席夫碱聚合物及其环糊精包合物的合成与表征

论文摘要

具有特殊拓扑结构的轮烷、准轮烷和（准）聚轮烷作为超分子组装体中的重要类型,引起了人们的广泛关注。环糊精作为超分子化学研究中主要的主体化合物之一,具有内腔疏水、外腔亲水的独特性质,这使得环糊精作为主体可与多种客体分子包合,形成包合物,以达到改变客体分子某些原有性质的目的,并使包合物表现出一些新的性质。由于其独特的性质,使得环糊精在超分子体系中得到了广泛的应用和研究。席夫碱聚合物因其独特的性质受到了越来越多的关注,许多研究者开始合成和表征不同结构的席夫碱聚合物,研究相关性能。然而,由于席夫碱聚合物不溶不熔,限制了它的实际应用。笔者首先在聚合物的骨架上引入了烷基链和醚键,希望能对聚合物的性能有所改善,以使下一步与环糊精的包合反应能在溶液中顺利进行,并使席夫碱聚合物的性能得到进一步的改善和提高。通过溶液缩聚反应制得了一系列的席夫碱聚合物P1-P10,采用傅立叶变换红外谱仪（FTIR）、热重分析（TG）、X-射线粉末衍射（XRD）等对其进行了初步的表征。从红外谱图上看,聚合物与相应的单体的图谱有明显的差别。在形成聚合物后,单体的某些特征峰强度减弱甚至消失,而出现了席夫碱结构-CH=N-的新的特征吸收,可以证明发生了预想的反应,生成了席夫碱聚合物。从席夫碱聚合物TG图可以看出,聚合物都表现出了良好的抗高温性能。从X-射线粉末衍射图中可以观察到尖锐的衍射峰,可知在聚合物试样中有一定的结晶性。然后以环糊精为主体,席夫碱聚合物为客体在溶液中进行超分子组装合成了一系列的聚合物与环糊精的包合物,并对其进行了初步的表征,对其与环糊精的包合作用进行了初步探究。当β-CD与席夫碱聚合物发生包合作用后,β-CD的特征吸收峰发生了迁移,这可能是β-CD的羟基与聚合物骨架之间发生了非共价键相互作用。聚合物骨架中-CH=N-的特征吸收在发生包合作用后减弱消失了,这可说明β-CD和席夫碱聚合物之间发生了相互作用。H-3和H-5质子位于β-CD空腔内部,在β-CD包合聚合物之后,H-3和H-5的化学位移发生了移动,这可能是由于这些质子与聚合物直接发生了相互作用的结果。相反,外部质子H-1、H-2和H-4的化学位移则相对变化较小,其受包合作用的影响较小,这表明主客体之间的相互作用是发生在空腔内部的。尽管包合物和β-CD的分解温度相差不大,但是包合物的分解温度比β-CD稍高,且低于聚合物的分解温度。这个现象表明包合在包合物管道中的聚合物链能提高β-CD的热稳定性,同时在聚合物包合物中的β-CD组分降低了聚合物的热稳定性。从X-射线粉末衍射图中可以观察到包合物、聚合物和β-CD的衍射图有较大差别,包合物在2θ=12°和2θ=20°附近的强衍射峰可以说明是β-CD空腔包合了聚合物骨架、且包合物为管道型结构。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要（ABSTRACT）
• 第一章 绪论
• 1.1 超分子化学简介
• 1.2 环糊精简介
• 1.3 基于环糊精（CDs）的多聚（准）轮烷
• 1.3.1 主链型多聚（准）轮烷
• 1.3.2 侧链型多聚（准）轮烷
• 1.4 席夫碱聚合物
• 1.5 本文的主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 聚合物的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 单体的合成与表征
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 实验原理
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 谱图解析
• 16H₁₄O₄)（M₁）'>2.2.4.1 4,4'-二醛基-α,ω-二苯氧乙烷(C₁₆H₁₄O₄)（M₁）
• 18H₁₈O₄)（M₂）'>2.2.4.2 4,4'-二醛基-α,ω-二苯氧丁烷(C₁₈H₁₈O₄)（M₂）
• 2.2.5 结果与讨论
• 2.3 聚合物的合成与表征
• 2.3.1 仪器和试剂
• 2.3.2 实验原理
• 2.3.3 实验步骤
• 2.3.4 聚合物分析表征
• 1和P₂'>2.3.4.1 聚合物P₁和P₂
• 3和P₄'>2.3.4.2 聚合物P₃和P₄
• 5和P₆'>2.3.4.3 聚合物P₅和P₆
• 7和P₈'>2.3.4.4 聚合物P₇和P₈
• 9和P₁₀'>2.3.4.5 聚合物P₉和P₁₀
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 基于环糊精的包合物的合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 基于环糊精的包合物的合成与表征
• 3.2.1 仪器和试剂
• 3.2.2 实验原理
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.4 包合物分析表征数据
• 1-CD-IC和P₂-CD-IC'>3.2.4.1 包合物P₁-CD-IC和P₂-CD-IC
• 3-CD-IC和P₄-CD-IC'>3.2.4.2 包合物P₃-CD-IC和P₄-CD-IC
• 5-CD-IC和P₆-CD-IC'>3.2.4.3 包合物P₅-CD-IC和P₆-CD-IC
• 7-CD-IC和P₈-CD-IC'>3.2.4.4 包合物P₇-CD-IC和P₈-CD-IC
• 9-CD-IC和P₁₀-CD-IC'>3.2.4.5 包合物P₉-CD-IC和P₁₀-CD-IC
• 3.3 结论
• 参考文献
• 研究生期间发表论文情况
• 致谢