論文開題報告：醚功能化樹狀分子的合成研究

畢業(yè)論文開題報告
論文題目： 醚功能化樹狀分子的合成研究
專 業(yè)： 高分子材料專業(yè)

畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告
1．本課題的研究意義
20世紀60年代，美國杜邦公司的C.J.Pedersen在研究烯烴聚合催化劑時首次發(fā)現(xiàn)。之后美國化學家C.J.Cram和法國化學家J.M.Lehn從個角度對冠醚進行了研究，J.M.Lehn首次合成了穴醚。為此，1987年C.J.Pedersen、C.J.Cram和J.M.Lehn共同獲得了諾貝爾化學獎。冠醚通常用威廉森合成法制取。
樹狀大分子單體進行聚合，可以得到新型的納米尺度的棒狀聚合物。隨著樹狀基元代數(shù)的不同，棒狀聚合物的構象和性質(zhì)可以被調(diào)控。棒狀聚合物是一種納米級的大分子，由于其獨特的結構、形貌及性能。具有樹狀構造的聚合物以其獨特的結構和性質(zhì)在高分子領域占有了普通線形聚合物不可替代的地位，引起了包括化學家、生物學
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他一些新的合成方法 ，超支化核或超支化單體法 、雙指數(shù)增長法、正交耦合法等,使樹狀聚合物在分子設計上更加多樣化,制備更加高效,大大促進了樹狀聚合物研究的發(fā)展。正交耦合法結合了發(fā)散法和收斂法的優(yōu)點，利用它能夠合成出結構完美的樹枝狀化合物。另外,研究人員設計了“雙階”收斂法制備樹枝狀大分子, 首先采用收斂法合成了表面帶有眾多反應功能基團的樹枝狀核分子, 然后引入收斂法制備的外層樹枝狀結構, 可在較短的時間內(nèi)大量制備樹枝狀大分子�！皟刹椒ā辈捎脙煞N不同的功能單體進行反應, 反應步數(shù)減少至原來的一半，這種反應法大大的減少了反應時間，提高了反應效率。
我們將以疊氮功能化的蒽與帶有冠醚的馬來酰亞胺單體在的引發(fā)劑BPA下以“大分子單體”的聚合方式進行共聚合，合成出主鏈上帶有冠醚并側掛樹狀基元的交替結構的棒狀聚合物。我們期望這種結構新穎、剛性的棒狀聚合物可以作為一種納米級的超分子反應平臺在聚合物的超分子組裝方面具有新穎的性質(zhì)。


2．本課題的創(chuàng)新點及解決方法
樹枝狀大分子內(nèi)部具有廣闊的空腔、表面存在著大量的功能基團且其尺寸可嚴格控制。通過憎水、靜電和氫鍵等作用, 樹枝狀大分子可發(fā)生主體與客
體分子的識別, 并可對特定分子進行組裝( 客體分子包含在大分子內(nèi)部或與其表面相結合) 和自組裝。
樹枝狀大分子的合成按生長方式不同可分為發(fā)散法( Divergent Approach ) 和收斂法( ConvergentApproach) 兩種。。上述兩種合成方法冗長和耗時等缺點。因此, 這些缺點均大大限制了樹枝狀化合物的工業(yè)生產(chǎn)及其應用. 然而,將發(fā)散法和收斂法的相結合的正交偶聯(lián)法, 由于綜合了上述方法的優(yōu)點, 因此利用它能夠合成出結構完美的樹枝狀化合物.
本課題以雙酚A樹枝化化合物為活性核，與疊氮蒽，馬來酰亞胺中的活性基團選擇性的化合，一步完成。具體過程見內(nèi)容。
這種方法避免收斂法和發(fā)散法的合成樹枝狀化合物的繁瑣復雜，簡化了操作，提高合成效率的同時，也使合成的樹枝化化合物其結構更完美。
含有OEG 鏈的Percec 型馬來酰亞胺 的合成,首先, 嘗試用含有羧酸的馬來酰亞胺衍生物3b 和羥基功能化的樹枝狀化合物3a 在N,N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)的作用下進行縮合反應. 經(jīng)TLC檢測發(fā)現(xiàn), 最后所得到的反應體系復雜, 可能的原因是馬來酰亞胺上的CH＝CH 與自身羧酸基團上的質(zhì)子發(fā)生邁克爾加成反應.改用酰氯3c 代替3b, 與3a的成酯反應得以順利進行, 產(chǎn)率為76%..利用雙“click”反應一鍋法合成樹枝狀化合物4在這一過程中, 采用將疊氮與炔基之間Cu(I)催化的“click”反應以及蒽與馬來酰亞胺之間Diels-Alder反應相結合的合成方法, 通過將化合物1, 2 以及樹狀化馬來酰亞胺衍生物3 混合于同一反應體系中, 利用“one-pot”合成技術來合成樹枝狀化合物4.在這一過程中, 相對于化合物1, 原料2 稍微過量(1.1equiv.), 而化合物3 則較大程度的過量(2.0 equiv.)。 以DMF 作溶劑, 以CuBr/PMDETA 為催化劑, 先在室溫下進行疊氮與炔基之間的“click”反應, 經(jīng)過12 h 該反應完成。 然后, 將反應體系轉移到110 ℃的油浴中繼續(xù)反應3 h。 在這一過程中, “click”反 ……（未完，全文共5114字，當前僅顯示1795字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：醚功能化樹狀分子的合成研究》）