2017年04月03日课题组李鲲同学在Polym. Chem. 发表文章

来源:作者:钱壮飞发布于:2017-06-13 人阅读

Impact of cyclic topology: odd–even glass transition temperatures and fluorescence quantum yields in molecularly-defined macrocycles

Kun Li,a†Ganquan Jiang,a† Feng Zhou, Lishan Li, Zhengbiao Zhang,a Zhijun Hu,*b Nianchen Zhou,*a and Xiulin Zhu*a

 

 

四苯基乙烯(TPE)是一种典型的聚集诱导发光(AIE)基团,在生物探针、离子检测和OLED等领域上有巨大的应用前景。进一步研究发现,通过将TPE引入不同的拓扑结构中(线形、星形、树枝状等),其AIE性能上会发生很大的改善,例如发光效率成倍数增强和对某种离子检测的高度选择性等。本文利用高效的一价铜催化叠氮/炔环加成点击反应(CuAAC),成功将TPE基团或偶氮苯基团引入到环状聚合物的主链上;并通过与其线形前体作比较,系统地探究了环状聚合物拓扑结构对其热性能、AIE性能和光响应性能等的影响。

通过逐步链增长策略,利用分子间及分子内的CuAAC反应,精密合成了主链由TPE组成的分子量确定的六代线形和环状齐聚物(linear-TPEn+1和cyclic-TPEn+1),并分别通过凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)等一系列表征,证实了它们的成功合成。接下来研究了拓扑结构及链长对两种齐聚物的热性能及荧光性能的影响,发现环状齐聚物具有更好的热稳定性和更高的玻璃化转变温度Tg,并且随着TPE单元数的增加,六代环状齐聚物的Tg呈现奇偶效应,即含偶数个TPE单元的环状齐聚物的Tg高于相邻奇数个的齐聚物;在四氢呋喃/水体系中,随着加水量的增加,环状齐聚物首先出现聚集诱导荧光增强的拐点,其中cyclic-TPE2、cyclic-TPE3荧光增强较明显,随着链长的增长环线差异减弱;也比较了加水量达到90%时的荧光量子效率,cyclic-TPE2最强,达到了22.23%,并且所有环状齐聚物的荧光量子效率始终高于线形前体,但随着链长增长,环线齐聚物间的差异变小。

本文增进了我们对于玻璃化转变温度(Tg)和聚集诱导荧光(AIE)的理解,并为新型拓扑结构材料的研制提供了理论基础。

 

Polym. Chem., 2017, 8, 2686–2692