[发明专利]一种手性树枝化双炔分子材料、超分子聚合物、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种手性树枝化双炔分子材料、超分子聚合物、其制备方法及其应用，本发明分子结构式为：其中m＝1～3，n＝1～3，X＝OMe或OEt。将该树枝化双炔分子溶于有机溶剂或水中，在超分子作用力下能自发组装形成树枝化双炔的超分子聚合物，该聚合物可在饱和二氯甲烷的蒸汽氛围下，在界面进一步组装形成更加有序的螺旋纤维，用365nm紫外光照射后，非共价键可转化成共价健，螺旋纤维的手性随着光照时间的延长而逐渐消失。本发明使得树枝化分子可在水或有机溶液发生自组装及界面拓扑化聚合，实现非共价键树枝化超分子向共价健聚合物转变，同时实现聚合物手性光照可控，在手性材料、光学器件、智能材料和生物材料等方面具有重要潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及一种手性双炔分子的制备方法，其超分子组装形成纤维，及其拓扑聚合方法和应用。

背景技术

超分子组装，结合了超分子化学的动态特性和对外界刺激的响应特性，为创造新型超分子材料开辟了一条新途径。而刺激响应性超分子克服了传统共价化学的缺点，可以很容易地以不同的方式来形成。此外，具有刺激响应性特征的超分子组装，可通过外部刺激控制不同结构单元之间的相互作用平衡，实现原位调整其超分子结构，从而改变其组装方式。各种各样的刺激源已经被用于制备智能超分子，其中光照是最突出的刺激方式之一，因为它是一种干净且容易获得的刺激源。尽管超分子材料有各种结构和功能的优势特征，但由于其动力学特性，其结构稳定性有限，在实际应用中存在一定缺陷。因此，将具有多种功能的以非共价键连接的超分子聚合物转化成以共价键连接的稳定的共价聚合物近年来受到了特别的关注。其中，二乙炔(DA)类超分子的一个显著特征是其能够进行光诱导聚合原位生成聚二乙炔(PDA)，在这个过程中既不引入杂质也没有新杂质生成，使得带有DA的超分子对于制造具有层次结构的共价聚合物特别有意义。

此外，烷氧醚类树枝化基元是一类具有一定亲水性能的树形拓扑结构基元，将其与二乙炔相结合，同时引入多肽基元，可以得到一类具有双亲性及手性特征的树枝化二乙炔多肽，从而可以在水溶液中进行手性超分子组装。相比于有机溶液中的超分子组装，水溶液中的超分子组装在生物领域更有潜在价值，因此研究手性树枝化二乙炔在水中的超分子组装及其拓扑聚合对于构筑新型超分子材料具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种手性树枝化双炔分子材料、超分子聚合物、其制备方法及其应用，实现手性树枝化双炔分子的超分子聚合物的制备方法及其拓扑聚合方法。本发明利用树枝化烷氧醚的双亲性、超分子的动态性、双炔的可拓扑化聚合的优点，从而使得树枝化分子可以在水溶液和有机溶液发生自组装及其界面拓扑化聚合，实现非共价键树枝化超分子向共价健聚合物的转变，同时实现了聚合物手性光照可控，在手性材料、光学器件、智能材料和生物材料等方面具有重要的潜在应用价值。

为达到上述发明创造目的，本发明的发明构思如下：

本发明采用下述机理：

手性树枝化双炔分子以二乙炔为疏水基元、甘氨酸(G)-丙氨酸(A)多肽为手性源、封端不同的树枝化烷氧醚为亲水基元设计了2种不同结构的手性树枝化双炔分子。通过二乙炔的引入实现该树枝化分子的可光照拓扑化聚合，通过多肽的引入实现该分子的手性超分子组装。制备该手性树枝化双炔分子是基于高效的有机合成技术，两步反应均为高效的酯化反应，具体的反应方程式为：

其中m＝1～3，n＝1～3，X＝OMe或者OEt。

根据上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种手性树枝化双炔分子材料，手性树枝化双炔分子中心为强疏水性的二乙炔，分子两端分别接亲水性树枝化烷氧醚和以疏水基元封端形成的疏水性二肽，手性树枝化双炔分子结构式为：

其中，m＝1～3，n＝1～3，X为OMe或者OEt。