联酰胺衍生物的合成、自组装与光响应性研究

以偶氮苯和苯基联酰胺为基本构筑基元，设计、合成不同形状如棒状、楔形、双楔形和Y形联酰胺衍生物，调控分子结构（尾端烷基链数量和长度、偶氮苯基元的数量和位置）和分子间相互作用（ 分子间氢键的数量等）构筑超分子； 开展该类衍生物在溶液中自组装的微观机制研究；开展该类衍生物有机凝胶的临界凝胶浓度、溶胶-凝胶转变温度与有机凝胶的微结构（凝胶的微观形貌、微结构尺寸）、凝胶因子的化学结构、凝胶因子的分子排列方式及溶剂极性等的相关性研究，理解该类有机凝胶性能与凝胶微观形貌、凝胶因子结构的关系； 研究光照时间、照射波长、强度等对凝胶因子在溶液和凝胶态的组装行为和光物理性质的影响，弄清偶氮苯的聚集方式（H-聚体和J-聚体）及分子间作用强度（键合常数）对体系光响应行为影响的结构本质，获得具有光响应特性的智能超分子和有机凝胶。

智能光响应材料是近年来有机功能材料领域的重要研究方向，本项目在系统调研国内外相关领域研究的基础上， 结合我们的研究积累，开展了含偶氮苯基元的联酰胺衍生物的超分子组装行为和智能响应性研究，以期阐明该类材料的光响应行为、自组装与分子结构的关系并进一步探索外在条件对其响应行为的影响机制，为该类材料的应用提供科学依据。本项目以偶氮苯和苯基联酰胺为基本构筑基元，设计并合成了含有偶氮苯基元的多种形状（棒状、楔形、Ｙ－形及双楔形等）联酰胺衍生物（BNB-n，BNBC-n，BNB-Dn，BNB-T8 , BNBC-T8， Bn-NO2, Y-b8-OH,Y-b8-OCH3,Y-n8-OH,Y-n8-OCH3 and TW-n8共16个化合物），研究表明，只有棒状的衍生物呈现液晶性，液晶相的分子排列、相转变温度等与尾端烷基链长度、偶氮苯的端基类型有关：BNB-n呈现热致双向SmC2a相，-OH基元的存在是其呈现反向倾斜SmC2a 的原因；BNBC-n呈现热致双向SmCs相和向列相，Bn-NO2呈现热致双向SmAd相，具有较强偶极矩的硝基的存在是SmAd形成的驱动力。BNB-Dn，BNB-T8 , BNBC-T8， Bn-NO2, Y-b8-OCH3, ,Y-n8-OCH3 等在不同溶剂（ 苯类及氯代烷等）中形成凝胶， 凝胶由尺度不等的纤维（几十~几百纳米）相互缠结形成三维网络， 证明了-NH与-C=O的分子间氢键、偶氮苯基元间的π-π相互作用（ 通常会形成J-聚集）及其与范德华力的协同是该类材料凝胶形成的驱动力， 其中，楔形分子BNB-T8 , BNBC-T8的凝胶能力较强，CGC较低（低至0.5mg/mL），而Y-形衍生物表现出最高凝胶-溶胶（Tg) 转变温度（近70℃）; 除双楔形衍生物和部分棒状衍生物的溶解性不好外，其他的化合物均在溶液中表现出光响应特性，365nm/450nm光照可以诱发分子的反式-顺式构象转变，在可见光450nm光照可以实现顺式-反式转变，且在一定时间范围内这两个过程是完全可逆的； BNB-T8在氯仿中的凝胶表现出光响应行为， 在紫外/可见光诱导下发生偶氮苯基元的顺反异构化，引起了凝胶-沉淀的可逆转变，在聚集形态上导致了纤维到囊泡的形貌转变； 沉淀是由直径为50-200 nm 的空心的球组成。 共发表研究sci论文13篇。