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结构清晰而规整的含胺基共轭聚合物分子刷,既可以赋予材料良好的水溶性、稳定的荧光特性,同时又为材料提供了良好的可修饰性,特别是在靶向修饰领域具有独特的魅力。然而伯胺中的活泼氢严重影响了相关单体在活性可控自由基聚合中的应用。研究内容主要涉及三个方面:其一是利用原子转移自由基聚合(ATRP)以及可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)制备侧链含有胺基的分子刷型水溶性共轭聚合物;其二是对合成的水溶性共轭聚合物进行了结构表征和光物理性质测试;其三是探索了合成的水溶性共轭聚合物在金属离子检测和细胞成像方面的潜在应用。 1.用于ATRP和RAFT的大分子引发剂及链转移剂的制备。先以2,7-二溴芴为原料合成了2,7-二溴-9,9-二(3-羟丙基)芴和9,9-二辛基芴-2,7-二硼酸酯,然后利用Suzuki偶联反应合成了侧链含有羟基的聚芴(PF)。利用2-溴异丁酰溴与PF的酯化反应制备了ATRP大分子引发剂;以及通过小分子RAFT链转移试剂与PF的酯化反应得到用于RAFT的大分子链转移试剂。 2.含胺单体的制备及含伯胺共轭聚合物分子刷的合成。此部分主要通过两种方法得到含伯胺的分子刷。 其一:利用ATRP大分子引发剂分别对单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和Boc保护的胺乙基甲基丙烯酸酯引发原子转移自由基聚合,得到聚合物PF-PGMA和PFNH-Boc,将PF-PGMA中含有的环氧基团进行开环反应,然后进行处理得到PF-PGMA-NH2,将PFNH-Boc脱保护后得到PFNH2。 其二:通过制备出的大分子链转移试剂对单体Boc保护的胺乙基甲基丙烯酸酯进行可逆加成断裂链转移聚合,得到聚合物RA-PFNH-Boc,然后进行脱胺基保护后得到目标产物RA-PFNH2。 3.通过红外,核磁共振等测试对本文所合成的物质进行结构表征。光物理性质研究发现,通过ATRP方法得到的含伯胺分刷与传统的聚芴拥有相同的光学性质,而通过RAFT制备的含伯胺分子刷具有荧光猝灭的现象。 4.测试了各种金属离子对聚合物PF-PGMA-NH2荧光发射光谱的影响,实现了在水溶液条件下对Fe3+的检测。 5.通过MTT法对目标聚合物先进行了细胞毒性测试,结果表明所合成的含伯胺分子刷具有较低的生物毒性。随后进行了细胞成像的实验,细胞成像实验表明此类材料具有良好的细胞成像能力。