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“Click”基团的表/界面作用

作　者: 吴起
导　师: 刘和文
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: “click”反应 活性聚合 自组装膜 微相分离 蛋白质吸附 静电纺丝
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


典型的点击反应(“Click”reaction)是亚铜离子催化的叠氮基团与炔之间的环加成反应,高度选择性地形成1,2,3-三氮唑基团(即所谓click基团)。点击反应作为一种快速、高效的链接方式,在生物、医药、化学合成等众多领域都有广泛的应用,应用主要分为两个方面,一是利用其高效链接方式,二是利用其形成的1,2,3-三氮唑功能性基团,而关于后者的研究报道较少。本文的工作侧重于后者,研究1,2,3-三氮唑功能性基团的表界面性质。本论文工作主要由以下三部分工作组成。(一)Click基团在金表面的吸附作用、及在制备高分子刷(polymer brushes)方面的应用:利用“click”反应合成了1-苄基-4-溴亚甲基-1H-[1,2,3]-三氮唑化合物,通过核磁和质谱对化合物结构进行了表征。以这种含三氮唑结构的化合物作为ATRP引发剂,引发了苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的活性聚合并进行了聚合动力学研究,并制备了聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物。溶液中含1,2,3-三氮唑端基的聚苯乙烯可以在金片表面自组装形成单分子薄膜。(二)含click功能侧基的嵌段共聚物的表面行为,包括相分离、蛋白质选择性吸附:通过RAFT方法制备了结构可控的聚苯乙烯-对氯甲基苯乙烯二嵌段共聚物,通过叠氮化反应和“click”反应对聚对氯甲基苯乙烯侧基进行改性,合成了含1,2,3-三氮唑结构的嵌段共聚物PS-PVBTM,通过核磁共振谱对聚合物及反应程度进行了表征。采用旋涂法在金片表面制备了PS-PVBTM薄膜,通过反射红外光谱、接触角测试、XPS以及AFM图像表征,薄膜是由微相分离的纳米胶束组成的,胶束以PS为核PVBTM为冠。通过90oC退火处理,纳米胶束转变为PS在表面的环状结构。采用SPR技术研究了PS-PVBTM薄膜与蛋白质的相互作用,发现旋涂后的PS-PVBTM薄膜只对带正电的蛋白质有吸附作用,并且在退火之后吸附量减少。(三)含click功能侧基的嵌段共聚物的静电纺丝、用于制备纳米纤维的研究:研究了这种嵌段共聚物的静电纺丝形貌,发现这种共聚物在静电纺丝过程中会发生相分离而形成表面由胶束组成的纳米纤维。在90oC处理之后,相分离现象减弱。聚丙烯酸对静电纺丝的形貌有影响,随着聚丙烯酸含量的增加,表面胶束的直径会随之增大,而纤维直径不变。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-24
  1.1 “Click”化学的概念  10
  1.2 “Click”化学的优点  10
  1.3 “Click”反应的类型  10-11
  1.4 “Click”反应的反应条件  11-13
  1.5 “Click”反应的机理  13
  1.6 “Click”反应在高分子合成和分子设计中的应用  13-20
    1.6.1 “Click”反应与活性自由基聚合  13-14
    1.6.2 “Click”反应与开环易位聚合以及阴、阳离子聚合  14-16
    1.6.3 “Click”反应在线形聚合物合成中的应用  16-17
    1.6.4 “Click”反应在环状聚合物合成中的应用  17-18
    1.6.5 “Click”反应在超支化和树枝状高分子合成中的应用  18-19
    1.6.6 “Click”反应在表面改性中的应用  19-20
  1.7 1,2,3-三氮唑基团的性质及应用  20-22
  1.8 课题提出的意义和思路  22
  1.9 参考文献  22-24
第二章 “Click”反应制备新型ATRP 引发剂及其在制备金片表面自组装聚合物刷的应用  24-33
  2.1 前言  24
  2.2 实验部分  24-26
    2.2.1 试剂和仪器  24-25
    2.2.2 对叠氮亚甲基苯（1）的合成  25
    2.2.3 1-苄基-4-溴亚甲基-1H-[1,2,3]-三氮唑（2）的合成  25-26
    2.2.4 苯乙烯ATRP 活性聚合动力学测定  26
    2.2.5 聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成  26
  2.3 结果与讨论  26-28
  2.4 Ta-PS 在金片表面的自组装  28-31
  2.5 本章小结  31
  2.6 参考文献  31-33
第三章 含1,2,3-三氮唑功能性侧基的嵌段共聚物的表面形貌及蛋白质吸附研究  33-46
  3.1 前言  33-34
  3.2 实验部分  34-36
    3.2.1 试剂和仪器  34
    3.2.2 RAFT 法制备PCVB  34-35
    3.2.3 PCVB 叠氮化反应得到PAVB  35
    3.2.4 点击化学法改性PAVB 得到PVBTM  35
    3.2.5 RAFT 法制备PS  35
    3.2.6 RFAT 法制备PS- PCVB 二嵌段共聚物  35-36
    3.2.7 PS-PCVB 叠氮化反应得到PS-PAVB  36
    3.2.8 点击化学法改性PS-PAVB 得到PS-PVBTM  36
    3.2.9 旋涂法制备PS-PVBTM 膜薄  36
  3.3 结果和讨论  36-43
    3.3.1 嵌段共聚物结构表征  36-39
    3.3.2 热退火对形貌和表面性质的影响  39-42
    3.3.3 通过SPR 法测定PS-PVBTM 与蛋白质相互作用  42-43
  3.4 本章小结  43-44
  3.5 参考文献  44-46
第四章 含1,2,3-三氮唑功能性侧基的嵌段共聚物静电纺丝研究  46-49
  4.1 前言  46
  4.2 静电纺丝实验  46-48
  4.3 聚丙烯酸对纺丝形貌的影响  48
  4.4 参考文献  48-49
第五章 总结  49-51
致谢  51-52
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果  52

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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