基于AIEE性质的柱[5]芳烃聚合物主体的超分子网络结构的构建以及在纳米粒子荧光-粒径可调控、高效光捕获应用方面的研究

作者：许林贤

来源：有机化学, 博士, 华南理工大学, 2019.

DOI：10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.000203

• 柱芳烃
• 共轭聚合物
• 纳米粒子
• 光捕获
• 广色域

超分子化学是化学科学领域的一个重要分支,探究两个或两个以上分子之间通过弱相互作用力的主客体行为。有空腔/空穴的大环主体分子在超分子化学中扮演着必不可少的角色。可以说超分子化学的发展同时伴随这大环主体分子的发展。50余年的发展,历经冠醚/穴醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲四代经典的大环分子,人们对超分子化学的研究逐渐深入,已经从基础的主客体行为研究扩展到纷繁复杂的超分子材料应用方面的研究,并逐渐成为一门交叉学科。柱芳烃作为第五代大环主体分子,自2008年被发现以来,经过十年的发展,逐渐成为超分子化学领域的明星,备受关注。由于柱芳烃高度对称的空腔结构和优异的主客体络合能力,以及易于功能化修饰的特点,已经被广泛的应用于药物负载与释放、光能捕获、刺激响应、分子识别、生物成像等许多领域。本论文中工作意在将柱芳烃进行进一步功能化,设计合成新型的基于柱芳烃的聚合物主体分子,并将能体现主客体络合形成超分子自组装聚集结构的AIEE信号引入聚合物,得到AIEE性质柱芳烃聚合物主体分子。通过高灵敏性、方便、快捷、易于观察的荧光探究超分子自组装过程,并设计制备新型的柱芳烃光学材料。(1)合成制备了新型主链含有柱[5]芳烃和四苯基乙烯(TPE)单元的线型聚合物P1,和一系列含有氰基-三氮唑络合位点的多枝化分子GMs(包含二枝化客体G2和两个三枝化客体G3-1和G3-2)。通过P1与GMs超分子自组装,成功的制备了AIEE性质和自组装粒径可控的基于超分子聚合物主体的超分子纳米球体系,我们称之为PASS(Polymeric AIEE-tunable and Size-tunable Suprasphere)体系。PASS自组装纳米球的尺寸和AIEE特性可以在两个维度上同时控制:通过改变GMs的结构和改变P1浓度。在不使用任何模板分子的情况下,可以将PASS纳米球的直径从几十纳米精细调控到几百纳米。通过主客体结合研究表明,PASS的光学和结构特性(荧光能力,密度和粒径)与相对荧光量子产率相关,但与主客体络合常数大小无关。PASS自组装球可以通过添加竞争性单位点客体而解离,导致AIEE的猝灭。该现象用于探测对P1系统荧光沉默的己二腈与主体聚合物P1的主-客体相互作用,作为原理证明研究。(2)实现能量从供体到受体的超高效转移是人工光能捕获体系(ALHS)成功构建的重要目标。本工作中报道了一种新型的共轭高分子超分子网络(Conjugated Polymer...

• 单位
  华南理工大学