伴随着超分子化学的飞速发展,利用非共价键作用来组装高分子,进而形成超分子聚合物的概念开辟了一门高分子化学与超分子化学的交叉学科-高分子的超分子化学。本课题申请将着眼于利用氢键这一非共价键相互作用为工具,通过分子设计与合成来获取新颖的超分子结构合成子,并用其进行高分子链的自组装,通过对其溶液和固态结构的研究,探索其结构和性能的关系,并以此去解决高分子的超分子化学中几个关键性的理论和应用问题。主要研
围绕研究主题"多元单体自组装以形成高支化的超分子聚集体",提出利用多重氢键组合形成超分子的多元组合体的概念, 设计并合成了新颖的氢键组合基元,进而将其用于形成多个组分的超分子聚集体,例如星状多元体结构。其中主要采用了"由外向内" 的分子设计方法用带有氢键组装基元的寡聚物作"单体"形成多元超分子结构,其中每一个长臂是连结于氢键组合基元DAD-ADA的长链烷烃,核心是一种具有C3分子结构对称性的有机染料小分子三聚茚。在对所形成的超分子结构进行溶液中的表征和研究中,核磁共振的结果不仅证实了我们所设计和预想的多元氢键组装体的形成,并且发现了目前尚罕见报道的由一种氢键组成单元对另一种不溶单元的诱导溶解效应。为增加核心分子的平面共轭面积,诱导其实现有效的p-p堆积,进而创造二维有序的材料,还对设计方法系统化,合成了另外两个类似物并对它们进行了研究,证明了观察到的诱导溶解现象是普遍存在于这一系统之中的,为下一步将它们发展成为功能材料,如柱状液晶相及一维传导材料提供了机会。与本课题相关,还对共价键相连的星型共轭体系的合成进行了探索,合成了一系列以三聚茚为结构单元,具有不同连接臂的树状枝化高分子。