手性药物对人类健康起着举足轻重的作用,手性材料因其在手性药物分离方面的重要应用,被广泛认为是最具前景的新材料之一。作为手性材料的一种,由手性炔单体合成的光学活性螺旋取代聚炔,具有规整的共轭结构和显著的“手性放大效应”,在手性吸附/分离、对映体选择性结晶、手性控释和不对称催化等方面具有潜在的应用价值。然而聚炔纳米粒子易聚并,微球和凝胶比表面积小、溶胀性能差等缺点,限制了聚炔作为手性材料的实际应用。研究发现,氧化石墨烯因具有较大的比表面积和优异的机械强度等,近些年来被广泛应用于新材料的制备和改性。为了探索新型手性功能化杂化材料的制备方法及应用性能,同时克服手性聚炔材料存在的缺陷,我们设计和合成了一系列化学键合型的光学活性螺旋取代聚炔/氧化石墨烯杂化材料,包括可逆转变材料、异形粒子和块体材料等。所得杂化材料集螺旋聚炔和氧化石墨烯二者优势于一身,展现出显著的光学活性和较大的比表面积,并在对映体选择性结晶、手性选择性富集和手性吸附/分离方面得到良好的应用。本文的研究丰富和拓展了新型手性杂化材料的种类和制备方法,有望在手性相关领域、材料化学和生命科学研究等方面获得广泛的应用。主要的研究内容如下:1、利用炔丙胺和氧化石墨烯反应,合成了表面接枝碳碳三键的炔基化石墨烯(MGO),在DMF溶液中Rh催化剂引发接枝于MGO上的碳碳三键(-C≡C)与手性炔单体M1进行共聚,得到光学活性螺旋取代聚炔/氧化石墨烯杂化材料。利用FT-IR、XPS和XRD表征了该材料的基本结构;CD谱图结果表明杂化材料拥有明显的光学活性;同时聚合物的存在有效提高了氧化石墨烯杂化材料在有机溶剂DMF和THF中的分散性。以该杂化材料为手性诱导剂可以诱导L-丙氨酸优先选择性结晶,得到对映体过量值为73%的棒状晶体。2、基于上述方法,在THF溶液中制备出化学键接有光学活性取代聚炔的氧化石墨烯(GO)杂化材料。通过调节聚合物的良溶剂与不良溶剂比例(THF/H20),使接枝于GO表面的光学活性螺旋取代聚炔,实现了由聚合物链到聚合物粒子之间的形态可逆转变。利用TEM表征了可逆转变过程中聚合物的形态变化;CD谱图表明杂化材料具有显著的光学活性。在材料的可逆转变过程中,考察了手性聚合物对外消旋体苯丙氨酸的选择性富集效果。HPLC结果表明:在聚合物从自由伸展链到粒子的转变过程中,L-苯丙氨酸被优先吸附于粒子内,其对映体过量值(e.e.)为41%。3、为了解决聚炔纳米粒子易聚并、不稳定的缺点,本文利用乳液聚合法,将光学活性螺旋聚炔纳米粒子通过化学键固载于氧化石墨烯表面,以提高聚炔粒子的分散性和稳定性。SEM和HRTEM图像表明得到的聚炔纳米粒子形貌规整、粒径均匀(470 nm),并稳定分散于氧化石墨烯表面,有效解决了聚炔纳米粒子易聚并、不稳定的问题;CD谱图表明聚炔纳米粒子的存在赋予该杂化材料以显著的光学活性。同时,手性杂化材料能够诱导消旋体丙氨酸中的L-丙氨酸优先选择性结晶,SEM图像、旋光值和CD谱图结果表明诱导所得晶体中包含过量的L-丙氨酸,其对映体过量值(e.e.)为65%。4、通过乳液聚合和悬浮聚合将氧化石墨烯和Fe304包裹于聚炔粒子内,成功的制备出椭球状和饼状异形粒子,实现了聚炔粒子形貌的可控调节。利用SEM详细表征了异形粒子的形貌和内部结构;CD谱图结果证明异形粒子拥有显著的光学活性;BET结果表明氧化石墨烯的引入有效的提高了聚炔异形粒子的比表面积。同时以磁性饼状粒子为例,初步探索了异形粒子在苯丙氨酸对映体选择性结晶中的应用,结果表明诱导所得晶体中含有过量的L-苯丙氨酸,其对映体过量值为48%。5、为提高传统聚炔凝胶材料的比表面积和溶胀性能,以双炔基交联剂(M2)、氧化石墨烯和手性单体M1为原料,制备出一系列光学活性有机-无机杂化块体材料(monoliths)。SEM图像及EDS数据表明氧化石墨烯层间填充了大量的聚合物,形成了规则的层状结构;BET数据和溶胀性能测试结果表明:氧化石墨烯的加入有效提高了块体材料的孔径和比表面积,同时材料的溶胀能力得到较大的提升。手性吸附实验结果表明:手性杂化块体材料对L-苯丙氨酸和L-丙氨酸的吸附量均高于它们的对映体,表现出明显的选择性吸附。