噻吩嵌段聚合物手性定向介质的合成及其核磁手性分析应用研究

Residual dipolar coupling (RDC) has recently become increasingly important in the structural analysis of small organic molecules due to their abundant stereoscopic structural information content, which reflects the long-range and global spatial relations which cannot be detected by the conventional NMR. However, the application of RDC analysis has developed much more slowly due to lack of appropriate alignment media. To address this subject, the poly(3-hexylthiophene) (P3HT) block copolymers will be developed for the orientation of organic compounds through the self-assembly in organic solvents, and the model compounds will be selected as analytes to study the alignment properties. Then, the RDCs will be extracted by various 2D NMR experiments in the alignment media and back calculated by using the program package MSpin. The successful method of the structural analysis allows us to extend the applications to the enantiomers. Furthermore, the enantio-differentiating properties of the chiral lyotropic liquid crystals also allow us to measure the enantiomeric compositions of chiral organic compounds. The project will enrich the chiral alignment media and play an important role in expanding the applications of RDC analysis for organic molecules, which have significant values in theory and application.

残留偶极耦合（RDC）蕴藏着丰富的立体结构信息，能反映常规NMR所无法检测的长程和全局空间关系，在有机分子立体结构分析中具有重要作用。然而由于缺乏有效的定向介质，不易实现检测，严重限制了RDC的应用。本项目拟通过合成系列聚噻吩嵌段螺旋聚合物，使其在有机溶剂中自组装为手性液晶介质，研究其定向排列能力；然后以模型化合物为研究对象，通过各种核磁共振二维实验检测RDC，建立有机分子立体化学分析方法；继而开展对有机分子对映体的手性识别及手性化合物ee值分析应用研究。本项目的实施将丰富有机分子RDC提取介质，拓展RDC在有机结构分析中的应用，具有重要的理论与应用价值。

结构测定是分子科学研究的基础，是性能研究的前提，核磁共振技术作为有机分子结构表征手段，已成为实验室常规解析空间结构的立体化学方法。本项目以高分子的可控合成为主要途径，探索和发展自组装聚合物液晶定向介质，实现了含有丰富立体结构信息的各向异性NMR参数的测定，并拓展其在天然产物的结构测定和手性分析中应用，项目研究取得如下结果：一是发展了两类用于手性识别与分析的小分子核磁共振溶剂化试剂（CSA），丰富了1H和19FNMR“探针”的种类；二是发展了两类新型异腈高分子均聚物液晶定向介质，并通过测定天然产物分子或对映体小分子的残留偶极耦合（RDC）或残留四极耦合（2HRQC）等各向异性参数研究了其在对映体识别和结构测定中的应用。三是研究了聚噻吩-聚异腈嵌段共聚物的聚合诱导自组装（PISA）形貌，探索共聚物液晶定向介质组装性能；研究了聚联烯活性聚合及聚集诱导荧光增强效应（AIE）。另外、还发展了一类金属汞离子检测的萘异腈荧光探针。项目执行期间已发表SCI论文四篇，与合肥工业大学共同培养硕士研究生一名，本人国内访学交流半年，参加相关学术会议五次。因此项目研究为自组装聚合物液晶定向介质和各向异性参数的广泛应用提供一定的理论支撑和科学依据。