基于活性超分子聚合物构筑分支嵌段共聚物及其手性识别的应用

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:KenBlove
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活性超分子嵌段共聚物(LSCP)是一类新兴材料,它能够结合不同的单体单元,从而获得超出单体的复杂功能。在过去的几年里,它们的潜力已经得到广泛的证明。然而,由于该研究正处于早期发展阶段,仍然面临许多挑战:(1)如何利用简单的小分子单体实现活性超分子嵌段共聚。目前大多数研究都基于复杂的合成以满足结构和相互作用的匹配,其功能的相似性限制了其发展;(2)如何制备复杂的高级结构,以获得可控的类生命活性材料。其中受控分支在生物系统中已得到充分证实,但是由于需要良好定向的分子设计,导致完全基于非共价相互作用的分支结构的LSCP的研究非常有限;(3)如何将研究对象从微观研究放大到宏观,将单体尺度上的微小差异放大,实现手性识别的裸眼可视化。本论文研究内容如下:1.选用简单的芳香酸分子对羟基苯丙酸(HPA),在利用层状双氢氧化物(LDH)纳米材料的约束效应得到插层水滑石后,将LDH层板溶解并在添加合适的溶液后将简单单体的亚稳态组装成长程各向异性结构,得到简单小分子制备的活性超分子聚合物(LSP)。由于活性端的存在,尝试利用三聚氰胺(MM)作为共组装分子,并提供分支点,参与活性超分子聚合,从而获得一种制备复杂分支结构的活性LSCP的方案,并且通过缓慢的蒸发组装制备得到热力学稳定状态的独特宏观形貌。探究该方案的通用性,即不同烷基链长的插层分子(HPA;对羟基苯乙酸,HAA;对羟基苯甲酸,HBA)对形成LSP的影响以及与MM共组装后LSCP的差别;MM同系物(甲基胍胺,MGA)以及MM结构类似物(三聚氰酸,CA)作为共组装分子后对LSCP的影响;2.在LSP的动力学可调控性的基础上,通过改变LDH限域空间的尺寸,超声时间以及共组装分子MM加入时间等探究了活性LSCP的动力学可调性,实现了活性LSCP的可控制备;类似的,新鲜制备的LSCP作为种子诱导的活性超分子嵌段共聚物(SSCP)同样也具有优异的可调控性;3.手性对映体分子在逐级组装中,其微弱的能量差异会逐步放大。利用LSP、活性LSCP以及蒸发组装制备热力学稳定状态的宏观形貌逐级放大小分子(L-酪氨酸,L-Tyr;D-酪氨酸,D-Tyr)之间的能量差异,为手性识别的裸眼可视化提供了可能。
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