基于活性可控自由基聚合方法开展主链硒醚聚合物的设计与可控合成.pdf

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1、基于“活性”/可控自由基聚合方法开展主链硒醚聚合物的设计与可控合成中文摘要基于“活性”/可控自由基聚合方法开展主链硒醚聚合物的设计与可控合成中文摘要含硒聚合物由于其独特的物理和化学性质，在光电材料、功能纳米材料和生物医药材料等方面表现出巨大的潜在应用前景，得到了研究者越来越广泛的关注。由于硒原子具有特殊的外层电子结构和原子特性，使得含硒聚合物表现出独特的氧化还原双响应、光响应等多种刺激响应性以及其生物活性，在生命体中具有独特的生物活性。相对于大量含硒聚合物新颖的特性和应用前景的研究不同，含硒聚合物的合成与制备的研究却不多见。现在文献中

2、采用的合成方法主要有以下几种：含硒单体的聚合、硒醚化合物引发乙烯基单体聚合和硒代羰基化合物调控的“活性”/可控自由基聚合和聚合物改性等。含硒单体在“活性”/可控自由基聚合中应用的文献报道不多，而且能够聚合的含硒单体的种类也较单一，大多要与其他单体一起进行共聚；硒醚化合物引发乙烯基单体聚合，所得的聚合物分子量分布较宽，不利于开展聚合物的结构设计；硒代羰基化合物调控的“活性”/可控自由基聚合，虽然可以得到聚合物结构可控、分子量可控且分子量分布窄的聚合物，但是其制备得到的聚合物的硒原子都在聚合物的末端端基上，一定程度上限制了含硒聚合物的应用

3、。本论文首先通过使用“活性”/可控自由基聚合制备获得端基功能化度高的聚合物，随后利用快速的亲核反应，对聚合物进行后修饰，将硒原子引入到聚合物的主链中。利用这一方法实现了含硒聚合物的可控合成，对聚合物中硒含量和聚合物拓扑结构实现了便利的调控。研究内容包括以下几个方面：(1)基于原子转移自由基聚合(ATRP)，制备出特定结构和分子量、分子量分布窄、端基为溴的聚合前体，通过与二硒化钠发生快速的亲核反应，制备得到主链含二硒醚的聚合物。借助GPC、UV-vis、1HNMR、77SeNMR和MALDI-TOFMS等手段表征了所得含二硒醚聚合物结构

4、；利用多种测试(TGA、AAS)方法成功测定了聚合物中硒含量；通过拓展单体结构，成功制备了不对称的含二硒醚嵌段共聚物。此外，对所得聚合物的氧化还原响应以及用于制备聚合物纳米金杂化材料的应用做了初步的探索。I中文摘要基于“活性”/可控自由基聚合方法开展主链硒醚聚合物的设计与可控合成(2)基于原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT)方法等“活性”/可控自由基聚合方法与固相合成相结合，通过“活性”/可控自由基聚合制备得到分子量可控、分子量分布窄的聚合物，进一步与硒代树脂进行简单、快速的亲核反应，制备了含硒醚结

5、构的聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯和聚乙烯基吡咯烷酮等多种含硒聚合物，并实现了线性、单环、8字形环等复杂拓扑结构含硒聚合物的简便制备。所得聚合物结构借助GPC、1HNMR、MALDI-TOFMS进行了表征。通过该方法可以制备预定分子量、分子量分布窄的单硒醚的聚合物；而且还可以通过活性聚合进行聚合物的结构设计，制备具有复杂拓扑结构的含单硒醚聚合物。综上所述，本文分别研究了制备主链含二硒醚结构和主链含单硒醚结构聚合物的方法，成功实现了温和条件下多种复杂拓扑结构含硒聚合物的设计与精密合成，为其在生物医药方面的应用打下了良好的研究基础。关

6、键词：“活性”/可控自由基聚合、ATRP、RAFT、二硒化钠、硒代树脂、含硒聚合物作者：樊采薇指导老师：朱健II基于“活性”/可控自由基聚合方法开展主链硒醚聚合物的设计与可控合成AbstractTheDesignandControlledSynthesisofSelenideandDiselenideContainingPolymersviaLiving/controlledRadicalPolymerizationAbstractSelenium-containingpolymershaveattractedconsiderable

7、attentionduetotheiruniqueproperties,whichshowwideapplicationasphotoelectricmaterialsandbiomedicalmaterials.Forexamples,selenophenepolymershavebeenconsideredaseffectivephotoelectricmaterialswhichmaybewidelyusedinnearfuture.Duetospecialouterelectronicstructure,selenium-co

8、ntainingpolymersshowversatileresponsivebehaviorwithmultistimulus,suchasoxidation,reductionandirradiation.Suchu