【摘 要】
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动态共价键具有良好的稳定性和一定的可逆性,其在特定的外部刺激下能够有可逆的形成、解离或交换,从而影响材料的宏观性能,被广泛应用于智能材料领域。近年来,含硒动态共价化学的研究表明,含有Se-Se、Se-N等动态共价键的化合物能够对温和的外界刺激产生响应,在可控组装、药物释放等方面发挥着重要作用。突破传统的刺激形式(如光、热、酸碱等),发展新的转化策略或途径,实现含硒动态共价键的高效可控转化,是这一领
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动态共价键具有良好的稳定性和一定的可逆性,其在特定的外部刺激下能够有可逆的形成、解离或交换,从而影响材料的宏观性能,被广泛应用于智能材料领域。近年来,含硒动态共价化学的研究表明,含有Se-Se、Se-N等动态共价键的化合物能够对温和的外界刺激产生响应,在可控组装、药物释放等方面发挥着重要作用。突破传统的刺激形式(如光、热、酸碱等),发展新的转化策略或途径,实现含硒动态共价键的高效可控转化,是这一领域的研究热点和难点。已有的研究表明,机械力能够有效调控动态共价键形成和解离,是一种绿色清洁、可控性好的刺激方式,有望为含硒动态共价化学的研究提供新的增长点。但是,目前机械力调控含硒动态共价键的响应性能还少有系统的研究。为了进一步丰富含硒动态共价化学理论以及拓展含硒动态共价键在机械力响应材料中的应用,本文设计合成了一系列含有硒动态共价键的聚合物和小分子,系统研究了含硒动态共价键在机械力作用下的形成、解离和交换规律,具体研究内容如下:一、合成了一系列分子量不同的、二硒动态共价键在主链中心的聚苯乙烯,并进行溶液超声实验。通过凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC)、衍生化实验和电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance,EPR)光谱等表征手段,验证了超声可以诱导聚合物中二硒动态共价键的键断裂、并产生硒自由基。比较不同刺激(加热、光照和超声)下二硒动态共价键的交换动力学和能量转换效率,结果表明,超声反应可以诱导二硒键断键,实现二硒聚合物和小分子之间的选择性交换反应。该研究拓展了对聚合物中二硒动态共价键的机械力化学的认识,有利于推动含二硒动态共价键聚合物的应用。二、探究了球磨辅助形成硒氮键的新方法。以苯基溴化硒衍生物和吡啶衍生物为底物,系统研究了无溶剂球磨条件下的底物转化效率,发现与传统的加热方式类似,球磨也可以诱导硒氮键生成。其中,苯基溴化硒中硒溴键对位基团的给电子能力越弱,球磨条件下硒氮键越容易形成。该研究提出了硒氮动态共价键机械合成的新方法,有望应用于更多含硒功能分子的合成中,丰富含硒功能材料的种类。
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