超分子聚合物是以单体基元(Monomer)通过可逆的分子间弱的非共价键作用合成组装起来的聚合物阵列,超分子聚合物具备一些传统共价聚合物所难以达到的特殊性质,如刺激响应性、自修复性和易于加工处理的特点。高度方向性的脲基嘧啶酮(UPy)四重氢键因其合成简便性和超高的二聚常数(在氯仿中Kass>107M-1),在构建超分子聚合物中获得了广泛的应用。冠醚/铵盐、柱芳烃/客体分子间的主客体识别作用对外界刺激具有响应性,常用于构筑对外界刺激响应的智能材料。本论文致力于利用超分子作用构筑超分子聚合物,围绕超分子聚合物展开了以下三部分的研究工作：1.脲基嘧啶酮(UPy)四重氢键和苯并-21-冠-7/二烷基铵盐识别正交自组装构筑的超分子聚合物设计了基于四重氢键作用和苯并-21-冠-7/二烷基铵盐主客体作用的主体、客体分子,构筑对外界刺激具有响应性的超分子聚合物。我们分别设计合成了两种单体化合物：同时含有苯并-21-冠-7(B21C7)基元和UPy单元的杂二官能构筑模块H1,和含有两个二烷基铵盐官能团的同二官能构筑模块G1。在较高浓度的溶液中,H1可以通过UPy二聚作用自组装为二聚体,然后该二聚体再与G1通过主客体作用得到线性超分子聚合物。该聚合物的骨架是由四重氢键和冠醚/烷基铵盐主客体识别作用正交自组装形成,因而该聚合物具有对环境的多重刺激响应性,例如加入或去除钾离子可以有效地对聚合物进行解组装或组装。2.萘四酰亚胺基团桥联的双官能UPy单体分子构筑的超分子聚合物我们课题组之前研究了一系列不同链长的富电子基团萘酚(DNP)醚链桥联的双官能脲基嘧啶酮(UPy)分子的组装形态与性质,我们也希望研究缺电子基团桥联的双官能脲基嘧啶酮(UPy)分子的组装,设计合成了缺电子的基团萘四酰亚胺(NDI)基团桥联的双官能UPy单体分子NDI-1,NDI和UPy之间的连接基是寡聚乙氧基醚链(oligoEO)。由于NDI基团、二聚UPy平面间的π-π堆积作用,NDI-1在通过四重氢键作用形成线性超分子聚合物后进一步组装为更复杂的三维聚集体。这导致NDI-1在氯仿中的1HNMR和13C NMR图谱谱峰都变得十分复杂。而在DMSO中,由于四重氢键遭到完全破坏,NDI-1的1H NMR谱峰是十分清晰的。3.连有柱[6]／柱[5]芳烃的聚苯乙炔(PPE)的合成与性质研究聚苯乙炔(PPE)聚合物是一种刚性荧光共轭聚合物,连接长烷基链的偶氮苯化合物常用于构筑液晶材料,利用偶氮苯化合物能穿入柱[6]芳烃空腔形成主客体络合的性质,我们将柱[6]芳烃接到刚性的聚苯乙炔(PPE)上,进一步与长烷基链偶氮苯化合物AZO-3C14组装构筑液晶材料。设计合成了连有柱[6]芳烃的聚苯乙炔(PPE)化合物P[6]-PPE,并与高分子学科谌东中老师课题组合作,研究其与长链偶氮苯化合物AZO-3C14的组装模式,同时我们也合成了连接有[5]芳烃的聚苯乙炔(PPE)化合物P[5]-PPE,将其作参照研究其与长链偶氮苯化合物AZO-3C14的组装模式。