1. 研究目的与意义
本论文主要内容是合成系列尾链长度不同的hephamidic型液晶基元;并通过NMR、元素分析、质谱对单体和聚合物的化学结构进行表征。目的及意义: Hephamidic型液晶基元自组装能力强、相结构丰富,且易于调控;相结构和尺寸取决于尾链长度。基元联苯二酚的Hephamidic型液晶基元(Bipp-Hphd)在侧链高分子合成中有重要应用,这类液晶高分子能形成独特的微相分离结构。然而Bipp-Hphd的合成存在单取代和双取代反应,产率较低,难以大量合成。本研究拟通过特戊酰氯保护酚羟基的方法,较大量合成系列尾链长度不同的Bipp-Hphd,为Hephamidic型侧链高分子的合成提供基础。
树枝化聚合物作为一类新型的树枝状聚合物,通常是由线形聚合物主链和作为侧链的树枝单元组成。利用树枝单元的空间位阻效应,通过控制树枝单元的结构或代数以及与聚合物主链之间的距离,可控制这类聚合物的构型和柔顺性。树枝化聚合物具有一些普遍的结构特点,如高度的几何对称性、分子内有空腔、表面存在大量的官能团、分子本身是纳米尺寸等。由于树枝化聚合物的特殊结构和性质,其在催化剂载体、纳米材料、医药和光电子材料等方面的应用研究得到了广泛关注。
2. 国内外研究现状分析
甲壳型液晶高分子是我国科学家最早设计和合成、 受到国际学术界广泛关注的一类新型液晶高分子 迄今已合成出 10个系列 100多种甲壳型液晶高分子, 其中多数以乙烯基氢醌、 乙烯基对苯二胺、乙烯基对苯二甲酸和 2-羟基-5-氨基苯乙烯为关键中间体. 液晶核由 3个苯环以 coo或 con h连接而成. 由于 coo 和 con h易与阳离子和阴离子相互作用, 故已报道的甲壳型液晶高分子都是由自由基聚合反应制得, 而很难用离子型聚合反应合成.
大多数具有共轭主链结构的树枝化聚合物都是通过逐步聚合反应制备的。liu 等使用 socl2为活化剂,采用大分子单体路线,省略保护和去保护步骤,直接合成了外围带有氯甲基官能团且主链和侧链树枝单元均为酰胺结构的功能化树枝化聚酰胺 1。miao 等用同样方法合成了外围带溴甲基官能团的树枝化聚酰胺。 自由基聚合反应对聚合条件具有普适性,且可聚合的单体多样,因而在目前树枝化聚合物制备中使用最多。zhang 等通过包含 frchet 型树枝单元的 1 ~4 代的苯乙烯大分子单体和马来酸酐的自由基共聚,合成了主链包含活性酸酐基团的高分子量树枝化共聚物8。zhao 等合成了 l-赖氨酸基树枝化肽链功能化的手性树枝化聚苯乙炔 9。zhang 等通过带有 l-赖氨酸基树枝单元的大分子单体的自由基聚合,合成了高分子量的 1 代和 2 代树枝化聚甲基丙烯酸酯10。li 等通过自由基聚合合成了包含乙二醇低聚体的 1 ~3 代不同端基的树枝化聚甲基丙烯酸酯11。costa 等在超临界 co2中由3 ~5 代大分子单体的自由基聚合合成了树枝化聚合物12。
开环易位聚合因其可合成结构严格规整的聚合物而被广泛采用。nystrm 等使用 1 代和 2 代grubb's 催化剂,通过 romp 合成了1 ~4 代树枝化聚降冰片烯18。使用第1 代 grubb's 催化剂生成的聚合物比使用第 2 代 grubb's 催化剂得到的聚合物具有更窄的分 子 量 分 布,但 分 子 量低 于 理 论 值。rajaram 等通过 romp 合成了含 3 代芳基醚树枝单元和 2 代聚酯树枝单元的树枝化二嵌段共聚物9。jiang 等使用 1 代 grubb's 催化剂,通过 romp 合成了 0 ~2 代含末端咔唑基的树枝化聚合物20。
3. 研究的基本内容与计划
在南京林业大学已初步建立化学合成实验室,实现无水无氧操作,具备小分子、高分子合成的基本条件。
4. 研究创新点
Bipp-Hphd的合成存在单取代和双取代反应,产率较低,难以大量合成。
本研究拟通过特戊酰氯保护酚羟基的方法,较大量合成系列尾链长度不同的Bipp-Hphd,为Hephamidic型侧链高分子的合成提供基础。
