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超分子化学是研究分子如何通过非共价键相互作用自组装成分子聚集体,在研究生物功能、生命现象以及探索生命起源方面具有很大的意义。超分子聚合物相对于传统的聚合物具有可逆性、更好的热加工性、自修复性和环境响应性。冠醚作为分子识别与自组装最常用的主体之一,其形成的超分子聚合物具有单体结构不对称性,可衍生化获得永久性机械互锁型超分子聚合物,对外界信号的特殊应答性。本论文在冠醚与二级铵盐的分子识别研究基础上,希望通过对冠醚主体结构和客体分子进行衍生化,构建复杂的超分子聚合物体系。本论文主要讨论以下二个部分:
第一部分研究工作是设计通过链间之间主体双B21C7交联剂与侧链带客体官能团的聚合物之间的相互作用来构建这种超分子交联网络。实验讨论了这种体系在氯仿/乙腈(体积比2∶1)混合溶剂中的络合行为,在相对高浓度下于乙腈中,这种超分子交联网络能吸附大量溶剂从而形成凝胶,而这种超分子凝胶具有温度、pH、化学响应性等。
第二部分研究工作中,我们研究了具有正交识别的超分子聚合物体系的络合行为。实验设计合成了三联吡啶配体单元的冠醚主体分子与双二级铵盐分子,在加入金属离子后通过金属配位能够形成线性超分子聚合物。形成的超分子聚合物具有多重响应性,例如温度、pH值以及竞争性配体,并探讨了两种不同金属离子对于组装行为的影响。这种自组装过程为制备超分子智能材料发面提供了很好选择性。