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摘 要在过去的几十年里， 超分子聚合物由于可以利用可逆的非共价键相互作用自组装并控制其构象而引起了人们的广泛关注。发展到现在，超分子聚合物已经被构建出各种拓扑结构，例如线型、星形的、超支化的、树枝状和交联。在这些超分子聚合物，超支化超分子聚合物（SHP）不仅拥有传统超支化聚合物的优点，而且还具有一些新的特性，如刺激响应性和自修复性。本论文设计分别合成了主体分子和客体分子两种单体：运用点击化学（click）反应合成含有 24-冠-8（DB24C8）基团的主体分子 H1；一端含有二季铵盐另一端含有 2,6-双（苯并咪唑基）-吡啶基团(BIP)的客体分子 G1。基于冠醚 DB24C8 和二季铵盐的主客体相互作用和 BIP基团与金属离子（Eu3+、Zn2+）的金属配位作用，混合1 当量的 G1、0.5 当量H1、3% Eu(NO3)3和97% Zn(NO3)2便可得到超支化超分子聚合物。最后，我们采用 1H NMR、13CNMR和 HPLC-MS 对最终化合物进行了表征。48000
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毕业论文关键词：超分子聚合物；主客体相互作用；金属配位作用；先进材料
Abstract Supramolecular polymers, utilizing reversible noncovalent interactions to directtheir self-assemble and control their conformations, have attracted significant interestin the past few decades. To date, supramolecular polymers with various topologies,such as linear, hyperbranched, star-shaped, cross-linked and dendronized, have beenconstructed. In these supramolecular polymers, supramolecular hyperbranchedpolymers (SHPs) not only own the advantages of traditional hyperbranched polymers,but also possess some new features, such as stimuli-responsiveness and self-healing.Herein，we designed and prepared two monomers: monomer H1 consists of twosymmetrical benzo-24-crown-8 (DB24C8) units was synthesized by click chemistry(click); monomer G1 contains a BIP unit and a secondary ammonium salt (DBAS) ateach end. Base on orthogonal host-guest interactions between DB24C8 and asecondary ammonium salt and metal coordination of BIP units with metal ions (Eu3+,Zn2+), a supramolecular hyperbranched polymer (SHP) was obstained by mixingmonomer G1 with 0.5 equiv. of H1 1 equiv. of monomer G1, 0.5 equiv. of monomerH1, 3% Eu(NO3)3 and 97% Zn(NO3)2. At last, these final compounds werecharacterized by 1H NMR,13C NMR and HPLC-MS methods.Keyword: Supramolecular polymers;Host-guest interaction;metal–ligandcoordination interactions;Advanced Materials
目 录
1. 前言 1
1.1. 超分子聚合物概述.1
1.1.1. 基于主客体相互作用构建超分子聚合物. 1
1.1.2. 基于金属配位作用形成的超分子聚合物. 4
1.2. 本论文的研究目的及主要内容.5
2. 实验部分 6
2.1. 实验原料.6
2.1.1. 反应原料..6
2.1.2. 实验仪器..6
2.2. 实验设计路线.6
3. 实验部分及实验结论7
3.1. 实验部分.7
3.1.1. 主体分子 H1 的合成及表征...7
3.1.2. 化合物 6 的合成及表征..9
3.1.3. 化合物 7 的合成及表征11
3.1.4. 客体分子 G1 的合成及表征.13
3.2. 实验结果讨论...15
4. 实验总结..15
参考文献... 17
致谢... 18
1. 前言1.1. 超分子聚合物概述超分子化学是一门基础化学与材料学、生命科学等学科相互交汇而形成的新兴学科。其研究对象主要是通过分子间的组装和金属配位作用等分子间键的作用而形成的超分子聚合物，因此超分子化学又称主-客体化学。“超分子”可追溯到 1937 年，首次是由科学家 Wolf[1]提出的，从此以后“超分子”走进了大众的生活。经过几十年的发展，到1990 年，J. M. Lehn[2]教授又提出了“超分子化学”的具体概念。 而就因为此位科学家在超分子领域做出的杰出贡献， 1987年 J. M. Lehn 与 C. J.Pedersen，D. J. Cram一同分享了当年的诺贝尔化学奖，自此以后以非共价键为主的超分子聚合物成为科学研究的一大热点。之后再经过几百年的发展，2005 年时，Science[3]又一次将化学的自组装作用提到引人关注的地位，其将化学的自组装作用归到 21 世纪亟待解决的科学问题中，这充分反映出超分子化学中的分子自组装研究具有重大意义。经过各位科研工作者以及学者在超分子领域多年刻苦的钻研， 超分子化学体系发展到今天其范围已经远远超出了最初的有机化学主客体体系的范畴， 现在的超分子化学已经发展成为了一个淡化化学和材料学等学科界限的跨学科的新兴研究领域。 超分子聚合物就是将具有优良特性的小分子或低聚物通过非共价键连接在一起，从而得到优势互补的超分子聚合物。因此，分子之间的自组装正是高分子化学里面研究的重要科学问题。