聚合物/TPPS复合手性材料

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卟啉化合物凭借其特殊的结构特点及生物活性,不仅在自然界和生命体中扮演了储氧、载氧的重要角色,其聚集体的超分子手性特征更是受到了科学家们的广泛关注。本文的第一个工作,主要研究了四-(4-苯基磺酸基)卟啉(TPPS)分子在复合胶束内部的手性聚集现象,并进一步探究了其形成机理。实验中,我们通过原子转移自由基聚合方法(ATRP)合成了嵌段共聚物聚乙二醇-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PEG-b-PDMAEMA),并利用季铵化反应将一系列小分子糖单元接枝到PDMAEMA侧链上。在酸性水溶液中,质子化的TPPS分子与PDMAEMA侧链通过静电相互作用自组装形成复合胶束,且圆二色表征结果显示该复合胶束具有超分子手性特征。为探索该手性特征的来源,我们设计了多项对比实验,并进行了紫外-可见光谱和二维核磁表征。结果表明,在胶束核内部,质子化的TPPS分子主要以J-聚集体形式存在,受聚合物侧链糖单元诱导而呈现出超分子手性特征。我们认为很有可能是分子间氢键作用的存在引发了小分子手性向超分子手性的传递和放大。通过选取不同构型糖单元进行对比后发现,该复合胶束的手性信号方向与糖单元上C(4)和C(5)的相对构型有关。  本文的第二个工作致力于将TPPS聚集体的超分子手性特征引入到新材料中,以期能够扩展其多方面的应用。我们选取超纯水为连续相,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为分散相,用(甲基)丙烯酸酯化的Brij@35作为乳化剂,制备成O/W型微乳液体系,并通过引发自由基聚合而制得一种透明具有粘弹性的水凝胶材料。然后,我们用含有TPPS手性聚集体的溶液代替超纯水作水相,得到了一种具有超分子手性的水凝胶。随后,在水相中加入了NIPAM单体,并引发其与改性Brij@35的共聚合,得到了一种具有温度响应性的手性水凝胶材料。
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