点击化学PPT课件

高分子现代合成方法与技术 .
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ATRP与点击反应相结合还可以制备树枝状星型聚合物
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用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)与点击化学结合 也可用于制备嵌段共聚物。
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采用叠氮炔类AB2型单体可通过点击化学方法直接得到三唑基高氮超 支化聚合物，且聚合过程简单，产物超支化代数可控。
高分子现代合成方法与技术
The Modern Methods and Technology
of Polymer Synthesis 高分子现代合成方法与技术
教材： 王国建 同济大学
高分子现代合成方法与技术
第9章 点击化学（4学时）
Click Chemistry in Polymerization
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9.2.3 点击化学反应在含能材料中的应用
• 1，3-偶极环加成反应是点击化学反应中作重要的 类型之一。通过这类反应可生成三唑、 四唑类高 氮化合物。而唑类化合物的环状结构中含有键能 很高的N—N、C-N、N = N键等， 使化合物具有 高的正生成焓;分子中的氮原子有利于增加材料的 密度;燃烧时可产生较多的气 体，火焰温度低；大 共轭体系则有利于提高分子的稳定性。
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将点击化学与其他高分子合成方法结合，可以制得用传统 合成方法无法制备的聚合物。
环状聚合物由于分子链上无端基存在而表现出与线型不同的性能，因此引起广大化 学家 和材料学家的关注。目前，采用的合成环状聚合物的方法大都是通过线型预聚 物双端基之间 的偶合反应来成环的，端基的活性往往是影响成环效率的关键因素。 将原子转移自由基聚合 与点击反应相结合制备环状聚合物，可避免端基活性的影响， 大大提高成环的效率。
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9.1 概述
• 主要思想是通过小单元的拼接，来 快速可靠地完成形形色色分子的化 学合成。其核心是利用一系列可靠 的、 模块化的反应生来成含杂原子 的化合物。
2001年诺贝尔化学奖获得者
• 点击化学形象地把反应过程描述为像点击鼠标一样简单、 高效、通用。“点击”这个名称还 意味着用这些方法把 分子片段拼接起来就像将搭扣两部分“喀哒”一声扣起来 一样简单。无论 搭扣自身连接着什么，只要搭扣的两部 分碰在一起，它们就能相互结合起来。而且搭扣的两部 分结构决定了它们只能和对方相互结合起来。
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• 点击化学反应还具有下列的共同特征：
(1)反应条件简单；
(2)原料和反应试剂易得；
(3)不使用溶剂或可在良性溶剂（如水）中进行；
(4)对氧气和水不敏感，水的存在反而常常起到加速反应的 作用；
(5)点击反应一般是融合(fusion)过程（没有副产物）或缩 合（condensation)过程（副产物 为水）；
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利用点击化学方法对 聚合物进行生物功能化修饰具有简便、高 效、选择性好的特点，而且不会破坏聚合物原有的结 构，因此 用于制备含糖高分子具有明显的优势。
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9.2.2 点击化学在材料表面处理上的应用
• 纳米碳管具有独特的结构和性质，其优越的传导性、高的热容量使其在 纳米电子元件和传 感器应用中具有很大的潜力。表面功能化的纳米碳 管可获得更多不同的性能，使其应用范围 延伸到药物、生物材料和复 合材料等领域。运用点击化学可方便地实现碳纳米管的表面功能化。
(6)具有较高的热力学驱动力（>84kJ/mol);
(7)产物易通过简单结晶和蒸馏即可分离，无需层析柱等复 杂的分离方法。
高分子现代合成方法与技术 .49.1.2 点击化学的类型
• 1，3-偶极环加成反应
端基炔化合物和叠氮化合物的1，3-偶极环加成反应有点击化学的 “cream of the crop”之 称，是目前应用最多的一类点击化学反应。
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9.2 点击化学在材料科学中的应用
点击化学目前主要的应用包括如下几个方面: ①先导化合物库的合成; ②在新药研究中的 应用; ③与生物共轭作用； ④高分子化学方面的应用。
• 点击化学作为近几年发展起来的新方法已在聚合物科学的 各个研究方向得到广泛发展，如对 聚合物主链进行修饰 、包括嵌段共聚物、星型聚合物在内的特殊结构高分子的 制备、功能高分 子材料的开发等，点击化学均已找到越 来越多的用武之地。
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9.2.1 点击化学在制备功能高分子方面应用
• 将同时含有肉桂酸酯基团和端炔基的小分子化合物与侧链 上含有叠氮基团的聚合 物进行点击化学反应，制备出侧 链上含有肉桂酸酯基团的线性聚合物。用叠氮基和炔基之 间的环 加成点击化学反应制备海藻酸钠水凝胶。
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• 亲核开环反应
三元杂原子张力环的亲核开环，通过反应释放它们内在的张力能。
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• 羰基化合物的缩合反应
醛或酮与1，3-二醇反应生成1，3-环氧戊环; 醛与肼(hydrazines)或胲（hydroxylamine ethers)反应生成踪 （hydrazones)和肟（oximes)； 羰基醛、酮和 酯反应生成杂环化合物等。