乙炔及其衍生物在合适的过渡金属催化剂作用下能聚合成高分子量的聚合物。与乙烯基聚合物相比，聚乙炔含有碳碳交替双键的主链结构，显示出独特的性能如金属导电性，这是乙烯基聚合物所不具备的。取代聚乙炔表现出有趣的性质如显色、半导电性、顺磁性和气体渗透性等。螺旋结构是一种高次结构，它普遍存在于人工合成高分子如多肽、聚甲基丙烯酸酯、聚氯醛、聚异腈、聚异氰酸酯和聚硅烷中。含有适当取代基团的聚乙炔也能形成螺旋。螺旋取代聚乙炔是一种很有前途的功能高分子，它能用作对映体分离膜材料，极化响应性电光材料和不对称电极材料，因而引起科学家们的广泛关注。　　 偶氮苯能够在光驱动下发生可逆的顺式和反式构型异构化，因此含偶氮苯的聚合物可作为一种潜在的刺激响应性材料。含有偶氮苯的螺旋聚乙炔把偶氮苯和螺旋聚乙炔的特性有机结合，有望发展出具有新颖性能的功能材料。另一方面，咔唑被广泛用于空穴传递和电致发光材料。氨基酸是典型的生物大分子蛋白质的组成单元，它在生物学上具有重要的地位。此外它还是一种廉价的手性资源，是有机和高分子合成用原料和中间体。含有合适氨基酸基团的取代聚乙炔以单手螺旋结构为主，这些聚合物对热、溶剂、pH和光等外部刺激会表现出刺激响应性。将咔唑引入含氨基酸的螺旋取代聚乙炔中，期待赋予取代聚乙炔衍生物新颖的光学和电化学性能。二茂铁具有独特的电化学性能，被广泛用于制备先进功能材料。在本论文中，设计并合成系列新型含偶氮苯的螺旋取代聚乙炔，含氨基酸和咔唑的手性乙炔单体和聚合物，以及含二茂铁的螺旋取代聚乙炔。对聚合物的光物理和光化学、手性光学、荧光和电化学性能进行了详细研究。　　 合成了含氨基酸的9-炔丙基咔唑单体：2-N-（叔丁氧羰基）-L-丙氨酸-9-炔丙基咔唑（1），2-N-（叔丁氧羰基）-L-O-环己基-L-谷氨酸-9-炔丙基咔唑（2）和2-N-（叔丁氧羰基）-L-苯丙氨酸-9-炔丙基咔唑（3），用过渡金属铑催化剂Rh+（nbd）[η6-C6H5B-（C6H5）3] （nbd=2,5-降冰片二烯）对单体进行聚合，得到的聚合物分子量（Mn）为7 050-10 500，收率为70-86％。聚合物溶于甲苯、CHCl3、CH2Cl2、THF和DMSO，不溶于正己烷、乙醚和甲醇。旋光分析和CD光谱表明聚合物在溶液中不具有单手螺旋结构。聚合物的荧光量子产率为0.40-2.35％。循环伏安曲线表明聚合物具有电化学性能。　　 合成了含偶氮苯的光学活性1-甲基丙炔酯：（S）.3-甲基-3-{4-[4-（正丁氧基）苯基偶氮苯]羰基}氧-1-丙炔（1），（S）-3-甲基-3-{4-[4-（正己氧基）苯基偶氮苯]羰基}氧-1-丙炔（2）和（S）-3-甲基-3-{4-[4-（正辛氧基）苯基偶氮苯]羰基}氧-1-丙炔（3），用过渡金属铑催化剂Rh+（nbd）[η6-C6H5B-（C6H5）3] （nbd=2,5-降冰片二烯）对单体进行聚合得到相应的聚（1-甲基丙炔酯）。聚合物的数均分子量适中（M=24 000-31 300），收率为79-84％。聚合物溶于常用有机溶剂如甲苯、CHCl3. CH2Cl2、THF和DMSO，不溶于乙醚、正己烷和甲醇。1H NMR光谱证明聚合物具有顺式立规结构。大的比旋光度和清晰的CD信号表明聚合物在溶液中具有单手螺旋结构，且其螺旋结构对添加甲醇和温度稳定。用紫外光进行照射，聚合物侧链偶氮苯发生反式到顺式异构化转变，同时伴随聚合物主链螺旋含量减少；再用可见光进行照射，聚合物侧链偶氮苯发生顺式到反式异构化转变，主链螺旋含量逐渐增加，但不能恢复到最初的状态。构象分析表明聚合物主链单键二面角为80°，聚合物具有紧密的左手螺旋结构。　　 合成了含二茂铁的手性甲基丙炔酯单体二茂铁羰基-（R）-1-甲基丙炔酯，用过渡金属铑催化剂Rh+（nbd）[η6-C6H5B-（C6H5）3] （nbd=2,5-降冰片二烯）对单体进行聚合，得到的聚合物分子量（Mn）为7 600-12 000，收率为34-78％。聚合物溶于CHCl3、CH2Cl2和THF，不溶于正己烷和乙醚。旋光分析和CD光谱表明聚合物在溶液中具有单手螺旋结构，且聚合物的螺旋结构对添加甲醇和温度稳定。循环伏安曲线表明聚合物具有电化学性能。