论文开题报告：醚功能化树状分子的合成研究

毕业论文开题报告
论文题目： 醚功能化树状分子的合成研究
专 业： 高分子材料专业

毕 业 论 文 开 题 报 告
1．本课题的研究意义
20世纪60年代，美国杜邦公司的C.J.Pedersen在研究烯烃聚合催化剂时首次发现。之后美国化学家C.J.Cram和法国化学家J.M.Lehn从个角度对冠醚进行了研究，J.M.Lehn首次合成了穴醚。为此，1987年C.J.Pedersen、C.J.Cram和J.M.Lehn共同获得了诺贝尔化学奖。冠醚通常用威廉森合成法制取。
树状大分子单体进行聚合，可以得到新型的纳米尺度的棒状聚合物。随着树状基元代数的不同，棒状聚合物的构象和性质可以被调控。棒状聚合物是一种纳米级的大分子，由于其独特的结构、形貌及性能。具有树状构造的聚合物以其独特的结构和性质在高分子领域占有了普通线形聚合物不可替代的地位，引起了包括化学家、生物学
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他一些新的合成方法 ，超支化核或超支化单体法 、双指数增长法、正交耦合法等,使树状聚合物在分子设计上更加多样化,制备更加高效,大大促进了树状聚合物研究的发展。正交耦合法结合了发散法和收敛法的优点，利用它能够合成出结构完美的树枝状化合物。另外,研究人员设计了“双阶”收敛法制备树枝状大分子, 首先采用收敛法合成了表面带有众多反应功能基团的树枝状核分子, 然后引入收敛法制备的外层树枝状结构, 可在较短的时间内大量制备树枝状大分子。“两步法”采用两种不同的功能单体进行反应, 反应步数减少至原来的一半，这种反应法大大的减少了反应时间，提高了反应效率。
我们将以叠氮功能化的蒽与带有冠醚的马来酰亚胺单体在的引发剂BPA下以“大分子单体”的聚合方式进行共聚合，合成出主链上带有冠醚并侧挂树状基元的交替结构的棒状聚合物。我们期望这种结构新颖、刚性的棒状聚合物可以作为一种纳米级的超分子反应平台在聚合物的超分子组装方面具有新颖的性质。


2．本课题的创新点及解决方法
树枝状大分子内部具有广阔的空腔、表面存在着大量的功能基团且其尺寸可严格控制。通过憎水、静电和氢键等作用, 树枝状大分子可发生主体与客
体分子的识别, 并可对特定分子进行组装( 客体分子包含在大分子内部或与其表面相结合) 和自组装。
树枝状大分子的合成按生长方式不同可分为发散法( Divergent Approach ) 和收敛法( ConvergentApproach) 两种。。上述两种合成方法冗长和耗时等缺点。因此, 这些缺点均大大限制了树枝状化合物的工业生产及其应用. 然而,将发散法和收敛法的相结合的正交偶联法, 由于综合了上述方法的优点, 因此利用它能够合成出结构完美的树枝状化合物.
本课题以双酚A树枝化化合物为活性核，与叠氮蒽，马来酰亚胺中的活性基团选择性的化合，一步完成。具体过程见内容。
这种方法避免收敛法和发散法的合成树枝状化合物的繁琐复杂，简化了操作，提高合成效率的同时，也使合成的树枝化化合物其结构更完美。
含有OEG 链的Percec 型马来酰亚胺 的合成,首先, 尝试用含有羧酸的马来酰亚胺衍生物3b 和羟基功能化的树枝状化合物3a 在N,N-二环己基碳二亚胺(DCC)的作用下进行缩合反应. 经TLC检测发现, 最后所得到的反应体系复杂, 可能的原因是马来酰亚胺上的CH＝CH 与自身羧酸基团上的质子发生迈克尔加成反应.改用酰氯3c 代替3b, 与3a的成酯反应得以顺利进行, 产率为76%..利用双“click”反应一锅法合成树枝状化合物4在这一过程中, 采用将叠氮与炔基之间Cu(I)催化的“click”反应以及蒽与马来酰亚胺之间Diels-Alder反应相结合的合成方法, 通过将化合物1, 2 以及树状化马来酰亚胺衍生物3 混合于同一反应体系中, 利用“one-pot”合成技术来合成树枝状化合物4.在这一过程中, 相对于化合物1, 原料2 稍微过量(1.1equiv.), 而化合物3 则较大程度的过量(2.0 equiv.)。 以DMF 作溶剂, 以CuBr/PMDETA 为催化剂, 先在室温下进行叠氮与炔基之间的“click”反应, 经过12 h 该反应完成。 然后, 将反应体系转移到110 ℃的油浴中继续反应3 h。 在这一过程中, “click”反 ……（未完，全文共5114字，当前仅显示1795字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：醚功能化树状分子的合成研究》）