[发明专利]一种光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物及其制备方法和应用，通过甲氧基钯作为催化剂在聚合瓶中加入异腈反应生成末端带有Pd(II)的大分子引发剂，后经大分子引发剂、芴衍生物单体、膦配体、碱性水溶液和干燥的试剂A，所述试剂A为四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷中的一种或多种，在室温反应2‑6h，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异腈嵌段聚芴的共聚物。该光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴的共聚物制备方法简单，合成简便，且在圆偏振发光、手性自组装、荧光探针、生物医学等领域有很大的潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及共轭聚合物及大分子手性自组装领域，具体涉及一种光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

由于在自然界中发现了创造性的螺旋和相关的功能，人工螺旋结构已经变得流行起来，这类研究试图揭示天然螺旋的结构和性质，以此来开发新材料的新型结构支架。此外，由于单手螺旋的过量，右手螺旋和左手螺旋是彼此的对映体，所以产生的是具有光学活性的螺旋结构。随着合成方法的进步，人们开发了一系列人工螺旋聚合物，其中异腈单体因其刚性的螺旋主链和大量的应用而引起人们的兴趣。因此，精确合成结构明确、组成可调的螺旋聚异腈是人们非常关注的问题。

π-共轭聚合物作为一类有机半导体，由于其广泛的光吸收、可调发射和电荷传输能力而成为有机电子器件的有吸引力的组件，为了改善π共轭聚合物的性质或功能，通常设计复杂的结构，但是通过常规方法不仅需要繁琐的合成操作，而且效率非常低。因此希望能够快速制备结构多样的π共轭聚合物的有效且灵活的合成策略来发现功能增强的共轭聚合物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物及其制备方法和应用，光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物分子间存在的强π-π相互作用，通过手性自组装可以很容易地获得各种螺旋纳米结构。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物。根据本发明的实施例，其结构通式如下所示：

其中，聚合度m＝10-200，m为整数，n＝20-100，n为整数；

R为OC(CH₃)₃、中的一种。

另外，根据本发明上述实施例的一种光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，当所述光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物在非选择性四氢呋喃和异丙醇的混合溶剂中进行组装时，且四氢呋喃与异丙醇的体积比为7:3，随聚合度增加，得到球状组装体或螺旋棒状组装体，光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物的浓度为0.1-5mg/mL，聚合温度为30-60℃。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物的制备方法。根据本发明的实施例，包括以下步骤：通过甲氧基钯催化剂与异腈单体反应生成末端带有Pd(II)的大分子引发剂，然后将末端带有Pd(II)的大分子引发剂、芴衍生物单体、膦配体、碱性水溶液和干燥的试剂A在室温反应2-6h，加入甲醇以此终止反应，将所得产物用甲醇洗涤后，真空干燥至质量不变，即得所述光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物，其中，所述试剂A为四氢呋喃、氯仿、甲苯中的一种或多种。

另外，根据本发明上述实施例的，一种光学活性螺旋聚异腈嵌段聚芴共聚物的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述末端带有Pd(II)的大分子引发剂制备包括以下步骤：取异腈单体和甲氧基钯催化剂放入聚合瓶中，抽真空，加入重蒸四氢呋喃、氯仿或甲苯，于30-60℃油浴锅中反应过夜，即得所述末端带有Pd(II)的大分子引发剂。