[发明专利]一种环状偶氮苯两亲性嵌段共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环状高分子材料领域，具体涉及一种环状偶氮苯两亲性嵌段共聚物及其制备方法。

背景技术

由于环状聚合物没有端基，减少了分子间缠结，因而表现出与线状聚合物不同的物理性质，如更小的流体力学尺寸、更低的特性粘度、更大的折光指数、更高的玻璃化转变温度。环状聚合物的特殊结构使其具有优良的性能并在生物等领域展现了广阔的应用前景。设计和合成含功能基团的环状拓扑结构的聚合物，探索其结构和性能之间的关系，为新型材料的设计、合成和应用提供理论依据。这些研究对于高分子科学的发展具有重要的学术价值和实际意义。

近年来随着环状聚合物合成技术的发展，一些环状嵌段聚合物逐渐被合成出来并展现出独特的性能。Takuya Yamamoto等人报道了一种两亲性的环状嵌段共聚物聚丁基丙烯酸酯-b-聚环氧乙烷，通过比较线状聚合物研究了环状聚合物自组装行为。结果表明，环状聚合物自组装形成的花状胶束的热稳定性大大提高，相比线状聚合物它的浊点提高了40℃（参见：Honda, S.; Yamamoto, T.; Tezuka, Y. J. J.Am. Chem. S. 2010, 132, 10251–10253）；刘士勇课题组合成了温敏性的环-线蝌蚪状两亲性聚合物，与其线状前体相比，环状聚合物具有较低的临界热相转变温度(Tc）和提高的药物装载和释放能力（参见：Xuejuan Wan; Tao Liu; Shiyong Liu. Biomacromolecules 2011, 12, 1146–1154）。

另外，在光或热的作用下，偶氮苯可以发生顺反异构化。偶氮苯的顺反异构体相互转变时，分子的几何尺寸和偶极矩也会相应的发生变化。因此偶氮苯的顺反异构化在很大程度上会改变偶氮苯化合物的物理和化学性质。基于这种特殊的光致异构化行为，偶氮苯化合物在光数据存储、光开关、光传感器、光栅等方面得到了广泛的应用。对于环状偶氮苯化合物，由于受到环形结构的限制，使它们具有与线状化合物不同的顺反异构化性能，导致其具有独特的物理和化学性质。Wegner等人合成了含有三个偶氮苯的大环化合物，通过“Click”反应将其制成二聚体，该二聚体在芳香族溶剂如甲苯中，由于π-π堆积作用，可形成稳定的凝胶，该凝胶在光/热控制下可发生形成与解离的可逆变化；Yue Zhao和Xiulin Zhu课题组分别合成了不同结构的环状偶氮苯聚合物并研究了它们的液晶、光栅和双折射等重要的光学性能，结果表明，对比线性聚合物前体，环状聚合物具有较优越的性能（参见：Raphael Reuter, Hermann A. Wegner, ChemComm 2013, 49, 146-148； Hao Zhang, Nianchen Zhou, Xing Zhu, Xinrong Chen, Zhengbiao Zhang, Wei Zhang, Jian Zhu, Zhijun Hu, Xiulin Zhu； Macromolecular Rapid Communications 2012, 33, 1845-1851； Dehui Han, Xia Tong, Yi Zhao, Tigran Galstian, Yue Zhao, Macromolecules 2010, 43, 3664-3671）。