聚噻吩的固相聚合及其应用

作为共轭聚合物的典型代表,因聚噻吩衍生物具有良好的稳定性和结构易改性,其在有机光电子领域、新能源等有重要的应用。而固相聚合作为一种环保、可大规模制备等优点,受到研究者的关注。本文主要总结了近年来聚噻吩及其衍生物的固相聚合反应单体分子设计、聚合研究机理以及相关应用的进展,并展望了未来的研究方向。     

噻吩衍生物的合成及其光学性能研究

以3-溴噻吩为原料,通过格氏试剂卤锂交换,在过渡金属催化下双环侨联、烷基取代,合成一种液态状双烷基-二噻吩衍生物材料,正丁基锂与三溴噻吩投料比为2:1时收率最高,达80%以上。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光线发射、吸收及理论计算做了系统性研究,循环伏安(CV)实验对分子内电荷转移情况进行了测试。结果表明双烷基噻吩衍生物的紫外吸收与3,3-双噻吩相比表现出较宽的光谱吸收范围优势,荧光光学能隙值及量子产率均优于3,3-双噻吩,推测衍生物中噻吩邻位增加的烷基侧链作为有效供电子基团,与主环体的Π电子体系共轭发生了明显的电子离域现象,使得双烷基噻吩衍生物具有较好的紫外-可见吸收和荧光发射响应。双烷基噻吩衍生物在不同非质子溶剂中出现随溶剂极性增大发生的吸收及发射波长红移现象,推测化合物分子与不同极性溶剂产生了相互作用,且在特定光源激发后分子内平面共轭结构产生了不同程度的偶极矩变化。最后利用伏安特性曲线验证了双烷基噻吩衍生物良好的光反应活性和导电优势,为光电材料进一步研究提供了理论基础。     

有机噻吩类衍生物作为电致变色材料*

噻吩类衍生物包括聚噻吩衍生物和齐聚噻吩衍生物。本文从有目的地设计、合成噻吩类衍生物的角度出发,探索了其作为电致变色材料的应用,综述了噻吩类衍生物作为电致变色材料的最新研究进展。     

低聚噻吩衍生物单体的合成及其聚合物薄膜的电致变色性能

合成了两种低聚噻吩衍生物单体:2,3':4',2'-三噻吩(I3T)和5,5'-二醛基-2,3':4',2'-三噻吩(OHC-I3T-CHO).通过电化学方法对单体I3T和OHC-I3T-CHO进行了聚合,制备了相应的聚噻吩衍生物.研究了聚噻吩衍生物薄膜的电致变色性能.当外加一定电压时,基于单体I3T的聚噻吩衍生物薄膜可以在淡黄色和淡蓝色之间发生可逆的颜色变化,基于单体OHC-I3T-CHO的聚噻吩衍生物薄膜能在红色和墨绿色间发生可逆的颜色变化.     

主链含噻唑单元的新型聚噻吩衍生物的合成与光伏性能

聚噻吩(PT)衍生物由于简单易合成和较好的光电性能,被广泛运用于有机太阳能电池(OSCs)中,但PT较高的能级限制了其在非富勒烯类OSCs的应用。为了降低PT的能级结构,本研究将噻唑单元引入到聚噻吩主链中,设计并合成了新型聚合物给体材料PBTzCl-T。通过紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安法及密度泛函理论(DFT)计算等对聚合物的结构、光学和电学性能进行了表征,并对制备的光伏器件进行了光电性质研究。结果表明：噻唑的引入能够有效降低聚合物的HOMO和LUMO能级,从而提高光伏器件的开路电压。PBTzCl-T在不同溶剂中表现出不同的预聚集行为,进而影响聚合物给受体界面处的电荷转移能力和活性层形貌,导致光伏器件的短路电流和填充因子变化。     

水溶性聚噻吩的合成与可视化生物检测

共轭聚合物具有强的光捕获能力,可放大荧光传感信号,提高生物检测的灵敏度。基于共轭聚合物的新型生物传感体系对获取生命过程中的化学与生物信息、阐明生物体系中的信息传递、特别是对疾病的诊断与治疗都具有重要的意义。水溶性聚噻吩衍生物在外界环境影响下主链结构易发生变化,从而引起紫外吸收光谱与溶液颜色的变化,近年来在可视化生物检测...     

新型三噻吩衍生物的合成及其液晶性能

近晶A相;新型三噻吩衍生物的合成及其液晶性能     

噻吩甲酰胺衍生物的合成及其对小麦全蚀病病原菌的抑制活性

探索了取代2-氢噻吩-3-羰基酸酯的合成及其硅烷化的方法,并对反应条件进行了优化;以其为母体合成了20个未见有报道的噻吩甲酰胺衍生物;各噻吩甲酰胺衍生物的结构经1H NMR,13C NMR,HRMS或元素分析确证;其对小麦全蚀病病原菌的抑菌活性经平皿法进行了测试.初步结构活性分析表明,噻吩甲酰胺胺基取代基结构的变化及其2位官能团的大小对小麦全蚀病病原菌抑制活性有显著的影响,其中化合物7b~7d,7l,7m,7o表现出了优异的抑菌活性.该结果对抑菌先导化合物的设计具有一定的参考价值.     

汽油烷基化脱硫反应中噻吩及其衍生物的烷基化性能

 研究了噻吩、2-甲基噻吩、3-甲基噻吩和 2,5-二甲基噻吩等硫化物与己烯进行烷基化反应的性能. 结果发现,它们进行一次烷基化反应的能力都比较强,在实验条件下转化率几乎都达到了100%. 但噻吩衍生物与己烯进行二次以至多次烷基化反应的能力则随着噻吩环上支链的增加逐渐减弱,原因可能来自噻吩衍生物继续进行烷基化反应的热力学条件不利,以及环上已有侧链的空间位阻效应. 噻吩衍生物发生深度烷基化反应能力的减弱导致了另外两个并行竞争反应芳烃烷基化和烯烃烷基化(聚合)的反应程度增强,表现为芳烃转化率和己烯聚合量的升高,以及各自二次烷基化产物相对含量的增加.     

聚噻吩与取代聚噻吩的能带结构的计算

聚噻吩与取代聚噻吩的能带结构的计算曹阳，陈良进（苏州大学化学系苏州２１５００６）关键词取代，聚噻吩，能带结构，导电性在五元杂环的高聚物中，３－取代聚噻吩已引起了人们广泛的兴趣，已有人对其能带结构和导电性能［１－２］尤其是其温度与导电性能的关系［３－５...     

透明质酸的改性及在生物医用材料领域的应用研究

透明质酸(HA)是人体内最为常见的一种粘多糖,具有优良的生物相容性和可降解性,可广泛应用于药物输送、皮肤填充材料、组织工程、药物载体和3D仿生学等方面,是当前生物医用材料领域的研究热点之一。HA具有独特的结构使其显示出特定的物理化学性质,可通过物理或化学方法修饰,赋予其新功能和新应用。本文从HA的分子结构出发,重点综述了HA的官能团羧基、羟基和乙酰胺基的化学改性和物理改性,主要包括羧基的酰胺化反应和酯化反应,羟基与环氧化物的开环反应、与有机硫化物的反应、酯化反应、与卤化物的反应和氧化反应,以及HA脱乙酰基反应;介绍了HA在生物医用材料领域的应用,并对其前景进行展望。     

吸附树脂在生物医药领域的应用

南开大学高分子学科由何炳林创建,他研制的大孔阴离子交换树脂成功用于分离浓缩放射性元素铀,为我国原子弹爆炸成功做出了重要的贡献。高分子学科科研人员继承发扬老一辈科学家精神,深耕离子交换树脂研究及其在环保、医药等多方面的应用,创造了显著的经济效益和社会效益。本文主要对吸附树脂在生物医药领域的应用做一简要的综述。     

生物医用类聚天冬氨酸衍生物的研究进展

聚氨基酸类高分子材料因其良好的生物相容性、生物可吸收性及化学结构匹配性,在生物医用高分子领域有着无法比拟的优点和广泛的应用前景。特别是聚天冬氨酸,具有良好的生物相容性、生物降解性和可吸收性,合成方法简单,成本较低,易于功能化修饰等诸多优点。且在体内能够被逐渐吸收代谢,其代谢产物对人体无毒,不会对周围组织、肝肾、血红细胞等产生毒副作用。因此聚天冬氨酸及其衍生物,被广泛用于药物载体、组织工程等生物医药领域相关材料的制备研究。本文综述了近几年来聚天冬氨酸在生物医用高分子领域内的应用,重点介绍了聚(α,β-L-天冬氨酸)衍生物的设计合成及其生物医学性能。     

天然-合成高分子生物杂化材料在生物医学领域中的应用

综述了天然—合成高分子生物杂化材料在生物医学领域中的应用，并分析了它作为组织工程基质和药物载体的优点，指出生物杂化材料是生物医用材料的发展趋势。     

Influence of Side‐Chain Composition on Polythiophene Properties and Supramolecular Assembly of Anionic Polythiophene Derivatives

A series of 10 polythiophene derivatives is reported, in which each polymer has a different percentage of carboxylic acid‐bearing repeat units. The properties of these polymers are explored under acidic conditions, where the carboxylic acid moieties remain neutral, and under basic conditions, where the carboxylic acid units become anionic carboxylates. The properties that are examined for both solutions and films include UV–vis absorption spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, and red‐edge optical band gaps. All the properties studied are strongly dependent both on protonation state and percentage of carboxylic acid/carboxylate side chains along the polymer backbone. The anionic form of each polythiophene derivative was also used in layer‐by‐layer film deposition with a cationic phosphonium polyelectrolyte. The film growth process was studied by spectroscopic techniques to assess the influence of side‐chain composition on the film growth and optical properties. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2019     

Synthesis and Photovoltaic Properties of Ester Group Functionalized Polythiophene Derivatives

To increase the open circuit voltage (V_OC) of polymer solar cells (PSCs) based on polythiophene, two new ester group functionalized polythiophene derivatives, PCTDT and PCTBDT, were designed and synthesized via alternating copolymerization of thiophene‐3‐carboxylate (CT) with the 2,2′‐bithiophene (DT) and benzodithiophene (BDT) units, respectively. The resulting copolymers exhibited broad and strong absorptions in the visible region, which was similar to that of the commonly used poly(3‐hexylthiophene) (P3HT). Through cyclic voltammetry measurements, it was found that both copolymers showed lower HOMO energy levels (−5.27 eV for PCTDT and −5.36 eV for PCTBDT) than that of P3HT (−5.03 eV), indicating that the HOMO energy level could be efficiently reduced by introducing the ester group into the polymer side chain. Photovoltaic properties of the copolymers blended with [6,6]‐phenyl‐C₆₁‐butyric acid methyl ester (PCBM) as electron acceptor were investigated. The obtained two devices possessed both relatively large short circuit current (I_SC) and higher V_OC than that of P3HT:PCBM blend. For PCTBDT:PCBM blend, a power conversion efficiency (PCE) up to 2.32%, an I_SC of 6.94 mA · cm⁻², and a V_OC of 0.80 V were observed while PCTDT:PCBM system demonstrated a PCE of 1.75% with a V_OC of 0.68 V.

     

生物高分子聚苹果酸及其衍生物的合成与应用前景

生物高分子对生命过程十分重要,它们表现出了卓越的特性和潜在的应用前景,因而一直是国内外学者的一个新的研究热点。聚苹果酸及其衍生物作为一类新型的生物高分子同样具有一些独特的性质。本文介绍了聚苹果酸及其衍生物的结构和性能特点,全面综述了它们的合成与制备方法研究的进展,展示了它们作为生物医用材料在药物释放体系、组织工程等领域中的应用前景。     

天然活性多糖在生物医药领域中的研究进展

概述了活性多糖的分离纯化、结构表征、结构修饰及在生物医药领域中的应用,并对今后多糖研究前景作了展望。     

Polysaccharides and Their Derivatives for Versatile Tissue Engineering Application

Research and development in the design, synthesis, modification, evaluation, and characterization of polysaccharide‐based bioactive polymeric materials for guiding and promoting new tissue in‐growth is reviewed. Emphasis is given in this interdisciplinary field of tissue engineering (TE) with particular reference to bone, cartilage, and skin TE. Current strategies in scaffold‐guided TE approaches using polymers of natural origin and their composites are elaborated. Innovative modification techniques in creating functional materials for advanced TE applications are presented. Challenges and possible solutions in the technological innovation in factor molecules incorporation and surface functionalization for improving the fabrication of biomaterials scaffolds for cost‐effective TE are also presented.