論文開題報(bào)告：醚功能化樹狀分子的合成研究

畢業(yè)論文開題報(bào)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(bào) 告
1．本課題的研究意義
20世紀(jì)60年代，美國(guó)杜邦公司的C.J.Pedersen在研究烯烴聚合催化劑時(shí)首次發(fā)現(xiàn)。之后美國(guó)化學(xué)家C.J.Cram和法國(guó)化學(xué)家J.M.Lehn從個(gè)角度對(duì)冠醚進(jìn)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(xué)獎(jiǎng)。冠醚通常用威廉森合成法制取。
樹狀大分子單體進(jìn)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(gòu)象和性質(zhì)可以被調(diào)控。棒狀聚合物是一種納米級(jí)的大分子，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、形貌及性能。具有樹狀構(gòu)造的聚合物以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在高分子領(lǐng)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(xué)家、生物學(xué)
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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(zhǎng)法、正交耦合法等,使樹狀聚合物在分子設(shè)計(jì)上更加多樣化,制備更加高效,大大促進(jìn)了樹狀聚合物研究的發(fā)展。正交耦合法結(jié)合了發(fā)散法和收斂法的優(yōu)點(diǎn)，利用它能夠合成出結(jié)構(gòu)完美的樹枝狀化合物。另外,研究人員設(shè)計(jì)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(yīng)功能基團(tuán)的樹枝狀核分子, 然后引入收斂法制備的外層樹枝狀結(jié)構(gòu), 可在較短的時(shí)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(jìn)行反應(yīng), 反應(yīng)步數(shù)減少至原來的一半，這種反應(yīng)法大大的減少了反應(yīng)時(shí)間，提高了反應(yīng)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(jìn)行共聚合，合成出主鏈上帶有冠醚并側(cè)掛樹狀基元的交替結(jié)構(gòu)的棒狀聚合物。我們期望這種結(jié)構(gòu)新穎、剛性的棒狀聚合物可以作為一種納米級(jí)的超分子反應(yīng)平臺(tái)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(diǎn)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(tuán)且其尺寸可嚴(yán)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(shí)別, 并可對(duì)特定分子進(jìn)行組裝( 客體分子包含在大分子內(nèi)部或與其表面相結(jié)合) 和自組裝。
樹枝狀大分子的合成按生長(zhǎng)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(zhǎng)和耗時(shí)等缺點(diǎn)。因此, 這些缺點(diǎn)均大大限制了樹枝狀化合物的工業(yè)生產(chǎn)及其應(yīng)用. 然而,將發(fā)散法和收斂法的相結(jié)合的正交偶聯(lián)法, 由于綜合了上述方法的優(yōu)點(diǎn), 因此利用它能夠合成出結(jié)構(gòu)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(tuán)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(fù)雜，簡(jiǎn)化了操作，提高合成效率的同時(shí)，也使合成的樹枝化化合物其結(jié)構(gòu)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(jìn)行縮合反應(yīng). 經(jīng)TLC檢測(cè)發(fā)現(xiàn), 最后所得到的反應(yīng)體系復(fù)雜, 可能的原因是馬來酰亞胺上的CH＝CH 與自身羧酸基團(tuán)上的質(zhì)子發(fā)生邁克爾加成反應(yīng).改用酰氯3c 代替3b, 與3a的成酯反應(yīng)得以順利進(jìn)行, 產(chǎn)率為76%..利用雙“click”反應(yīng)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(yīng)以及蒽與馬來酰亞胺之間Diels-Alder反應(yīng)相結(jié)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(yīng)體系中, 利用“one-pot”合成技術(shù)來合成樹枝狀化合物4.在這一過程中, 相對(duì)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(jìn)行疊氮與炔基之間的“click”反應(yīng), 經(jīng)過12 h 該反應(yīng)完成。 然后, 將反應(yīng)體系轉(zhuǎn)移到110 ℃的油浴中繼續(xù)反應(yīng)3 h。 在這一過程中, “click”反 ……（未完，全文共5114字，當(dāng)前僅顯示1795字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報(bào)告：醚功能化樹狀分子的合成研究》）