通过新型炔类单体聚合合成功能共轭高分子

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1、硕士学位论文通过新型炔类单体聚合合成功能共轭高分子作者姓名田文学科专业高分子化学与物理指导教师马於光教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年4月Alkyne-BasedPolymerizationtowardsConjugatedPolymerADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TianWenSupervisor：Prof.MaYuguangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：063

2、学校代号：10561学号：201520113786华南理工大学硕士学位论文通过新型炔类单体聚合合成功能共轭高分子作者姓名：田文指导教师姓名、职称：马於光教授申请学位级别：硕士学科专业名称：高分子化学与物理研究方向：功能高分子材料论文提交日期：2018年4月23日论文答辩日期：2018年5月31日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：张艺梁国栋胡蓉蓉秦安军赵祖金主席：张艺委员：梁国栋胡蓉蓉秦安军赵祖金摘要自从导电高分子材料被发现以来，共轭聚合物就以其独特的光电性质受到了广泛的关注，开发用于制备功能共轭高分

3、子的新型聚合反应也因此变得至关重要。炔类单体由于其独特的价键结构和丰富的化学性质常作为构筑基元用于共轭/含杂环高分子的合成，而利用炔类单体的多组分聚合制备共轭高分子的例子屈指可数。在本论文中我们主要致力于开发基于炔类单体的新型聚合反应以合成共轭聚合物，并探究其性能及应用。我们结合Hay-Glaser偶联反应与联二炔、盐酸胍、DMSO和氧气的加成-环化-氧化反应，开发出了一种制备共轭聚嘧啶的新型的多组分串联聚合反应。该反应十分高效，在一锅内通过多步串联反应，便可将结构简单的单体转化为结构复杂的含杂环化合物，无需分离中间产物，原位

4、构建新的功能单元。同时通过改变反应气氛（将反应气氛由空气改变成氮气）便可将聚合物的主链结构由共轭结构转变为非共轭结构，表现出优异的聚合物结构可控性。我们还通过在线红外光谱对该聚合反应的反应动力学进行研究，证明了其反应的高效性，同时证明溶剂分子DMSO也参与了反应。通过对聚合产物进行热重分析测试，表明聚嘧啶具有优异的耐热性，表现出高的分解温度和高的残炭量。此外，聚合产物结构的微小差异也会赋予其不同的亲水性和光物理性质。这类聚嘧啶独特的官能团，如氨基、嘧啶基元和潜在的多重氢键等，使得其在自组装和自修复、金属螯合以及荧光传感等方面有

5、很大的应用潜力。此外，我们基于芳香炔和全氟烷基碘化物开发了一种钯催化的聚合反应，并用于制备含氟共轭聚合物。该反应首先由全氟碘代烷烃与端炔进行加成反应，随后再与另一分子的芳香炔进行Sonogashira偶联反应得到终产物。通过对聚合反应条件的一系列优化，我们在最优的聚合条件下，可得到产率高达89%，重均分子量高达60500g/mol的含氟共轭聚合物。通过对单体、模型化合物与聚合物的红外光谱、核磁氢谱、核磁碳谱以及氟谱的对比分析，证实了该聚合物的预期化学结构。热重分析也表明了所制备的聚合物具有很好的热稳定性。关键词：多组分反应；多

6、组分串联聚合；炔类单体；共轭聚合物IAbstractThedevelopmentofnewpolymerizationmethodologiesfortheconstructionof-conjugatedpolymerswithuniquephotoelectronicpropertiesisofgreatimportance.Multicomponenttandempolymerizations(MCTPs)whicharerecentlydesignedforconjugatedpolymersynthesis,are

7、featuredwithhighsyntheticefficiencyandconvenience.Alkynesarefrequentlyusedasbuildingblocksfortheconstructionofconjugatedorheterocyclic-containingpolymers.Tillnow,thereportedmulticomponentpolymerizationsofalkynearerarelyusedinthesynthesisofconjugatedpolymer.Inthisthe

8、sis,wemainlyfocusonthedevelopmentofnewalkyne-basedpolymerizationmethodologiesfortheconstructionofconjugatedpolymers.Anewmulticomponenttand