点击化学法合成环糊精聚轮烷及滑移超分子聚合物刷-材料学专业论文.docx

PAGE PAGE 2 2.3.4 每个 PR 分子所含 α-CD 环的数量 22 2.3.5 PR 特殊的荧光性能 26 2.4 结论 31 第三章 点击化学一步合成 β-环糊精封端的聚轮烷及其作为模板原位生成铂金属纳米簇 ...32 3.1 引言 32 3.2 实验部分 34 3.2.1 实验原料 34 3.2.2 实验仪器 34 HYPERLINK \l _TOC_250001 3.2.3 炔酸（4-Oxo-4-(prop-2-ynyloxy) butanoic Acid）的合成 34 3.2.4 末端含炔健的 PEG1（Alk-PEG1-Alk）的合成 35 3.2.5 末端含炔健的 PEG2（Alk-PEG2-Alk）的合成 35 对甲苯磺酰单取代的 β-CD（Mono-(6-O-(p-tolylsulfonyl))-β-cyclodextrin， β-CD-OTs）的合成 35 叠氮单取代的 β-CD（Mono-(6-azido-6-desoxy)-β-cyclodextrin，β-CD-N3）的合成 36 3.2.8 一步法合成以 Alk-PEG1-Alk 为轴的 PR（PR1A）36 3.2.9 羧化 PR1A（PR1A-COOH）的合成 36 3.2.10 戊酰氯改性的 PR1A（PR1A-VC）的合成 37 3.2.11 二步法合成以 Alk-PEG1-Alk 为轴的 PR（PR1B） 38 3.2.12 含炔健的金刚烷（Ada-Alk）的合成 38 3.2.13 二步法合成以 N3-PEG1-N3 为轴的 PR（PR1C） 38 3.2.14 末端含金刚烷的 PEG3（Ada-PEG3-Ada）的合成 39 3.2.15 以 PR1A-COOH 为模板制备 Pt NPs 39 3.3 结果与讨论 40 3.3.1 PR1A 的合成和表征 40 HYPERLINK \l _TOC_250000 3.3.2 AFM 观测 46 3.3.3 末端 β-CD 的超分子识别 47 3.3.4 PR 为模板原位生成铂金属纳米簇 51 3.4 结论 55 第四章 一步平行点击反应制备两亲性可调的滑移超分子聚合物刷及其自组装行为 57 4.1 引言 57 4.2 实验部分 59 4.2.1 实验原料 59 4.2.2 实验仪器 59 4.2.3 单炔键封端的 PEG350（PEG350-Alk）的合成 59 4.2.4 含单炔键的棕榈酸酯（C16-Alk）的合成 60 4.2.5 叠氮功能化的 PR1A（PR-N3）的合成 61 4.2.6 滑移超分子聚合物刷（SSPB）的合成 62 4.3 结果与讨论 62 4.3.1 点击偶联反应活性的研究 62 SSPB 的合成和表征 64 在水和正己烷界面上的 Janus SSPB 73 4.3.4 SSPB 在固体表面的自组装行为 77 4.4 结论 83 第五章 全文总结85 5.1 论文主要内容 85 5.2 论文创新之处 85 参考文献87 致谢 93 攻读学位期间发表或投寄的学术论文94 I I 点击化学法合成环糊精聚轮烷及滑移超分子聚合物刷 中文摘要 环糊精（Cyclodextrin，CD）作为超分子化学的一个重要研究对象，因其来源广泛、 毒性小、可作为主体与多种客体形成超分子包结络合物、含有大量可反应的羟基等优点，已 被广泛应用在食品添加剂、药物控制释放等领域。 多个具有空腔结构的 CD 分子贯穿于一条聚合物链上并经封端即得到“项链”型聚轮烷 （Polyrotaxane，PR）主客体超分子聚合物。近年来，由于其独特的结构形貌及物理化学性 质，此类 PR 正引起越来越多的关注。尽管已有大量的相关文献报道，但该领域还存在一些 问题和挑战：1）缺少实用、高效的合成方法，致使 PR 的合成效率低，难以大量合成 CD 覆盖率高的产物；2）由于原料来源和反应方法等方面的不足，PR 的功能化研究还比较单一， 缺乏有效的功能化手段；3）应用研究刚刚起步，有待进一步开拓。本论文针对这些问题展 开研究，提出一步水相点击合成法，高效快速地制备了 PR；采用点击偶联反应，对所得 PR 进行了氨基酸功能化；提出了平行点击接枝的策略，合成了亲水/疏水臂可调节的两亲性滑 移超分子聚合物刷，研究了这些聚合物刷的自组装行为；并探索了 PR 在模版合成纳米晶簇 等方面的应用研究。 1. 点击化学合成荧光功能化聚轮烷 传统的 PR 合成法一般包括线形聚合物与 CD 在水中形成包结络合物（Inclusion complex， IC）—“准 PR”及在有机溶剂中封端两个步骤，称两步或两锅法。本论文首先采用两步法 合成了荧光分子点