利用非手性单体制备手性螺旋聚联烯及应用于手性识别和对映体分离
批准号:
51673057
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
刘娜
依托单位:
学科分类:
E0310.其他有机高分子功能材料
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓苗苗、王倩、蒋志强、马翠红、黄剑、林亚兰、汤洋、储本发
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中文摘要
受生物大分子螺旋结构的启发,人工螺旋聚合物引起了人们持续而广泛的研究兴趣。前期工作中,我们发现聚联烯能够形成稳定的螺旋构象。本申请项目我们将发展新的聚合方法,系统地研究利用非手性联烯单体合成手性的螺旋聚联烯。拟设计合成新型的手性镍配合物并用于非手性联烯的活性可控聚合,通过手性引发剂控制聚合反应的螺旋选择性,诱导生成光学活性的螺旋聚联烯;另一方面,我们拟在非手性联烯聚合过程中引入手性溶剂或诱导剂,诱导生成某一螺旋方向过量的光学活性螺旋聚联烯。探索聚合过程中的手性传递、诱导和放大的基本原理和规律。通过在光学活性的聚联烯侧基上引入羧基、氨基、硼酸等活性基团,利用主链的螺旋手性控制这类聚合物对手性胺、手性酸以及手性二醇的立体选择性络合,实现对这类化合物的手性识别和对映体分离,研究手性聚合物材料的回收和循环利用,发展新型高效的有机高分子手性识别和对映体分离材料。
英文摘要
Inspired by the helical structures of biomacromolecules, artificial helical polymers have attracted considerable and continuous research attentions in the past few decades. Recently, we found that well-defined polyallene can form stable helical conformation even in solution. Thus, in this proposal, we try to develope novel synthetic methods for facile synthesis of chiral helical polyallenes by using achiral allenic derivatives as monomers. We will design and synthesis of novel chiral nickel(II) complexes for promote the living/controlled polymerization of achiral allene monomers. The chiral Ni(II)-initiator may control the helix-sense selectivity of the polymerization, and induce one-handed predominated helical polyallenes. In addition, we will also explore the synthesis of chiral helical polyallenes from achiral allene monomers by using chiral solvent and other chiral compounds for the chiral inductions. The chiral transfer, induction, and amplification properties during the helix-sense selective polymerizations will also be investigated. Through which, we try to disclose the basic rules of the chiral transfer and amplification of the asymmetric polymerizations. By introduction of functional groups on the chiral helical polyallenes, these materials may be applied in the chiral recognition and enantiomeric separation. For example, incorporation of carboxyl acid, amine, and boric acids on the chiral polyallenes as the pendants, such materials may enantiomeric selectively complex with chiral amine, acid, and chiral diols, respectively, which result in the efficient chiral separation. Based on this researches, we hope to develope not only novel synthetic methods for chiral helical polymers but also optically active materials for chiral recognitions and enantiomeric separations.
螺旋是生物大分子最为重要的二级结构,生命过程中的遗传、识别和催化等功能都与螺旋结构密切相关。开展螺旋高分子的研究工作不仅可以探索生物大分子的螺旋结构和功能,揭示其结构与功能之间的构-效关系,而且可以开发出新的功能高分子材料。本项目中,我们开展了螺旋高分子的可控合成及应用于手性识别和对映分离的研究工作。主要研究成果包括:(1) 我们在烯丙基镍催化剂上引入手性双齿膦配体,发展出了新的手性镍催化剂,这种催化剂能够引发多种联烯单体活性聚合,且具有非常高的区域选择性,能够选择性引发联烯单体中的2,3-双键活性聚合。手性的镍催化剂还表现出优秀的螺旋选择性,能够诱导非手性联烯单体发生不对称聚合反应,生成单手性的螺旋聚联烯;(2) 我们利用镍配合物顺序聚合联烯、噻吩、以及异腈单体,一步合成了聚联烯-聚噻吩-聚异腈三嵌段共聚物,通过调控三种单体的聚合顺序,可以得到一系列不同序列结构的三嵌段共聚物,而且聚合反应是活性可控的,得到的嵌段共聚物结构可调节、分子量可控制、分子量分布窄;(3) 受螺旋聚联烯的启发,我们在苯乙烯上引入手性的二肽基团,设计合成了新的苯乙烯单体,并利用可控自由基聚合技术得到了聚苯乙烯。研究发现,单体的手性够诱导聚合反应的螺旋选择性,侧基间的氢键作用能够稳定聚苯乙烯的螺旋构象。我们通过圆二色谱、比旋光等方法确证了聚苯乙烯的螺旋结构,发展出了一种新的螺旋高分子;(4) 在上述工作的基础上,我们还探索了壳交联和表面接枝螺旋聚异腈的可控合成,发现这些螺旋聚合物都具有良好的手性识别和对映体分离性能。基于这些研究工作,我们在Macromolecules, Polymer Chemistry, Polymer, Chinese Journal of Polymer Science等国际知名刊物上发表基金标注论文26篇,申请发明专利4项。培养毕业研究生8人。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Synthesis of core cross-linked star polymers carrying helical poly(phenyl isocyanide) arms via "core-first" strategy and their surface chiral recognition ability
“核优先”策略合成携带螺旋聚异氰苯酯臂的核交联星形聚合物及其表面手性识别能力
DOI:10.1016/j.polymer.2017.12.057
发表时间:2018
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Wang Qian;Huang Jian;Jiang Zhi Qiang;Zhou Li;Liu Na;Wu Zong Quan
通讯作者:Wu Zong Quan
Facile Synthesis of Optically Active and Thermoresponsive Star Block Copolymers Carrying Helical Polyisocyanide Arms and Their Thermo-Triggered Chiral Resolution Ability
携带螺旋多异氰化物臂的光学活性和热响应星形嵌段共聚物的简便合成及其热触发手性拆分能力
DOI:10.1021/acsmacrolett.7b00875
发表时间:2018
期刊:ACS Macro Letters
影响因子:5.8
作者:Wang Qian;Chu Ben Fa;Chu Jia Hong;Liu Na;Wu Zong Quan
通讯作者:Wu Zong Quan
Fast Living Polymerization and Helix-Sense-Selective Polymerization of Diazoacetates Using Air-Stable Palladium(II) Catalysts
使用空气稳定钯 (II) 催化剂进行重氮乙酸酯的快速活性聚合和螺旋选择性聚合
DOI:10.1021/jacs.8b11628
发表时间:2018-12-19
期刊:JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子:15
作者:Chu, Jia-Hong;Xu, Xun-Hui;Wu, Zong-Quan
通讯作者:Wu, Zong-Quan
Synthesis and chiroptical properties of helical polyallenes bearing chiral cholesteryl pendant groups
带有手性胆固醇侧基的螺旋聚丙二烯的合成和手性光学性质
DOI:10.1002/pola.28609
发表时间:2017
期刊:Journal of Polymer Science Part A-Polymer Chemistry
影响因子:--
作者:Yu Zhi-Peng;Liu Na;Lin Ya-Lan;Huang Jian;Wang Hui-Qing;Wu Zong-Quan
通讯作者:Wu Zong-Quan
Polymerization Amplified Stereoselectivity (PASS) of Asymmetric Michael Addition Reaction and Aldol Reaction Catalyzed by Helical Poly(phenyl isocyanide) Bearing Secondary Amine Pendants
带有仲胺侧链的螺旋聚异氰苯酯催化的不对称迈克尔加成反应和羟醛反应的聚合放大立体选择性(PASS)
DOI:10.1021/acs.macromol.8b02088
发表时间:2018-11
期刊:Macromolecules
影响因子:5.5
作者:Ling Shen;Lei Xu;Xiao-Hua Hou;Na Liu;Zong-Quan Wu
通讯作者:Zong-Quan Wu
光学活性螺旋聚联烯的制备、螺旋记忆及手性析晶研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘娜
- 依托单位:
镍络合物催化的共轭高分子与联烯的嵌段共聚
- 批准号:21304027
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:刘娜
- 依托单位:
国内基金
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