苯乙炔衍生物OEDHPA的合成及其螺旋聚合反应条件研究

设计并合成了含有多个取代基的苯乙炔衍生物(OEDHPA)单体,并在不同的催化体系中,对单体的螺旋聚合反应条件进行的研究,结果显示含有多个取代基的苯乙炔衍生物单体OEDHPA在以铑络合物[Rh(nbd)Cl]2为催化剂,手性胺(R)-PEA或(S)-PEA为共催化剂的手性催化体系中进行了螺旋聚合,并通过1H NMR、IR及元素分析确定了单体的结构,利用圆二色谱-紫外光谱(CD-UV)确认了生成聚合物的螺旋结构。最后在不同的溶剂中,对聚合而成的螺旋高分子的溶解性进行了考察。

溶剂对苯乙炔衍生物EPHG的螺旋聚合的影响

本文合成了4-[(3,5-二异丁基-4-羟基苯)(3,5-二异丁基-4-苯醌基)甲基]苯乙炔单体(EPHG),由铑络合物和手性胺催化体系引发聚合,利用CD-UV谱图确认生成的聚合物是螺旋结构.讨论了聚合机理,调查了溶剂对聚合的影响,结果表明:在四氢呋喃溶液中,铑络合物[Rh(cod)Cl]2和(R)-苯乙基胺催化体系引发EPHG聚合成同一手性的螺旋聚合物,并且有较高的收率。

含两个羟基取代基的苯乙炔衍生物的螺旋选择性共聚合研究

文章通过螺旋选择性共聚合成功制备了三种新型含有两个羟基取代基的苯乙炔单手性螺旋共聚物。共聚物的产率高达75.5%～98.6%,分子量超过0.410×10^5,是一种成膜性极佳的共聚物。通过改变共聚单体中两组分的投料比,制备了一系列手性递增的共聚物（圆二色谱（CD）吸收峰强度增加）。其中,两个羟基与苯环之间的间隔链较短的苯乙炔单体（DO）与间隔较长的苯乙炔单体（EO）的摩尔比为90∶10时,共聚物的产率（98.6%）和分子量（2.47×10^6）最高,手性最强。可以用于手性拆分及气体分离。

可溶性聚对苯乙炔衍生物非线性光学效应研究

以对甲氧基苯酚和溴代烷为原料,经过脱氯化氢反应合成了三种可溶性非对称烷氧基取代聚对苯乙炔 (PPV)衍生物,分别为聚(2 甲氧基 5 丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV)、聚[2 甲氧基 5 (3′ 甲基)丁氧基]对苯乙炔 (PMOMBOPV)和聚(2 甲氧基 5 辛氧基)对苯乙炔(PMOCOPV)。利用后向式简并四波混频(DFWM)研究了它们 的三阶非线性光学性质。结果表明PMOBOPV,PMOMBOPV和PMOCOPV的三阶非线性极化率(χ(3))分别为 3.14×10-10,5.96×10-10和3.71×10-10esu,相应的二阶分子超极化率(γ)分别为4.22×10-28,7.78×10-28和 5.00×10-28esu。分析了分子结构对聚对苯乙炔衍生物非线性光学性质的影响。采用分光光度计对三种材料的 光学禁带宽度(Eg)进行了测量,线性拟合的结果表明PMOBOPV,PMOMBOPV和PMOCOPV的Eg值分别为 2.08,2.03及2.05eV。

侧链带有L-氨基酸乙酯的螺旋聚苯乙炔衍生物的手性识别能力研究

采用Rh(nbd)BPh4催化剂合成了3种侧链带有L-氨基酸乙酯的螺旋聚苯乙炔衍生物PPA-S-Phe、PPA-S-Leu和PPA-A-Leu,并将其涂覆在氨丙基硅胶上制备高效液相色谱(HPLC)手性固定相(CSP),研究其对7种对映体的手性识别能力.由于侧链手性基团或主链与手性基团之间的链接基团不同,PPA-S-Phe、PPA-S-Leu和PPA-A-Leu形成了不同的螺旋构象,并表现出对对映体不同的手性识别能力.PPA-S-Phe和PPA-S-Leu的主链与手性基团之间的链接基团均为磺酰胺基,侧链手性基团为L-亮氨酸乙酯的PPA-S-Leu的手性识别能力优于侧链手性基团为L-苯丙氨酸乙酯的PPA-S-Phe.PPA-S-Leu和PPA-A-Leu的侧链手性基团均为L-亮氨酸乙酯,以酰胺基为链接基团的PPA-A-Leu的手性识别能力明显优于以磺酰胺基为链接基团的PPA-S-Leu.螺旋聚苯乙炔主链与侧链手性基团之间的链接基团、侧链手性基团在手性识别中均发挥十分着重要作用.

共轭CN与非共轭CF_3吸电子取代基对PPV类衍生物分子结构及光电性质的影响

运用密度泛函DFTB3LYP/6 3 1G(d)方法对CN和CF3 吸电子基团取代的PPV类衍生物的三聚体进行了几何构型优化 ,并采用含时密度泛函TD DFTB3LYP/6 3 1G(d)方法计算了其相应化合物的紫外吸收光谱 .通过对CN和CF3 取代的PPV类衍生物的分子几何结构、前线分子轨道能级、电子云分布规律的分析 ,从理论上解释了共轭CN与非共轭CF3 吸电子取代基对其光谱性质影响的差异 :前者使相应PPV类衍生物的吸收光谱发生红移 ,后者则发生蓝移 .计算结果还表明用TD DFT方法计算该体系的紫外吸收光谱值与实验数据吻合得很好 ;另外引入CN和CF3 基团之后 ,使其相应的PPV衍生物的LUMO能级降低 ,电子亲合势增加 。

烷氧基取代聚对苯乙炔三阶非线性光学性能

通过双醚化反应、氯甲基化反应以及在强碱性条件下进行的脱氯化氢反应制备聚(2-甲氧基-5-丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV)、聚(2-甲氧基-5-己氧基)对苯乙炔(PMOHOPV)、聚(2,5-二丁氧基)对苯乙炔(PDBOPV)和聚(2,5-二己氧基)对苯乙炔(PDHOPV)等四种可溶性聚对苯乙炔(PPV)衍生物,通过紫外-可见吸收光谱对产物分子结构进行表征.结果显示,PMOBOPV、PMOHOPV、PDBOPV和PDHOPV的共轭π电子发生π→π*跃迁的吸收峰分别位于491nm、495nm、504nm和510nm处,相应的光学禁带宽度分别为2.23eV、2.18eV、2.12eV和2.07eV.利用简并四波混频技术测量PPV衍生物的三阶非线性光学性能,探讨了分子结构对PPV衍生物三阶非线性极化率(χ(3))的影响.研究发现,激发波长为532nm时,PMOBOPV、PMOHOPV、PDBOPV和PDHOPV的共振χ(3)值分别为3.45×10-10、5.13×10-10、7.15×10-10和9.61×10-10esu;激发波长为1064nm时,它们的非共振χ(3)值分别为1.09×10-11、1.42×10-11、1.62×10-11和2.14×10-11esu.

含有大体积取代基的聚苯乙炔的合成及表征

以4-十二烷氧基-3,5-二甲酰基苯乙炔和十二烷基苯二胺为原料,首次设计并合成了一种含大体积π-共轭平面取代基的苯乙炔衍生物,并通过核磁共振确定了单体的化学结构。以铑络合物二[氯化(二环[2,2,1]庚-2,5-二烯)铑]为催化剂,手性胺(R)-苯乙基胺为共催化剂的手性催化体系中进行聚合,成功制备了含有大体积取代基的聚苯乙炔,该聚合物具有良好的成膜性,在CO2的气体分离方面具有潜在的应用价值。

两种聚对苯乙炔类衍生物的线性与非线性光学性质

采用吸收光谱、荧光光谱和皮秒Z-扫描等实验方法研究了侧链长度的不同对聚[2-甲氧基-5-(2′-乙基-己氧基)]对苯乙炔(MEH-PPV)和聚(2,5-二辛氧基)对苯乙炔(DO-PPV)两种聚对苯乙炔(PPV)衍生物光学性质的影响,并用π-电子共轭结构理论和共振、非共振增强理论进行了分析。结果表明,侧链较长的MEH-PPV的吸收峰和荧光发射峰比DO-PPV相应的吸收和荧光峰均有所红移;侧链结构及共振增强使得MEH-PPV的三阶非线性极化率比DO-PPV增强了近两个量级,并在532 nm激发时,χ(3)具有最大值9.30×10-10esu。

含膦酰杂菲侧基的4-炔基苯甲酸酯对聚叠氮缩水甘油醚点击接枝反应及其聚集诱导发光增强性能

在CuI催化作用下,实现了含膦酰杂菲侧基的4-炔基苯甲酸酯(MAT4)与聚叠氮缩水甘油醚(GAP)的点击接枝反应,得到新型接枝聚合物G-M4,并由红外谱图确定了等摩尔反应.由于分子内含膦酰杂菲基团侧基之间较强的π-π和极性共同相互作用以及聚醚主链的柔顺性,使G-M4分子链内侧基之间相对空间位置比较固定,分子链构型规整,使分子链之间的排列趋于规整,分子的内旋转受到限制,进而降低了热运动所引起的能量损失,导致聚合物的荧光强度明显增加,呈现具有聚集诱导发光增强特性.同时由于G-M4分子链之间采取J-聚集,使分子链之间趋于规整聚集,部分分子链之间形成超分子结构,当沉淀剂正己烷含量超过70%时,在荧光光谱长波区域出现归属于超分子结构的发射峰,并随正己烷含量增加,该荧光强度增强.