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  • ISSN 1008-9357
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原位可控构筑多层次超分子手性聚合物组装体

宛新华

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原位可控构筑多层次超分子手性聚合物组装体

    作者简介: 宛新华(1964—),男,教授,博士生导师,主要研究方向为高分子化学与物理。E-mail:xhwan@pku.edu.cn.
  • 中图分类号: O641.3

In Situ Controlled Construction of Hierarchical Supramolecular Chiral Polymer Assembly

  • CLC number: O641.3

  • 摘要: 多层次超分子手性结构的高效可控构筑是手性材料研究和应用领域的一个关键问题,面临诸多挑战。近来,苏州大学张伟教授团队基于偶氮苯聚合物的疏溶剂性和液晶性提出了一种原位可控制备多层次超分子手性聚合物组装体的策略—聚合诱导手性自组装,在偶氮苯单体聚合的同时实现多层次和不同尺度的超分子自组装和手性传递。该策略克服了传统高分子溶液自组装繁琐耗时的缺点,易于结构调控和规模制备。
  • 图 FIG. 286.  FIG. 286.

    Figure FIG. 286..  FIG. 286.

    图 1  (a)聚合诱导手性自组装过程示意图;(b)聚合物液晶性能的研究;(c)螺旋纤维的AFM图;(d)不同形貌下的CD和gCD

    Figure 1.  (a) Schematic illustration of PICSA; (b) The investigation of liquid-crystalline polymer;(c)AFM images of helical fibers; (d) The maximum CD and gCD values of different morphologies

  • [1] CORNELISSEN J J L M, ROWAN A E, NOLTE R J M, et al. Chiral architectures from macromolecular building blocks [J]. Chemical Reviews,2001,101(12):4039-4070. doi: 10.1021/cr990126i
    [2] LIU M H, ZHANG L, WANG T Y. Supramolecular chirality in self-assembled systems [J]. Chemical Reviews,2015,115(15):7304-7397. doi: 10.1021/cr500671p
    [3] LEE C C, GRENIER C, MEIJER E W, et al. Preparation and characterization of helical self-assembled nanofibers [J]. Chemical Society Reviews,2009,38(3):671-683. doi: 10.1039/B800407M
    [4] VERA F, TEJEDOR R M, ROMERO P, et al. Light-driven supramolecular chirality in propeller-like hydrogen-bonded complexes that show columnar mesomorphism [J]. Angewandte Chemie International Edition,2007,46(11):1873-1877. doi: 10.1002/anie.200603796
    [5] OHSAWA S, SAKURAI S, NAGAI K, et al. Hierarchical amplification of macromolecular helicity of dynamic helical poly(phenylacetylene)s composed of chiral and achiral phenylacetylenes in dilute solution, liquid crystal, and two-dimensional crystal [J]. Journal of the American Chemical Society,2011,133(1):108-114. doi: 10.1021/ja1087453
    [6] CHENG X X, MIAO T F, YIN L, et al. In situ controlled construction of hierarchical supramolecular chiral liquid-crystalline polymer assembly[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2020, DOI: 10.1002/anie.202001657.
  • [1] 赵银殷露刘晶晶张伟朱秀林 . 手性溶剂诱导非手性物质手性的研究进展. 功能高分子学报, 2016, 29(1): 20-28. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.2016.01.002
    [2] 徐敏李庆祥陆学民路庆华 . 嵌段质量分数对手性超分子螺旋结构自组装的影响. 功能高分子学报, 2019, 32(3): 300-306. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181008001
    [3] 李京民陆学民路庆华 . 手性多孔嵌段共聚物薄膜诱导手性金纳米粒子的手性组装. 功能高分子学报, 2018, 31(2): 108-113. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20171127001
    [4] 程笑笑缪腾飞殷露陈海玲刘萌张伟朱秀林 . 手性低聚物/聚合物诱导非手性物质手性组装的研究进展. 功能高分子学报, 2019, 32(6): 647-659. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190329001
    [5] 殷露缪腾飞程笑笑赵银李洁爱张伟朱秀林 . 光诱导非手性聚合物的手性研究进展. 功能高分子学报, 2018, 31(5): 387-401. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180503001
    [6] 殷露缪腾飞程笑笑赵银李洁爱张伟朱秀林 . 光诱导非手性聚合物的手性研究进展. 功能高分子学报, 2018, 0(0): -. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180503001
    [7] 张莉樊华华刘鸣华 . 同手性和异手性相互作用对超分子聚合物的调控作用. 功能高分子学报, 2019, 32(6): 660-670. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190527001
    [8] 陈海玲程笑笑缪腾飞刘萌李洁爱张伟朱秀林 . 刚性棒状手性聚硅烷诱导非手性超支化聚芴的超分子手性组装. 功能高分子学报, 2019, 32(6): 718-727. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190520002
    [9] . 聚合物负载的手性催化剂和手性试剂的合成及应用. 功能高分子学报, 2000, 13(2): -.
    [10] 韩健新张政朴 . 聚合物负载的手性催化剂和手性试剂和合成及应用. 功能高分子学报, 2000, 13(2): 219-228.
    [11] 田晨孙柳英陶鑫峰姚远林绍梁 . 偶氮苯超支化聚合物的自组装及其光响应性. 功能高分子学报, 2020, 33(3): 284-289. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190510001
    [12] 顾缘缘王曜东王研刘立佳 . 含联苯侧链聚苯乙炔手性诱导体系中的溶剂致螺旋翻转. 功能高分子学报, 2019, 32(6): 747-754. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190529001
    [13] 王云普李全莲李玉峰袁昆王利平 . 聚合物负载手性季铵盐的合成与表征. 功能高分子学报, 2005, 18(2): 274-278.
    [14] 杨座国许振良 . 紫外光聚合法制备L-DBTA手性分子印迹聚合物的研究Ⅱ.聚合物性能. 功能高分子学报, 2005, 18(1): 42-46.
    [15] 杨座国许振良 . 紫外光聚合法制备L-DBTA手性分子印迹聚合物的研究Ⅰ.紫外光聚合制备条件. 功能高分子学报, 2005, 18(1): 36-41.
    [16] 田梅丛越华张宝砚李明超曲文忠 . 手性主链液晶离聚物的液晶性能. 功能高分子学报, 2009, 22(2): 203-207.
    [17] 张红莉程军杰邹纲 . 基于三氮唑修饰的苯并菲衍生物的超分子手性凝胶. 功能高分子学报, 2019, 32(6): 728-734. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190611001
    [18] 李庆祥梁鸿宇陆学民路庆华 . 诱导手性圆偏振发光材料的研究进展. 功能高分子学报, 2019, 32(6): 671-682. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190719001
    [19] 李敏周恩乐杨春才汤心颐 . 含硝基偶氮苯侧基的丙烯酸酯类液晶聚合物的合成、结构与性能研究Ⅰ.含硝基偶氮苯侧基的丙烯酸酯液晶聚合物的合成. 功能高分子学报, 1993, 6(4): -.
    [20] 孔雪丽王小凡陈健壮姚远林绍梁 . 偶氮苯聚合物的光控图案化. 功能高分子学报, 2017, 30(3): 259-264. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.2017.03.002
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-15
  • 网络出版日期:  2020-04-27
  • 刊出日期:  2020-06-01

原位可控构筑多层次超分子手性聚合物组装体

    作者简介: 宛新华(1964—),男,教授,博士生导师,主要研究方向为高分子化学与物理。E-mail:xhwan@pku.edu.cn
  • 北京大学化学与分子工程学院,北京分子科学国家研究中心,高分子化学与物理教育部重点实验室,北京 100871

摘要: 多层次超分子手性结构的高效可控构筑是手性材料研究和应用领域的一个关键问题,面临诸多挑战。近来,苏州大学张伟教授团队基于偶氮苯聚合物的疏溶剂性和液晶性提出了一种原位可控制备多层次超分子手性聚合物组装体的策略—聚合诱导手性自组装,在偶氮苯单体聚合的同时实现多层次和不同尺度的超分子自组装和手性传递。该策略克服了传统高分子溶液自组装繁琐耗时的缺点,易于结构调控和规模制备。

English Abstract

  • 超分子手性结构在多通道传感器、旋光开关、分子识别和不对称催化等领域的潜在应用引起了研究者的广泛关注[1, 2]。目前,构建超分子手性结构的方法主要有两种:一种是手性组装模块通过分子间非共价弱相互作用力而进行自组装[3];另一种是非手性组装模块在特定手性环境下的超分子自组装/组装,即手性诱导超分子组装[4]。这些组装模块大多数为小分子。由于主链的无规卷曲、分子量的多分散性以及重复单元之间复杂的相互作用,以高分子为模块精准构筑超分子手性结构仍面临挑战,也是国际前沿的热点科学问题[5]。此外,聚合物体系的传统超分子组装步骤较为繁琐、效率低,严重制约了高分子手性材料的发展和应用。

    最近,苏州大学张伟教授团队报道了一种多层次超分子手性聚合物组装体的制备新策略—聚合诱导手性自组装(Polymerization-Induced Chiral Self-Assembly, PICSA),在原位可控构筑多层次超分子手性结构方面取得了重要进展(图1[6]。他们首先合成了溶于乙醇的聚甲基丙烯酸大分子链转移剂,再以其调控手性偶氮苯单体在乙醇中的可逆加成-断裂链转移(RAFT)分散聚合。乙醇是偶氮苯单体的良溶剂,但它也是相应聚合物的不良溶剂,随着共聚反应的进行,所形成的嵌段共聚物开始组装。他们通过调节偶氮苯链段长度获得了小胶束、球形、蠕虫、片状和囊泡等多种组装体形貌,并系统研究了手性在体系中的转移、传递、放大和调控的机制和规律。多层次超分子手性组装体具有不同的手性表达能力,组装体形貌对超分子手性的表达至关重要。圆二色光谱(CD)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和小角X射线散射(SAXS)等结果显示该体系在聚合的同时发生相分离、液晶有序和手性组装。即该两亲性嵌段共聚物发生组装时,偶氮苯单元末端立构中心的手性可转移至偶氮苯组装模块中,然后在自组装过程中通过超分子相互作用传递至液晶微区,随后手性进一步放大至多形貌的组装体,完成从分子尺度到超分子结构再到微尺度的转移、传递和放大。当将乙醇溶剂体系换成乙醇和水的混合溶剂体系时,组装体会形成微米尺度的螺旋纤维结构,且得到的超分子螺旋纤维组装体的螺旋方向可由手性偶氮苯单体的分子手性控制。PICSA策略精准构筑了多层次的超分子手性聚合物组装体,在超分子手性结构的构建中具有广泛的应用前景。

    图  1  (a)聚合诱导手性自组装过程示意图;(b)聚合物液晶性能的研究;(c)螺旋纤维的AFM图;(d)不同形貌下的CD和gCD

    Figure 1.  (a) Schematic illustration of PICSA; (b) The investigation of liquid-crystalline polymer;(c)AFM images of helical fibers; (d) The maximum CD and gCD values of different morphologies

    多层次手性物质的精准构筑一直是手性领域研究的一大热点,张伟教授团队提出的PICSA策略在偶氮苯组装单元聚合的同时就能原位制备多层次、跨尺度的超分子手性功能材料,拓展了超分子手性结构的构建方法。这种简单、方便、易操作的方法为超分子手性结构的精准构建提供了新思路,未来则可以拓展单体种类,考察PICSA策略的普适性和反相超分子手性组装体的可控规模制备。可以预测,PICSA策略将会在超分子手性组装领域有着很好的应用前景。

参考文献 (6)

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