點擊聚合製備具有聚集誘導發光特性的功能化聚三唑

《點擊聚合製備具有聚集誘導發光特性的功能化聚三唑》是依託浙江大學，由秦安軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：點擊聚合製備具有聚集誘導發光特性的功能化聚三唑
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：秦安軍
• 項目類別：面上項目

項目摘要

聚集誘導發光（Aggregation-induced emission, AIE）是指在溶液中不發光或發光微弱的分子在聚集後螢光顯著增強的現象。這一現象可為克服傳統有機/聚合物發光材料所面臨的聚集螢光猝滅提供新思路。將AIE活性小分子高分子化則可很好解決器件化過程中儀器設備昂貴和製備工藝複雜等問題。本申請擬在我們前期工作基礎上，以AIE活性疊氮/炔為單體採用一價銅和二價釕絡合物催化的點擊聚合分別製備AIE活性的1,4-和1,5-雙取代的功能化聚三唑。初步實驗結果已證明這一思路的可行性。通過研究催化劑、聚合反應條件等對聚合物結構和性能的影響，最佳化出一價銅和二價釕催化的點擊聚合製備AIE活性聚三唑的最佳條件。此外還將研究不同取代方式對聚合物AIE性能的影響並探索材料潛在的套用。本研究不僅可拓展點擊聚合的套用範圍和豐富高分子合成化學，還將得到一類在固態下具有高發光效率的材料。

結題摘要

聚集誘導發光（Aggregation-induced emission, AIE）是指在溶液中不發光或發光微弱的螺旋槳狀分子在聚集後螢光顯著增強的特殊光物理現象。目前，AIE領域的研究重點是小分子。而其在成膜過程中需要昂貴的加工設備及複雜的製備工藝，不利於製備大面積器件的製備。解決該不利因素的辦法之一既是將其高分子化。而高分子化的一個高效反應即為炔和疊氮的點擊聚合。 本項目則旨在利用一價銅以及無金屬催化的炔和疊氮的點擊聚合通過在單體中引入AIE基團製備具有AIE特性的線形和超支化聚三唑。首先，利用含AIE活性的四苯基乙烯（TPE）的多官能炔或疊氮與其共聚單體，在一價銅催化下，通過最佳化聚合條件，高效製備了可溶的、線形和超支化聚三唑。所得聚合物均表現出了AIE或者聚集螢光增強（aggregation-enhanced emission, AEE）的特性。其聚集體可用於爆炸物的靈敏檢測。期間，由於hb-PIIa模型化合物的順反異構體可通過柱色譜完全分離，所以以它們為研究對象，進一步探討了AIE的機理，結果證實對含TPE的AIE體系而言，分子內旋轉受限而非順反異構化是其機理。 其次，利用無金屬催化的丙炔酸酯衍生物與含TPE的疊氮單體以及活性疊氮與含TPE的雙炔單體高效製備了溶解性好的、同樣具有AIE/AEE特性的聚三唑，所得聚合物同樣可用於爆炸物的靈敏檢測。第三，基於我們在炔和疊氮的點擊聚合方面的工作，應編輯之邀，分別為Chem. Soc. Rev.、Macromolecules撰寫了有關點擊聚合的綜述和前瞻性文章，其中，AIE活性的聚三唑是其重要組成部分。另外，還以“聚集誘導發光聚合物”為題應邀為Prog. Polym. Sci.撰寫了綜述。這些論文發表後均受到了較大的關注。 總之，通過本項目的實施，我們不僅建立了新型的無金屬催化的點擊聚合，而且製備了AIE/AEE活性的線形和超支化聚三唑，為這類聚合物的實用化奠定了良好的基礎，也為後續的研究提供了經驗和指導。