超分子聚合物supramolecularpolymers的研究进展

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1、超分子聚合物Supramolecularpolymers的研究进展XXX（华中师范大学XX学院，20xx级，x班，学号：20xx21xxxx）摘要：介绍了超分了聚合物领域的研究进展及其应用，阐述了其主要类别（如氢键超分子聚合物、配合物型超分子聚合物、n-Ji堆积超分子聚合物及离子效应超分子聚合物），超分子聚合物工程（加工与应用）方面发展和应用前景o超分子化学超分子聚合物氢键金属配位1937年Wolf⑴首次提出超分子（Supermolecule）这一术语，引起了社会极大的反响，而法国科学家LehnJ.M・⑵第一次系统性地研究并定义超分子，为超

2、分子化学和超分子聚合物化学的发展做出了重要贡献，使他获得了1987年的诺贝尔化学奖。超分子的发现，打破了分子只能以共价键的形式结合，标志着分子化学史上的一大飞跃。在超分子化学中，非共价键相互作用、分子识别和自组装是三个最重耍的概念。非共价键包括静电作用力、氢键、范徳华力、给体一受体相互作用和金属离了配价键等⑶。非共价键的键能远小于共价键，但通过非共价键的自组装能生成稳定的超分子和超分子聚合物。超分子聚合物定义为重复单元经可逆的和方向性的非共价键相互作用连接成的阵列*41,它的诞生和发展起源于超分了化学，此后，以非共价键为主的超分了聚合物成为

3、了科学家研究的一大热点。1超分子超分子化学可定义为研究分子组装和分子间键的化学⑸。超分子化学的研究对象是基于分子间弱的相互作用（如非共价键）形成的分子聚集体。非共价键主耍包括氢键、静电作用、范徳华力和疏水效应。作为超分子相互作用的主耍结合力，虽然强度远不如共价键，但对温度、溶剂等外部条件的变化貝有高度的响应性能，使材料的各种口J逆性能变为可能。正是这种可逆性能使超分子材料在分子器件、传感器、药物缓释、细胞识别、膜传递等方面有着重要作用。人们认为,超分了聚合物是一种新材料，它不仅具有各种可逆特征⑹（见图1）,更重要的是组装的灵活性。各个结构片

4、段的数量和组织形式可通过引入合适的官能团而真正实现自下而上的组装。加热冷却.溶解图丨UPy改件后Kmtorl5基丁超分了•相互作用的可逆性能Fig.1ReversiblepropertyofKratonf^ductosupramolccuiarinteractionaftermodificationbyurcidopyrimidinonr注：URy为fit號毗©.KratorP为乙烯「烯共聚物2超分子聚合物把单体结构组元之间由非共价键这种弱分子间相互作用组装而成的分子聚集体称为超分子聚合物。简单地说，在超分子聚合物屮，单体是通过非共价作用结

5、合在一起的。Z所以将其称为超分了聚合物，一方面是因为这种聚集体中的长链或网络结构类似聚合物结构另一方面是因为弱分子间作用力赋予这种材料各种软性的类聚合物性能。超分子聚合物根据非共价键结合力的不同主要可分为氢键超分子聚合物、配合物型超分子聚合物、兀-兀堆积超分子聚合物。含有多种非共价键力的超分子则被称为混合型超分子聚合物。2.1氢键超分子聚合物氢键是缺电子的氮原子与邻近的高电负性原子的相互作用，用D-H-A表示。原子D称为氢键给体，原子A称为氢键受体，D和A都是高电负性的原子且D必须有孤对电子。竣基-毗陀，竣基-叔胺，竣基-咪哮，酚疑基-叔胺

6、,酚梵基-毗噪，酚释基-腋碳基等都可形成稳定的氢键⑺。还有一些非常规的氢键,如D—H…（兀键或离域兀键），D—H・・・M（过渡金属离子），N+—H・・・N,D—H…H—A⑻。氢键的形成具有方向性和选择性，是最重耍的一类非共价键。在DNA分子的双螺旋结构中碱基对（A・T和G-C）也是依靠氮键结合的。根据碱基对及其类似物的电子互补和静电相互作用概念可以设计和产生仿生超分子聚合物⑼。氢键型超分子聚合物包括:（1）氢键导致的液品型超分子聚合物，许多氢键型超分子聚合物显示出液品态。液品基元可通过氢键组装成具冇复杂形态的主链型、侧链型、组合型和交联网络

7、型(热可逆交联)超分子液晶聚合物门役(2)经氢键组装的线性链超分子聚合物可分为两而性分子氢键型和分子间氢键型。两面性分了氢键型主链超分了聚合物可用含两个氢键受体(A)和两个氢键给体(D)具有形成氢键的H互补性的服H密唳酮衍生物的氢键二聚体得到⑷。分子间氢键型主链超分子聚合物可由单、双重、三重和多重氢键组成并可能生成液品态,还可作为聚合物的扩链剂，即通过反应性多重氢键合成子将螯合聚合物扩链I",并冃可以组装成具有多样性几何形状和拓扑结构的超分子聚合物有序体⑷。(3)螺旋链氢键型超分子聚合物，螺旋链超分子聚合物的形成是通过每一个单体组分或建筑模

8、块产生的两个沿线性序列的主相互作用和两个沿螺旋方向的次相互作用的协同。氢键相互作用是螺旋链超分子聚合物形成的重要因素之一。1,3,5-苯乙烯三酰胺具冇G。对称性，由一个苯环和三个