[发明专利]一种活性超分子聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有活性特征的超分子聚合物，该超分子聚合物由平面型或线型的小分子组分和聚合物组分的双组分超分子聚合制备而成。小分子组分是疏溶剂的，在聚合物组分的调控下，可通过金属‑金属作用、π‑π作用、氢键、疏溶剂(疏水)相互作用等非共价相互作用而彼此相连形成超分子聚合物。聚合物组分亲溶剂且与小分子组分通过静电吸引等非共价相互作用而结合，起到稳定超分子聚合物的作用。超分子聚合物的化学成分、纳米结构和尺寸可由小分子组分的化学成分、聚合物组分的化学成分和结构参数、配方、小分子组分和聚合物组分间的相互作用等进行调变。形成的双组分或多组分超分子聚合物具有活性末端，新加入的平面型或线型的小分子组分在活性末端可继续生长。本发明也提供了一种双组分或多组分体系的活性超分子聚合的方法。

技术领域

本发明涉及一种活性超分子聚合物及其制备方法，属于超分子聚合物和超分子聚合的技术领域，具体属于将平面分子组装成有活性特征的超分子聚合物的技术领域。

背景技术

基于非共价相互作用，发展尺寸可控、结构规整且复杂的小分子、大分子和纳米粒子的组装体的制备方法是超分子化学和纳米技术的主题之一。其中，超分子聚合可通过非共价相互作用使组装单元彼此相连，超分子聚合中使用的组装单元(也称为超分子单体)包含小分子、大分子、纳米粒子或其组合。根据目前的定义，超分子聚合物的范围广大、种类丰富，包含由非共价键连接的线性链，由肽分子组装形成的纳米纤维，由嵌段共聚物组装形成的蠕虫状胶束，以及一维的纳米粒子组装体(Lehn JM，Angew.Chem.Int.Ed.27∶89-112(1988)；Fouquey C，et al.，Adv.Mater.2(5)∶254-257(1990)；Brunsveld L，et al.，Chem.Rev.，101(12)∶4071-4098(2001)；De GreefTFA，et al.，Chem.Rev.109：5687-5754(2009)；Aida T，et al.，Science 335(6070)：813-817(2012)；Fox JD，et al.，Macromolecules，42，6823(2009)；Fiore GL，et al.，Chem.Soc.Rev.，42，7278(2013)；YangLL，et al.，Chem.Rev.，115，7196(2015))。

有一类超分子聚合即活性超分子聚合备受关注。在活性超分子聚合的过程中，超分子聚合物的增长链的末端是活性的，可通过非共价作用结合更多的组装单元(超分子单体)，形成更长的超分子增长链。在超分子聚合结束后，超分子增长链的末端保持活性，加入更多的超分子单体可再次启动超分子聚合，得到更长的超分子聚合物链或嵌段超分子共聚物。因此，活性超分子聚合可用于制备尺寸可控、构造丰富的超分子聚合物。活性超分子聚合物即末端拥有活性的超分子聚合物。为表述方便，本发明以线性的超分子聚合来描述活性超分子聚合，但本发明中的活性超分子聚合包含二维、三维和其他制备复杂构造的超分子聚合物的超分子聚合。

目前，有少量的活性超分子聚合的例子。第一，Manners等人基于聚二茂铁硅烷嵌段共聚物的溶液自组装，发展了有活性特征的结晶驱动自组装(Wang X，et al.，Science，317，644(2007))。所使用的嵌段共聚物在聚二茂铁硅烷嵌段(PFS)的不良溶剂中通过PFS的结晶作用，形成以PFS为核的柱状胶束。往形成的柱状胶束中加入分子分散的PFS嵌段共聚物的溶液，加入的PFS嵌段共聚物在柱状胶束的末端生长而形成更长的柱状胶束。Manners等人利用该活性自组装，获得了尺寸可控的窄分布的柱状胶束，嵌段柱状胶束和各种构造的复杂胶束(Gilroy JB，et al.，Nature Chemistry，2，566(2010)；Gadt T，et al.，NatureMaterials，8，144(2009)；Qiu H，et al.，Science，347，1329(2005))。需要指出的是，在该活性自组装中，柱状胶束的形成及嵌段柱状胶束的每一嵌段的形成过程仅涉及单一组分的自组装。