体模型化合物([BP-Gn]₂-BEN,n=1-4),及相应的给体模型化合物([BP-Gn]-2BEN,n=1)4),共16个新化合物.     

双枝芳醚树枝形聚合物构象研究

合成了外围只以一个芘基团修饰、核心为苯胺的双枝芳醚树枝形聚合物Py-[Gn]2-NPh (n＝1～2), 利用分子内电子转移和激基复合物的形成对其折叠构象和折叠程度进行了研究. 二氯甲烷溶液中选择性激发芘基团, 树枝形聚合物Py-[Gn]2-NPh分子内发生从苯胺到芘基团之间的电子转移, 观察到了分子内外围芘基团和核心苯胺基团之间形成激基复合物的发光, 为芳醚树枝形聚合物折叠构象的存在给出了直接实验观察. 二氯甲烷溶液中1～2代Py-[Gn]2-NPh分子内电子转移效率分别为0.87和0.81, 速率常数分别为2.3×108和1.5×108 s－1. 利用电子转移速率常数估算得到1～2代Py-[Gn]2-NPh分子内给、受体之间的距离分别为0.79和0.81 nm, 说明双枝芳醚树枝形聚合物与单枝结构类似, 其外围基团也可以折叠到达分子内部接近核心的位置.     

芳醚树枝形聚合物的合成及分子内光敏异构化反应研究

利用收敛法合成了一代到四代外围带有二苯酮、核心带有降冰片二烯的芳醚树枝形聚合物, 初步研究了这些化合物的分子内光敏异构化反应. 以波长大于350 nm的光选择激发外围的二苯酮官能团引起核心处降冰片二烯基团异构化为四环烷, 随着代数的增长, 光敏异构化反应的速率逐渐加快.     

树枝形聚合物修饰双8-羟基喹啉衍生物的合成及稳态光物理性质研究

设计合成了1 3代芳醚骨架树枝形聚合物修饰的双8 羟基喹啉衍生物.对这些化合物在不同溶剂中的荧光光谱研究表明,随着代数的增加,目标树枝形聚合物的荧光量子产率增大,树枝形聚合物对核心发色团具有一定的隔离作用,并且目标分子内可以发生从骨架向核心发色团的能量传递.     

荧光猝灭研究芳醚树枝形聚合物构象

本工作分别合成了外围修饰一个芘基团和核心修饰一个芘基团两个系列的芳醚树枝形聚合物Py-Gn-OH和Gn-CH₂-Py(n=1~4)。Py-Gn-OH和Gn-CH₂-Py的发光随代数增加而增强,荧光寿命增加。荧光猝灭实验结果表明,树枝形聚合物Py-Gn-OH和Gn-CH₂-Py的双分子猝灭速率常数均随代数增加而减小,表明树枝形聚合物发生了构象折叠,位于核心和外围的芘基团均被树枝形聚合物骨架包裹,随代数增加树枝形聚合物骨架增大,对芘基团包裹作用增强,导致猝灭剂接近芘基团的位阻增大。Gn-CH₂-Py体系的双分子猝灭速率常数均比相应代数Py-Gn-OH体系略小,说明树枝形聚合物骨架对连接在核心的芘基团的包裹程度比对连接在外围的芘基团略强。本工作为新型功能芳醚树枝形聚合物设计和应用提供了参考。     

Synthesis and Characterization of the Structure of Dendritic Polyether block Polystyrene by Atom Transfer Radical Polymerization

采用自制的CHzBr为内核的1～3代树枝形聚苄醚为引发剂,以溴化亚铜为催化剂、2,2’联吡啶为配体、苯乙烯为单体,由原子转移自由基聚合（ATRP）制备得到树枝形聚苄醚-聚苯乙烯嵌段聚合物。对树枝形聚苄醚引发剂的C、H含量进行了元素分析,并对合成的树枝-线形聚合物进行了红外和核磁结构表征。研究结果表明,本文合成的1～3代树枝形聚苄醚引发剂的基本组成与理论组成基本一致,采用这种树枝形聚苄醚为引发剂可以得到确定结构的树枝-线形聚合物,但聚合物末端的-Br官能团在聚合条件下部分发生脱除。     

金属离子对咔唑修饰的芳醚树枝形聚合物的荧光猝灭作用

合成了一系列外围带有咔唑, 核心带有或不带有氮杂冠醚结构的1-3代芳醚树枝形聚合物(CZ-Gn-CR, CZ-Gn-OH, n=1-3). 利用光物理方法研究了金属离子Li+、Na+、K+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Eu3+和Tb3+与树枝形聚合物之间的相互作用. 研究表明, Eu3+、Tb3+和Cu2+通过静态过程猝灭树枝形聚合物的荧光, 测定了Eu3+、Tb3+和Cu2+对CZ-Gn-CR、CZ-Gn-OH荧光的猝灭速率常数; 核心的冠醚结构可以增强树枝形聚合物与金属离子的相互作用. Li+、Na+、K+、Ca2+和Zn2+对CZ-Gn-CR和CZ-Gn-OH的紫外吸收光谱和荧光光谱均没有明显影响.     

聚集诱导发光基团修饰的功能化树枝形聚合物及其光物理性质研究

构筑和发展新型光功能树枝形聚合物是当前研究热点之一. 聚集诱导发光(Aggregation Induced Emission. AIE)类化合物以其高固态发光量子产率和广阔的应用前景引起研究者的极大关注, 分子内旋转受限降低了非辐射失活被认为是AIE高固态发光量子产率的主要原因. 在树枝形聚合物的外围修饰聚集诱导发光基团, 改善树枝形聚合物的发光性能, 通过外界环境改变树枝形聚合物分子构象, 实现对功能化树枝形聚合物体系发光的调控, 对扩展光功能树枝形聚合物在发光材料以及光捕获体系中的应用有重要意义.     

水杨酰苯胺衍生物分子内电荷/质子转移荧光

将苯甲酰苯胺(BA)类电荷转移(CT)反应基团耦合到具有激发态分子内质子转移(ESIPT)反应通道的水杨酸(SA)分子中,设计合成了苯胺对/间位取代的水杨酰苯胺及其羟基甲基化衍生物邻甲氧基苯甲酰苯胺,考察了环己烷、乙醚、乙腈和甲醇中两类水杨酰苯胺衍生物吸收光谱和荧光光谱的溶剂效应和取代基效应.结果表明,水杨酰苯胺的荧光为SA-型质子转移(PT)荧光,对取代基的依赖性较小;当电子给体苯胺基的给电子能力提高时,如N-甲基水杨酰苯胺分子,其荧光为BA-型CT荧光.而羟基甲基化后的衍生物邻甲氧基苯甲酰苯胺则表现出与BA类似的荧光光谱特性,具有明显的取代基效应.认为水杨酰苯胺衍生物的激发态存在着相互竞争的BA-型CT和SA-型PT通道,二者可经苯胺基上取代基的电子效应调控.     

复合材料树脂传递模塑工艺及适用树脂

简要介绍树脂模型工艺（RTM）的基本原理,优点及适用树脂的特性;对适用于RTM工艺的先进基体树脂进行综述,并介绍了国内外的商业开发情况。     

Hamilton受体与萘之间光诱导电子转移和三重态能量传递研究

将两个2,6-二氨基吡啶衍生物与异酞酸相连, 得到一个袋状巴比妥酸衍生物受体(Hamilton受体, H-receptor), 同时合成了带有萘基团的巴比妥酸衍生物(G-Np), 两者在非极性溶剂中形成氢键体系, 二氯甲烷溶剂中表观结合常数KAPP＝(4.9±0.5)×104 mol－1•L. 稳态荧光发射光谱和磷光发射光谱研究表明, 室温下H-receptor和G-Np之间主要发生单重态电子转移过程, 77 K下, H-receptor与G-Np之间发生三重态能量传递过程. 本研究为Hamilton氢键体系的理论研究提供了一个新的模型, 对理解氢键在生命体系中的作用有重要的意义.     

非对称笼间电子迁移异构体与电场诱导电子迁移

基于密度泛函理论研究了非对称双笼型单分子溶剂化电子e^-@C₂₄F₂₂(NH)₂C₂₀F₁₈(1、2 和3), 进一步展示了我们提出的一种新型电子异构体——(非对称型的)笼间电子迁移异构体. 1、2 和3 具有显著不同的偶极矩. 由于都存在两个氧化还原中心, 它们属于一种非金属型的新型Robin-Day II-III 分子. 对于1 和3, 额外电子分别定域在C₂₄F₂₂和C₂₀F₁₈笼里(Robin-Day II); 对于2, 额外电子则离域于两个非对称的笼中(Robin-Day III). 值得注意的是, 在y 轴方向上外加-0.0004和-0.0008 a.u.的临界电场(E_c)时可分别使1 的额外电子从C₂₄F₂₂笼中部分和全部地迁移到C₂₀F₁₈笼中, 即实现从1 到2 再到3 的转化; 当E_c为0.0004 a.u.时, 3 的额外电子从C₂₀F₁₈笼中全部迁移到了C₂₄F₂₂笼中, 即3 未经过2 直接转化成了1.     

催化裂化过程中负氢离子转移反应和氢转移反应的不同特征

 基于重质油在酸性Y分子筛催化剂上的反应,区分了负氢离子转移反应和氢转移反应,认为负氢离子转移和氢转移是重质油催化反应过程中的两个不同过程. 确定了大庆减压蜡油在酸性Y分子筛催化剂上反应时,负氢离子转移反应主要发生在反应前期(转化率为5%～10%)至反应中后期(转化率为60%～70%)的转化深度区间,而氢转移反应主要发生在反应后期(转化率＞60%～70%). 负氢离子转移反应基本不产生焦炭,焦炭主要通过氢转移反应产生. Y分子筛上发生的主要是汽油烯烃和环烷烃之间的氢转移反应.     

界面不稳定现象与相间迁移

The interfacial instability due to the transfer of the 1-butanol from water to oil in two systems of 1-butanol oil/water has been studied. The dynamic characteristics of the phenomenon are investigated by analysing the motion of an oil lens deposited at the surface of the aqueous solution of 1-butanol. The interfacial adsorption kinetics based on diffusion-controlled transfer is analysed. It is found that the linear relation between the frequence of the oscillatory motion of the lens and t1/2 is a characteristic relation. The type of the solute transfer in the interfacial instability is discussed by comparing experimental results with the linear characteristics.     

界面不稳定现象与相间迁移

包含有流动界面的多相体系中的溶质相间迁移在一定条件下可导致表现为界面变形、界面流和多种形式界面运动的不稳定现象．该现象的直接驱动力是界面局部区域出现的张力梯度，表面活性物质在该现象中起重要作用[1，2]．溶质相间迁移通常可考虑为三步：（1）溶质在原所在相内部向     

Transfer Hydrosilylation

Transfer hydrogenation is without question a common technology in industry and academia. Unlike its countless varieties, conceptually related transfer hydrosilylations had essentially been unreported until the recent development of a radical and an ionic variant. The new methods are both based on a silicon‐substituted cyclohexa‐1,4‐diene and hinge on the aromatization of the corresponding cyclohexadienyl radical and cation intermediates, respectively, concomitant with homo‐ or heterolytic fission of the Si? C bond. Both the radical and ionic transfer hydrosilylation are brought into context with one other in this Minireview, and early insight into the possibility of transfer hydrosilylation is included. Although the current state‐of‐the‐art is certainly still limited, the recent advances have already revealed the promising potential of transfer hydrosilylation.     

Chemoselective Quinoline and Isoquinoline Reduction by Energy Transfer Catalysis Enabled Hydrogen Atom Transfer

(Hetero)arene reduction is one of the key avenues for synthesizing related cyclic alkenes and alkanes. While catalytic hydrogenation and Birch reduction are the two broadly utilized approaches for (hetero)arene reduction across academia and industry over the last century, both methods have encountered significant chemoselectivity challenges. We hereby introduce a highly chemoselective quinoline and isoquinoline reduction protocol operating through selective energy transfer (EnT) catalysis, which enables subsequent hydrogen atom transfer (HAT). The design of this protocol bypasses the conventional metric of reduction reaction, that is, the reductive potential, and instead relies on the triplet energies of the chemical moieties and the kinetic barriers of energy and hydrogen atom transfer events. Many reducing labile functional groups, which were incompatible with previous (hetero)arene reduction reactions, are retained in this reaction. We anticipate that this protocol will trigger the further advancement of chemoselective arene reduction and enable the current arene-rich drug space to escape from flatland.     

RAFT链转移剂的选用原则及通用型RAFT链转移剂

可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT Polymerization)是目前最为常用的活性可控自由基聚合方法之一,因其产物分子量分布较窄、适用单体范围广、反应条件温和等优势得到了不同领域科学家的广泛应用。然而,科学家们在选择RAFT链转移剂(也称RAFT试剂)时,经常会忽略RAFT链转移剂与单体活性的匹配原则,导致在制备高活单体与低活单体的嵌段共聚物方面存在产物分子量分布宽、聚合速率慢,甚至反应无法成功进行的问题。基于此,本文首先综述聚合中RAFT链转移剂的选用原则,随后介绍近几年开发的一类同时适用于高/低活性单体聚合的通用型RAFT链转移剂(Universal/Switchable RAFT agent)的作用原理及适用条件,并着重探讨了基于通用型RAFT链转移剂制备高/低活性单体的嵌段共聚物的最新进展及应用。