[发明专利]一种光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物及其制备方法和用途，所述制备方法包括以下步骤：在聚合瓶中加入大分子引发剂聚芴、异腈衍生物单体、膦配体和干燥的试剂A，所述试剂A为四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷中的一种或多种，在55℃回流反应6‑24h，加入甲醇终止反应，将所得产物用甲醇洗涤后，真空干燥至质量不变，得到所述光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物。该光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物制备方法简单，产率高，且制备得到的光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物的分子量可控、分散度低，有效的解决了聚合度不可控、分散度高的问题。

技术领域

本发明涉及功能聚合物及高分子自组装领域，具体涉及一种光学活性螺旋芴嵌段聚异腈共聚物及其制备方法和用途。

背景技术

螺旋结构广泛存在，是生物大分子最重要的二级结构之一，也是其生命功能的重要结构基础，如蛋白质的α-螺旋和脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构。聚异氰酸酯具有稳定可靠的螺旋结构，提供稳定的手性环境，可应用于手性分离、手性分子识别和不对称催化。共轭聚合物具有优良的电学和光学性能，可应用于场效应晶体管(FET)、发光二极管(LED)、太阳能电池和其他相关电子设备。而且共轭聚合物具有共轭结晶性，容易堆积形成组装结构。探索新的、简单的、高效的聚合方法，将螺旋状多异氰酸酯和共轭聚合物连接起来，合成螺旋状共轭嵌段聚合物。但嵌段聚合物往往面临聚合度不可控，聚合物分散性高等问题。

共聚物胶束的自组装，如纳米纤维和圆柱体，已成为超分子化学的一个有吸引力的前沿领域，是构建具有多层次复杂性的超级结构的策略。两性嵌段共聚物在溶液中形成纤维状胶束，因为其独特的结构，在药物输送中，作为无机纳米粒子模板，以及作为塑性强度增强剂。这种胶束可以从具有短冠状形成块的完全无定形嵌段共聚物、结晶向列嵌段共聚物(具有半结晶的核心形成块)或具有刚性块的杆状和卷状嵌段共聚物中获得。但是目前大多数组装都是在低固含量的情况下获得的，限制性高。其次组装体大多为纤维或球状组装体型，大都不具有螺旋状组装体型，或制备方法复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物及其制备方法和用途，用以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物，其结构通式如下所示：

其中，聚合度m＝10–100，m为整数，n＝20–280，n为整数，R为:

中的一种。

优选地，当所述光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物在聚合溶液中进行自组装时，在所述光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物和聚合溶液的总固含量的质量百分数为40％-80％的情况下，随聚合时间的增加，聚合度增加，得到球状组装体或螺旋纤维状组装体，其中，固含量指光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物和聚合溶液烘干后剩余部分占总量的质量百分数，光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物浓度为0.1-5mg/mL，聚合溶液为四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷中的一种或多种，聚合温度为0-110℃。

优选地，将所述光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物制备成浓度为1-10mg/mL的母液，取一定体积V₁的母液溶于溶液B中，进行超声，然后退火，得到活性种子溶液，再向活性种子溶液中加入一定体积V₂的母液，静置7天，光学活性螺旋聚芴嵌段聚异腈共聚物在活性种子断面外延结晶生长，得到螺旋纤维状组装体，其中，溶液B为V_THF：V_MeOH＝1:0.1-1的混合溶液，THF指四氢呋喃，MeOH指甲醇；退火温度为30-80℃；V₁:V₂＝1：10-50。