交替两亲性手性聚合物的合成及其自组装行为研究

Chiral supramolecular has showed great potential application in chiral recognition and separation, asymmetric synthesis, photoelectric devices for its attractive and unique property. This project planning to preparing chiral nanomaterials from the self-assembly of amphiphilic polymers with alternating hydrophilic-hydrophobic segments and chiral characteristics. These alternating amphiphilic polymers could be synthesised by addition of amino-group to divinyl monomers or imidization with acid anhydride monomers. The design is based on simple preparation of chiral polymer with regular alternating structure, in order to realize the facile preparing of chiral supramolecular with complexity morphologies. Further effort will be made to investigate the relationships between the structures of the alternating amphiphilic polymers and their supramolecular properties. This project will extend the existing chiral polymer self-assembly system and pave the way for a facile approach of preparing chiral nanomaterials.

手性超分子因其独特的性能而在手性识别与分离、不对称合成、光电器件等领域有着广泛的潜在应用。本项目拟用氨基酸为手性源和亲水基团，通过氨基的亲核加成或酰亚胺化等反应与疏水性功能单体聚合制备具有交替两亲性结构的手性聚合物。用这种两亲性聚合物构建手性超分子体系，揭示交替两亲性手性聚合物结构与组装行为的关系。该设计基于结构规整、简单易合成的交替聚合物，以期实现复杂手性形貌组装体的便捷制备。该项目可拓展现有的手性聚合物自组装体系，深化人们对手性交替聚合物自组装行为的认识，为手性纳米材料的制备提供新的技术手段。

通过自组装形成的手性超分子体系在自然界和生物体中广泛存在，大量DNA、蛋白都表现出手性构型或手性特异性识别能力。对于手性问题的探讨特别是手性从分子尺度到纳米尺度和微米尺度、再到宏观尺度的传递与放大规律的研究有助于我们深入理解生命过程和生命现象，促进药物化学、组织工程等学科的发展。本项目基于交替结构两亲性聚合物的规整结构，引入手性基团，以期实现手性组装体的制备，研究分子结构对组装行为的影响。我们对合成路线进行了大量尝试，确定了以手性脯氨醇引入手性基团，通过仲氨基与双丙烯基团末端的聚乙二醇的反应制备链两端为羟基的亲水链段，再通过其与双异氰酸酯的反应制备具有手性、交替排列两亲性链段结构的聚合物。研究了分子链中亲疏水链段比例，pH值，溶剂等组装条件对组装体形貌的影响。结果表明通过这种方式确实可以实现手性组装体的制备。另外在研究过程中，由于制备的组装体分散稳定性较差，难以进行生物医药应用研究，我们改进了这部分内容，开展了基于无铜催化点击反应制备荧光纳米颗粒用于生物成像的研究。通过在无金属离子催化的条件下成功实现了二丙炔酸1,6-己二醇酯与,6-三叠氮1,3,5-三嗪的聚合反应成功制备了有机荧光纳米颗粒，发现其具有良好的生物相容性和荧光成像性能。