侧链具有双羟基的聚苯乙炔的合成及其热响应性研究

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1、分类号：密级：＿＿＿＿＿ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文侧链具有双羟基的聚苯乙炔的合成及其热响应性研究硕士研究生：谭宾指导教师：刘立佳副教授学科、专业：化学工程与技术论文主审人：张春红教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文侧链具有双羟基的聚苯乙炔的合成及其热响应性研究硕士研究生：谭宾指导教师：刘立佳副教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位

2、：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）SynthesisandThermalResponseofPoly(phenylacetylene)withBishydroxyGroupsinSideChainsCandidate:TanbinSupervisor:AssociateProfLiuLijiaAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEnginee

3、ringSpecialty:ChemicalEngineeringandTechnologyDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity侧链具有双羟基的聚苯乙炔的合成及其热响应性研究摘要聚苯乙炔(PPAs)是一种典型的动态螺旋聚合物。最近的实验研究中，我们发现了均相条件下具有热致可控临界单向螺旋化转变温度的聚苯乙炔系统以及另一种热稳定性的聚苯乙炔系统。本文设计并完成了两种非手性单体对十二

4、烷氧基-3,5-二羟甲基苯乙炔(M1)和4-（十二烷氧基）-4'-乙炔基-[1,1'-联苯基]-3,5二羟甲基（M2）的合成及相应的结构表征。在三乙胺/[Rh(nbd)Cl]2催化体系下，将两种单体进行聚合制备了非光学活性的聚苯乙炔衍生物P1和P2。通过研究聚合物/手性分子/溶剂三元系统的圆二色吸收(CD)和紫外可见光吸收光谱(UV-vis)随着温度、溶剂和手性诱导剂的变化，研究了聚苯乙炔衍生物在不同系统下的热响应性。均聚物P1在溶剂/手性苯乙胺和溶剂/R,R-环己二胺体系中，通过加热系统，其构象在正己烷(n-Hex)、甲苯、

5、四氢呋喃(THF)和氯仿溶剂中表现出强烈的CD信号和UV吸收，并且在正己烷/R-苯乙胺、甲苯/R,R-环己二胺和四氢呋喃/R,R-环己二胺溶液中有临界单手螺旋转变温度。这个结果表明，在手性诱导剂存在的条件下，加热使得P1被诱导为单手螺旋聚合物，温度的改变可以有效的影响P1分子构象的转化，同时溶剂极性和手性诱导剂的极性也可有效的影响P1分子构象变化。这种独特的热致手性诱导和溶剂所致的螺旋化现象是由系统中氢键在不同温度下不同溶剂极性中的竞争引起。均聚物P2相较P1而言，苯乙炔侧基中多了一个苯环，这使得侧链羟基之间的距离更远，聚合物

6、溶解在不同极性溶剂中时，聚合物侧链羟基之间均不能形成氢键结构，即均聚物P2在溶液中为内消旋的完全松散的顺-反式结构。当加入手性小分子后，手性小分子在与聚合物侧链羟基结合形成氢键的过程中，会诱导均聚物P2侧链的联苯结构形成规整的π-π堆积。随着温度的升高，均聚物P2侧链联苯结构形成的π-π堆积受到了温度的考验。均聚物P2的诱导螺旋在甲苯/手性诱导剂和氯仿/手性诱导剂中均有较好的热稳定性，但是在四氢呋喃溶液中，由于较强的溶剂极性，在不同手性诱导剂存在下，升温过程中P2的诱导螺旋结构发生了不同的变化。关键词：螺旋聚合物；诱导；热致螺

7、旋；热稳定性；氢键；极性哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTPoly(phenylacetylene)isatypicaldynamichelixpolymer.Inrecentexperimentalstudies,wehavefoundapolyphenyleneacetylenesystemwithathermallycontrolled,controlledcriticalone-wayhelixtransitiontemperatureandanotherthermallystablepolyphenylace

8、tylenesystemunderhomogeneousconditions.Inthispaper,Wedesignedandcompletedtwokindsofachiralmonomers,dodecyloxy-3,5-dimethylolphenylacetylen