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本文系统研究了巴比妥酸和联二炔两类体系在气/液界面组装形成手性超分子薄膜,阐明了以下问题:1.利用气液界面实现从非手性分子到手性组装体;2.氢键作用和光聚合反应实现界面对称性打破;3.得到与超分子手性有关的纳米级螺旋结构。
1.非手性巴比妥酸衍生物通过界面氢键组装,形成手性超薄膜。将两亲性的巴比妥酸衍生物分子铺展在纯水表面,转移到LB膜,测CD光谱出现裂分峰,说明非手性巴比妥酸组装形成具有手性的LB膜。用AFM观察单层LB膜形貌得到二维平面螺旋纳米结构。这是由于分子之间形成H-聚集体以及分子间氢键相互作用产生的,由Uv-vis和FTIR光谱上可以观察到相应的证据。当以三聚氰胺溶液作亚相时,非手性巴比妥酸与三聚氰胺以互补的氢键作用形成带状超分子,其LB膜仍然具有手性。用AFM观察其单层膜形貌,发现微观形貌从二维平面螺旋纳米结构变成了整齐排列的线型结构。这说明氢键的组装方式对巴比妥酸组装体微观形貌有很大影响。当这种巴比妥酸衍生物与它其它分子混合铺膜时,其超分子手性和螺旋结构将受到不同的影响。本文还对其它类似的巴比妥酸衍生物分子的界面组装性质作了研究。
2.非手性两亲分子联二炔衍生物在气液界面组装,紫外光照下聚合生成具有手性的聚合物膜。长链联二炔衍生物在纯水界面形成稳定的Langmuir膜,在气液界面或在LB膜上,用254nmUV光照生成聚联二炔PDA。测PDA的LB膜CD光谱出现裂分峰,说明形成手性聚合物膜。在透射电镜下可观察到PDA螺旋纳米线。不同金属离子溶液作亚相时,对PDA的性质有不同的影响。和银离子配位的联二炔不能发生聚合反应。铜离子能够保持PDA的手性,其它离子却破坏了PDA超分子手性。和锌离子配位的联二炔聚合物有可逆热致变色现象。本文从FTIR光谱分析其原因。以上结果为从非手性的分子组装形成的手性超分子有序薄膜提供新的思路。