水溶性三維有序超分子和共價(jià)有機(jī)聚合物

張丹維, 王 輝, 黎占亭

(復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系, 上海市分子催化與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 200438)

聚合物廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)各個(gè)方面. 傳統(tǒng)聚合物通過(guò)單體線性聚合合成[1～11], 以聚乙烯、 聚酯和聚酰胺為典型代表性結(jié)構(gòu). 交聯(lián)聚合物[12～16]、 超支化聚合物[17～24]和超分子聚合物[25～41]的發(fā)展極大地?cái)U(kuò)展了聚合物的結(jié)構(gòu)類型. 聚合物的宏觀性質(zhì)在很大程度上由微觀結(jié)構(gòu)決定, 對(duì)聚合物微觀結(jié)構(gòu)的控制始終是聚合物化學(xué)研究的核心內(nèi)容. 這種控制可以通過(guò)單體修飾、 摻雜和物理加工等策略實(shí)現(xiàn). 其中, 通過(guò)控制單體骨架結(jié)構(gòu)和聚合反應(yīng)或超分子聚合過(guò)程, 實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物骨架的控制是調(diào)控聚合物性質(zhì)的最有效的途徑. 聚合物骨架的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單分為一維、 二維和三維型結(jié)構(gòu). 線性主鏈聚合物屬于典型的一維結(jié)構(gòu). 通過(guò)聚合物或大分子交聯(lián)和超支化聚合等, 可以獲得二維和三維聚合物. 這些聚合物還可以形成納米尺度的孔徑, 實(shí)現(xiàn)包埋客體的目的, 但目前尚無(wú)通過(guò)這一途徑實(shí)現(xiàn)聚合物骨架有序排列的方法.

在一維聚合物合成化學(xué)取得巨大成功的背景下, 2009年瑞士化學(xué)家Schlüter等[42～44]提出合成二維聚合物(2D polymers), 作為推動(dòng)合成化學(xué)發(fā)展的一類結(jié)構(gòu)目標(biāo). 為與更加廣義的二維材料區(qū)分[45～59], Schlüter等[44]提出二維聚合物應(yīng)具有由平面單體重復(fù)成鍵形成的平面分子片層、 可被檢測(cè)的周期性結(jié)構(gòu)、 單層結(jié)構(gòu)、 重復(fù)單元由強(qiáng)鍵最好是共價(jià)鍵連接及可分離的單層分子結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)……