光致异构手性偶氮分子合成及性能评价

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螺旋聚合物是聚合物分子链的一种特殊形态结构,其链节单元在熵驱动或化学作用下按一定相对偏转角度有序排列,主链形成类似螺线管形态的聚合物二级结构,螺旋方向可以分为右旋和左旋。特定立构规整度的聚合物可以通过手性小分子对聚合物链的相互作用,诱导聚合物形态发生改变,如螺旋形成、螺旋反转、螺旋消退等。聚合物的螺旋形态通常用圆二色谱(CircularDichroismSpectroscopy,CD)表征。简单的手性分子同样有CD信号,但是,超出简单手性分子信号范围的CD信号通常可归属为聚合物螺旋构象,理想的螺旋形态可导致巨大旋光效应。偶氮苯分子可以发生光致顺—反异构,通过偶氮分子极性基团与聚合物链侧基作用,在偶氮发生顺—反异构时就能诱导聚合物螺旋形态发生改变。本论文合成了两种光致异构手性偶氮小分子,一种含有羟基(记为Chiral—azo—OH),一种含有羧基(记为Chiral—azo—COOH),对其进行了红外、核磁、质谱、元素分析、旋光等表征,并利用圆二色谱研究了合成的偶氮小分子对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)和聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)的诱导作用关系,结果发现:(1)合成的手性偶氮分子与聚合物的组合导致CD光谱中335nm附近出现较强的吸收信号,这种较强的CD信号暗示聚合物形成了一定形态的螺旋结构,而没有引入手性中心的偶氮分子(对羟基偶氮苯)并没有在CD光谱上发现这种现象;(2)对于PMMA来讲,当PMMA链节单元与Chiral—azo—OH或Chiral—azo—COOH的浓度比为10:1、5:1、1:1时,在黑暗处保存两天后均能较好得到螺旋结构;对于PMAA来讲,当PMAA与Chiral—azo—OH的浓度比为1:1或当PMAA与Chiral—azo—COOH的浓度比为5:1时,在黑暗处保存两天后均能较好得到螺旋结构;对于PHEMA来讲,当PHEMA与Chiral—azo—OH的浓度比为10:1、5:1、1:1时,在黑暗处保存两天后均能较好得到螺旋结构,而PHEMA与Chiral—azo—COOH的偶合作用并不能很好诱导其形成螺旋。
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