开题报告-准聚轮烷结构的聚吡咯环糊精超分子的合成与表征(第二稿)

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1、准聚轮烷结构的聚吡咯/环糊精超分子的合成与表征（开题报告）17聚吡咯/β-环糊精准聚轮烷的合成与表征高材053（10050140）许宇星摘要：超分子是两个或两个以上的化学物种通过分子间作用力缔合在一起而形成的具有更高复杂性的有组织实体，是继基本粒子，原子核，原子，分子之后的下一个层次的物质。环糊精(cyclodextrin，CD)也称作环聚葡萄糖，是由若干D一吡哺葡萄糖单元环状排列而成的一组低聚糖的总称。作为一种简单的有机大分子，环糊精具有与范围极其广泛的各类客体，比如有机分子、无机离子、配合物甚至惰性气体，通过分子间相互作用形成主—

2、客体包合物超分子。导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个新的研究领域，在化学电源的电极材料、修饰电极和酶电极、电色显示等方面有着广阔的应用前景。其中具有共轭双键的导电高分子聚吡咯合成方便、抗氧化性能好，与其他导电高分子相比由于其电导率较高、易成膜、柔软、无毒等优点而日益受到人们关注。实现聚吡咯主链穿过环糊精空腔，形成绝缘外套的分子导线，可以抑制聚吡咯被其他物质氧化，同时提高导电聚合物的水溶性和聚合度，提高聚吡咯的结构规整性，避免支化和交联。关键词：超分子，聚吡咯，环糊精，导电聚合物1研究背景自从1971年Ikeda，Ito和Shr

3、iakawa[1~3]在日本成功合成出铜颜色、室温下电导率为1.7×10-5s/cm和银颜色4.4×10-5s/cm游离态聚乙炔膜后，对结构型导电聚合物的合成方法、性能和应用前景的研究引起了科技界的极大重视。在美国、日本、德国等国家中，聚乙快、聚苯胺、聚吡咯等导电聚合物的生产已接近商业化，已用于制做二次塑料电池[4]，防静电涂层、电磁屏蔽、雷达隐身和发光材料。目前已形成材料学科中的一个高新科技领域[1,2]。具有共轭双键的导电高分子聚吡咯合成方便、抗氧化性能好，与其他导电高分子相比由于其电导率较高、易成膜、柔软、无毒等优点而日益受到人

4、们关注。吡咯(Py)单体在氧化剂的存在下能比较迅速地氧化聚合成PPy，但纯PPy即不经过掺杂时其导电性较差，只有经过合适掺杂剂掺杂后才能表现出较好的导电性。不同种类的掺杂剂对PPy掺杂以形成高导电性的机理不同，一般分为电荷转移机理和质子酸机理。目前，PPy导电高分子材料的制备主要有两种方法：电化学合成法和化学氧化法。其中，化学氧化法得到的一般为粉末样品，而电化学合成法则可直接得到导电PPy薄膜。近年来，以环糊精作为超分子主体的环糊精包合物化学，受到了人们的广泛关注和重视[5~7]。环糊精是由多个D—(+)—吡喃型葡萄糖单元通过a-1，

5、4苷键连接的环型低聚糖。其中最常见的是α-、β-和γ-环糊精，它们分别含6、7、8个葡萄糖单元。准聚轮烷结构的聚吡咯/环糊精超分子的合成与表征（开题报告）17环糊精分子围成一个空腔，空腔内部是疏水的，而空腔外围则是有亲水性的。环糊精及其衍生物能作为主体能将许多体积、极性适合的客体分子，如有机分子(离子)、无机物(离子)、过渡金属配合物、金属有机化合物甚至惰性气体，通过分子间弱相互作用裹在其空腔内部组装成主—客体包合物。相对于简单包合物，最近十几年来，以环糊精及其衍生物包合物为基元组分构建结构复杂的功能性化合物的研究愈来愈引起人们的重视

6、，目前最吸引人们注意力的领域之一是环糊精及其衍生物与聚合物的包合作用，早在70年代，人们已经观察到环糊精与聚合物的包合作用[8]。N.Ogata等人发现在溶液中，环糊精可以和聚氯乙烯、聚酰胺、聚亚氨基化合物、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯、聚苯乙烯磺酸钠以及它们的某些共聚物发生包合作用。90年代初，日本的A.Harada研究小组[9]在实验中将聚乙二醇(PEG)的水溶液在室温下滴加到α-环糊精的饱和溶液中，经沉淀得到了PEG与α-环糊精的固体包合物，这是第一个环糊精与聚合物形成轮轴固体包合物的例子。环糊精与体积、极性适合的聚合物能形成结晶性的

7、或水溶性的内含复合物。在内含复合物中，环糊精称为为主体分子，聚合物称为客体分子。而一个环状的主体分子套在线形的客体分子或分子束上的结构称为准轮烷，如果准轮烷中的环状主体分子由于立体阻碍而无法从线形分子上脱落，则称为轮烷（如图1-1）。类似的，多个环状主体分子套在线形客体分子或分子束上的结构称为准聚轮烷，有大基团能束缚多个主体环状分子的结构就是聚轮烷．甚至有多个轮烷相互交织形成网络状的二维聚轮烷[10]。这一类奇特的聚合物包合物大大改进聚合物的性能，可以获得某些具有特殊性质的高分子材料。图1-1准聚轮烷/聚轮烷结构的聚吡咯/环糊精超分子

8、准聚轮烷结构的聚吡咯/环糊精超分子的合成与表征（开题报告）17本次课题的主要目的是利用环糊精的包合作用以及聚吡咯的导电性质，实现聚吡咯主链穿过环糊精空腔，形成带有绝缘外套的分子导线。不仅可以抑制聚吡咯被其他物质氧化，同时