新型聚合反應的開發對于結構新穎、性能獨特的功能聚合物的開發具有重要推動意義。在各類功能聚合物中,雜環聚合物因其優異的耐熱性和化學穩定性、良好的機械性能、獨特的光電性質和刺激響應特性等,受到多領域的廣泛關注。作為一種重要的雜環聚合物,聚噁二唑(POD)被廣泛應用在耐高溫材料、氣體分離、燃料電池、電子和質子傳輸材料等領域。然而,POD在合成上的困難極大地限制了其結構和功能的多樣性,具有優異熒光性能的POD材料仍研究較少。
圖1. 多組分聚合反應路線示意圖及文章亮點總結
該工作要點包括:
(1)與POD的傳統合成方法相比,所報道的Ugi類型的多組分聚合策略具有無需催化劑、反應條件溫和、操作簡單、底物范圍廣泛、產物結構規整多樣等優勢。可以通過采用多種不同的單體組合方式來便捷地調控POD的化學結構和拓撲結構,進而制備出一系列分子量高、溶解性好、結構各異的線型和超支化POD(圖2和圖3),絕對重均分子量高達124100 g/mol。所得聚合物均具有良好的熱穩定性以及優異的成膜性能。
(2)經典的Ugi聚合產物往往局限于各種聚酰胺,該工作所報道的新型Ugi多組分聚合可以在聚合物骨架中原位生成噁二唑基元。這得益于仲胺和(異氰基亞氨基)三苯基膦單體的使用所造成的反應機理變化,在反應過程中可能發生了分子內aza-Wittig關環過程。由此反應所生成的多取代POD骨架結構是其他聚合方法較難獲得的。
(3)通過在聚合物結構中適當地引入發光基團,所得產物可以表現出強烈的聚集誘導發光(AIE)特性。基于AIE線型POD良好的成膜能力、獨特的自組裝性能和明亮的固態熒光,可以采用簡單的靜態呼吸圖法制備出具有穩定有序多孔結構的熒光薄膜(圖4)。利用熒光可視化技術的高靈敏度、原位實時、便捷快速的優勢,作者系統地研究了POD形成有序多孔薄膜的影響因素,這有助于進一步推動此類熒光多孔薄膜在不同領域中的應用。
圖4. 基于靜態呼吸圖法制備多孔薄膜
文章信息:Xie, J.; Niu, N.; Fu, X.; Su, X.; Wang, D.; Qin, A.; Han, T.; Tang, B. Z., Catalyst-free synthesis of diverse fluorescent polyoxadiazoles for the facile formation and morphology visualization of microporous films and cell imaging. Chemical Science 2023, DOI: 10.1039/D2SC05960F.
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2023/SC/D2SC05960F
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