光开关室温 RAFT 聚合制备序列可控的伯胺基共聚物.docx

学 校 代 码 10530 学 号 201006041301分 类 号 O63 密 级硕 士 学 位 论 文光开关室温 RAFT 聚合制备序列可控的伯胺基共聚物学 位 申 请 人 童 建 宇指 导 教 师 蔡 远 利 教 授学 院 名 称 化学学院学 科 专 业 高分子化学与物理研 究 方 向 高分子合成与应用二 O 一 三 年 五 月Sequence-Controlled Primary Amine-BasedCopolymers via Light On-Off switchable RoomTemperature RAFT PolymerizationCandidate Jianyu TongSupervisor Prof. Yuanli CaiCollege College of ChemistryProgram Polymer Chemistry & PhysicsSpecialization Polymer Synthesis & ApplicationDegree Master of ScienceUniversity Xiangtan UniversityDate May, 2013湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研 究 成 果 。

除 了 文 中 特 别 加 以 标 注 引 用 的 内 容 外 ， 本 论 文 不 包 含 任 何 其 他 个 人 或集 体 已 经 发 表 或 撰 写 的 成 果 作 品 对 本 文 的 研 究 做 出 重 要 贡 献 的 个 人 和 集 体 ， 均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并 向 国 家 有 关 部 门 或 机 构 送 交 论 文 的 复 印 件 和 电 子 版 ， 允 许 论 文 被 查 阅 和 借阅 本 人 授 权 湘 潭 大 学 可 以 将 本 学 位 论 文 的 全 部 或 部 分 内 容 编 入 有 关 数 据 库 进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文涉密论文按学校规定处理作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日湘 潭 大 学 硕 士 学 位 论 文摘 要本 文 利 用 低 温 下 的 酰 胺 化 反 应 合 成 了 N-(2-氨 基 乙 基 )丙 烯 酰 胺 盐 酸 盐 (AEAM)单 体 。

在 20 oC 下 pH 2.8 的 水 溶 液 中 ， 伯 胺 基 单 体 AEAM 的 可 见 光 （ I420 nm = 200 μW cm-2） 活化 RAFT 聚 合 活 性 可 控 ， 快 速 高 效 同 时 ， 首 次 在 水 溶 液 中 实 现 了 N-(2-(4-咪 唑 基 )乙 胺 )丙 烯 酰 胺 (IEAM)单 体 的 活 性 可 控 聚 合 研 究 了 伯 胺 基 单 体 AEAM 与 咪 唑 基 单 体 IEAM的 共 聚 合 反 应 特 征 及 竞 聚 率 的 测 定 从 竞 聚 率 可 以 知 AEAM 单 体 的 活 性 略 大 于 IEAM单 体 ， AEAM 单 元 以 小 幅 度 梯 度 分 布 于 P(IEAM-ran-AEAM)共 聚 物 链 上 利 用 光 开 关 对聚 合 反 应 的 时 序 控 制 ， 实 现 了 序 列 分 布 可 控 的 伯 胺 基 共 聚 物 的 高 效 合 成 在 IEAM 单 体转 化 率 超 过 95%情 况 下 加 入 定 量 的 伯 胺 基 单 体 AEAM， 合 成 了 分 子 量 分 布 较 窄 的PIEAM-b-PAEAM 嵌段共聚。

利用光开关在 IEAM 单 体 近 50%的 转 化 率 下 加 入 AEAM单 体 ， 同 时 精 确 控 制 加 入 AEAM 单 元 的 摩 尔 量 ， 单 体 转 化 率 超 过 95%， 快 速 高 效 的 合成 了 具 有 不 同 共 聚 单 元 组 成 及 伯 胺 基 序 列 分 布 的 PIEAM-b-P(AEAM-r-IEAM) 共 聚 物 另 外 ， 在 第 一 次 光 开 关 聚 合 反 应 的 基 础 上 ， 启 用 第 二 次 光 开 关 加 入 定 量 NIPAM, 合 成 了一 定 伯 胺 基 序 列 分 布 的 PIEAM-b-P(AEAM-r-IEAM)-PNIPAM 共 聚 物 关键词： 伯胺基单体；咪唑基单体；可见光；室温 RAFT；光开关；序列分布I湘 潭 大 学 硕 士 学 位 论 文AbstractThis paper first report a novel direct method for the syntheses of N-(2-aminoethyl)acrylamide hydrochloride (AEAM) without any time-consuming protecting group chemistry.The aqueous reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization ofAEAM monomer under mild visible light irradiation at 20 oC revealed to be highly rapid andwell-controlled. Moreover, 2-(4-Imidazolyl)ethyl Acrylamide (IEAM) Monomer weresynthesized and the aqueous RAFT polymerization of IEAM monomer were performed with ahighly rapid and well-controlled manner. Furthermore, The RAFT copolymerization ofAEAM and IEAM were studied under such conditions. The extense K-T method were used todetermine the reactivity ratios of AEAM and IEAM. Inspired from the temporal control of thephotopolymerization, control over the sequence distribution of primary amine-basedmonomer AEAM is possible when the visible light source is alternately switched on and off inbetween sequential addition of different monomers. The polymerization of IEAM werepaused by simply turning the light “off” at a desired monomer conversion, then quantitativeAEAM monomer were added, with subsequent restart the polymerization by turning the light“on”. The polymerization going on until exhausts the monomers. Well-definedPIEAM-b-PAEAM block copolymer, PIEAM-b-P(AEAM-r-IEAM) andPIEAM-b-P(AEAM-r-IEAM)-PNIPAM copolymer with designed sequence distribution weresynthesized in such a way that based on the highly rapid visible-light-inducedroom-temperature aqueous RAFT polymerization.Keywords: Primary-Based Monomer; Imidazol-Based Monomer; Room-TemperatureRAFT Polymerization; Highly Rapid; Sequence distribution; Light on-offII湘 潭 大 学 硕 士 学 位 论 文目 录第 1 章 绪 论 .............................................................................................................................. 11.1 多 肽 链 中 赖 氨 酸 残 基 的 分 布 特 点 与 功 能 .................................................................. 11.2 可 控 自 由 基 聚 合 法 合 成 伯 胺 基 聚 合 物 ...................................................................... 21.3 光 活 化 可 控 自 由 基 聚 合 .............................................................................................. 31.4 聚 合 物 序 列 分 布 调 控 .................................................................................................. 41.5 光 开 关 调 控 聚 合 物 序 列 分 布 ...................................................................................... 51.6 本 论 文 的 提 出 .............................................................................................................. 71.7 本 论 文 的 目 的 、 意 义 和 研 究 内 容 .............................................................................. 8第 2 章 伯 胺 或 咪 唑 基 丙 烯 酰 胺 单 体 的 可 见 光 活 化 室 温 RAFT 聚 合 .................................. 92.1 引 言 .............................................................................................................................. 92.2.1 化 学 试 剂 与 材 料 .............................。