疊氮-炔類單體環加成聚合製備具有AIE特性的聚三唑

2021-01-20 AdvancedScienceNews

目前,Cu(I)催化的疊氮和炔類單體的點擊聚合(CuAACP)已發展成為一種製備功能化聚合物的強有力工具。然而,CuAACP所得聚三唑中由於銅離子與生成的三唑環上N原子的絡合作用使催化劑殘留難以被徹底去除,從而極大限制了聚合產物在生物以及光電等領域的應用。無金屬催化的疊氮和炔類單體的點擊聚合/環加成聚合(MFAACP)則可從源頭上為這一令人困擾的問題提供完美的解決方案。其中,利用高反應活性的單體(活化單體)是實現MFAACP最直接、最有效的策略。例如,基於活化炔類和疊氮單體建立的MFAACP已被用於製備新結構、多功能的聚三唑。然而,利用活化疊氮和炔類單體的MFAACP製備功能化聚三唑的工作還鮮有報導。2013年,秦和唐等人基於4,4'-二疊氮基八氟二苯甲酮這一活化疊氮單體,成功建立了新型的MFAACP。然而這一活化疊氮單體的可修飾性較差且剛性較大,不利於功能化聚三唑的製備。針對這一問題,最近,秦和唐等人設計併合成了新的活化疊氮單體,即含烷基鏈的全氟帶苯基疊氮,通過與雙炔單體的MFAACP成功製備了溶解性能優異且分子量高的線形聚三唑(Macromol. Rapid Commun. 2017, 38,1600620)。



進一步,秦和唐等人利用這一聚合反應製備了多功能的聚三唑。將含有聚集誘導發光(AIE)特性的四苯基乙烯(TPE)以及噻咯基元的雙炔單體與含烷基鏈的全氟帶苯基疊氮單體在常規條件下聚合即可以高達90%的產率得到熱穩定性和成膜性好、分子量高(可達32000)的線形聚三唑。值得指出的是,所得聚合物具有優異的溶解性,在未經保護的條件下放置2年,依然能夠溶於常用的有機溶劑(例如二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、N,N-二甲基甲醯胺等)中。得益於其所含的TPE和噻咯基元及相對柔性的主鏈結構,所製備的聚三唑同樣表現為典型的AIE特性,其聚集體可以作為化學傳感器實現對爆炸物(例如三硝基苯酚)的靈敏檢測。此外,這類聚三唑還表現出高的折光指數,並且能夠在紫外光的照射下形成清晰的螢光圖案。因此,這類多功能聚三唑有望應用於光電和傳感器等領域。結果發表於Macromol. Rapid Commun.(2017,38, 700070)上。吳永偉為該文的第一作者。文章連結為http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.201700070/full, 或點擊左下角閱讀原文直接閱讀。


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