ATRP方法制备新型以卟啉为核的星型聚合物及其自组装行为研究

论文摘要

本论文利用原子转移自由基聚合方法制备了以卟啉为核的星型及梳型聚合物并对其结构和性质进行了研究。利用经典的丙酸法合成了高纯度5,10,15,20-四对羟基苯基卟啉（THPP）,通过α-溴代丙酰溴取代THPP的端羟基氢,成功得到了适合原子转移自由基聚合（ATRP）的以卟啉为核的四官能度星型引发剂（Porphyrin-Br）。通过该引发剂引发的ATRP反应成功得到了一系列具有精致四臂结构的新型的以卟啉为核的星型聚合物。为了扩展以卟啉为核的该类星型聚合物的结构种类,端基官能化策略又被用于结合ATRP反应,通过以星型聚苯乙烯为骨架,合成了多种梳型功能型共聚物材料。通过对该类以卟啉为核的星型及梳型聚合物自组装行为的研究,获得了多种以卟啉为核的纳米粒子。这些新型的以卟啉为核的星型及梳型聚合物及其纳米粒子鲜有报道,其在光学、磁学、催化、传感器及生物药学等多个领域存在着广阔的应用前景。

论文目录

• 提要
• 第一章 前言
• 1.1 原子转移自由基聚合及星型聚合物的研究进展
• 1.1.1 过渡金属催化下的原子转移自由基聚合（ATRP）
• 1.1.2 目前ATRP 方法研究热点—功能聚合物材料的合成
• 1.1.2.1 利用功能化单体合成具有强功能性的聚合物
• 1.1.2.2 有机无机杂化材料
• 1.1.2.3 具有拓扑结构的功能聚合物
• 1.1.3 星型聚合物研究进展
• 1.2 卟啉及其衍生物
• 1.2.1 卟啉的结构和性质
• 1.2.2 卟啉的研究现状
• 1.2.3 卟啉单体的合成: Adler-Longo 法
• 1.2.4 卟啉化合物的应用
• 1.2.4.1 卟啉在医学上的应用
• 1.2.4.2 卟啉在材料化学上的应用
• 1.2.4.3 卟啉在生物化学上的应用
• 1.2.4.4 卟啉在能源方面的应用
• 1.3 聚合物自组装的研究背景和现状
• 1.3.1 线性嵌段共聚物的自组装
• 1.3.2 星型嵌段共聚物的自组装
• 1.4 立题思想及主要研究工作
• 参考文献
• 第二章 新型的以卟啉为核的四官能度星型ATRP 引发剂的制备
• 2.1 引言
• 2.2 5，10，15，20-四对羟基苯基卟啉及其溴代反应
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.1.1 化学试剂
• 2.2.1.2 测试仪器
• 2.2.1.3 丙酸法合成5，10，15，20-四对羟基苯基卟啉（THPP）及其溴代反应
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.2.2.1 核磁共振波谱分析
• 2.2.2.2 紫外光谱分析
• 2.2.2.3 红外光谱分析
• 2.3 小结
• 参考文献
• 第三章 以卟啉为核的四臂星型聚合物的合成
• 第一节 星型聚甲基丙烯酸甲酯的合成
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.2.1 实验试剂
• 3.1.2.2 测试仪器
• 3.1.2.3 四臂星型聚甲基丙烯酸甲酯的合成
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.1.3.1 核磁共振波谱分析
• 3.1.3.2 紫外光谱分析
• 3.1.3.3 红外光谱分析
• 3.1.3.4 MMA 的原子转移自由基聚合的动力学研究
• 3.1.3.5 以卟啉为核的星型聚甲基丙烯酸甲酯自组装行为
• 本节小结
• 第二节 星型聚异丙基丙烯酰胺的合成
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 实验部分
• 3.2.2.1 实验试剂
• 3.2.2.2 测试仪器
• 3.2.3 聚异丙基丙烯酰胺的合成
• 3.2.4 结果与讨论
• 3.2.4.1 核磁共振波谱分析
• 3.2.4.2 紫外光谱分析
• 3.2.3.3 红外光谱分析
• 3.2.3.4 GPC 分析
• 3.2.3.5 星型聚异丙基丙烯酰胺温敏性质的研究
• 4 的DSC 分析'>3.2.4.6 Porphyrin-（PNIPAM）₄ 的DSC 分析
• 本节小结
• 第三节 星型聚甲基丙烯酸缩水甘油酯的合成
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 实验部分
• 3.3.2.1 实验试剂
• 3.3.2.2 测试仪器
• 3.3.3 聚甲基丙烯酸缩水甘油酯的合成
• 3.3.4 结果与讨论
• 3.3.4.1 核磁共振波谱分析
• 3.3.4.2 紫外光谱分析
• 3.3.4.3 红外光谱分析
• 3.3.4.4 GPC 分析
• 4 的DSC 分析'>3.3.4.5 Porphyrin-（PGMA）₄ 的DSC 分析
• 4 的室温合成'>3.3.4.6 Porphyrin-（PGMA）₄的室温合成
• 本节小结
• 4'>第四节 连续ATRP 反应制备以卟啉为核四臂星型Porphyrin-（PGMA-b-PMMA）₄
• 3.4.1 引言
• 3.4.2 实验部分
• 3.4.2.1 实验试剂
• 3.4.2.2 实验仪器
• 4 的制备'>3.4.2.3 Porphyrin-（PGMA-b-PMMA）₄的制备
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.4.3.1 核磁共振波谱分析
• 3.4.3.2 紫外光谱分析
• 3.4.3.3 红外光谱分析
• 3.4.3.4 GPC 分析
• 本节小节
• 参考文献
• 第四章 以卟啉为核的星型-梳型共聚物及其纳米粒子的合成与表征
• 引言
• 4的合成'>第一节 星型-梳型Porphyrin-（PSt-g-PGMA）₄的合成
• 4.1.1 实验部分
• 4.1.1.1 实验试剂
• 4.1.1.2 测试仪器
• 4.1.1.3 合成路线
• 4.1.2 结果与讨论
• 4 的合成及其溴代'>4.1.2.1 星型聚合物Porphyrin-（PSt）₄的合成及其溴代
• 4 的合成'>4.1.2.2 星型-梳型Porphyrin-（PSt-g-PGMA）₄的合成
• 4及Porphyrin-（PSt-g-PGMA）₄ 的自组装行为的研究'>4.1.3 Porphyrin-（PSt）₄及Porphyrin-（PSt-g-PGMA）₄的自组装行为的研究
• 4及Porphyrin-（PSt-g-PGMA）₄ 的DSC 分析'>4.1.4 Porphyrin-（PSt）₄及Porphyrin-（PSt-g-PGMA）₄ 的DSC 分析
• 4的合成'>第二节 星型-梳型Porphyrin-（PSt-g-PNIPAM）₄的合成
• 4.2.1 实验部分
• 4.2.1.1 实验试剂
• 4.2.1.2 测试仪器
• 4.2.1.3 合成路线
• 4.2.2 结果与讨论
• 4 自组装行为研究'>4.2.3 星型-梳型Porphyrin-（PSt-g-PNIPAM）₄自组装行为研究
• 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 中文摘要
• ABSTRACT