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3.1 引言 17
3.2 实验部分 17
3.2.1 实验试剂 17
3.2.2 表征 17
3.3 聚合物的制备 18
3.3.1 单体的制备 18
3.3.2 聚合物的制备 18
3.4 结果与讨论 19
3.4.1 聚合物结构分析 19
3.4.2 聚合物分子量分析 20
3.4.3 氢键分析 21
3.4.4 光学活性及二级结构分析 22
3.4.5 结晶性分析 23
3.4.6 热稳定性分析 24
3.5 本章小结 25
结 论 26
致 谢 27
参考文献28
1 绪 论
1.1 螺旋聚合物
螺旋广泛存在于自然界中, 天然大分子如DNA、蛋白质、胶原等都会呈现出神奇的螺旋结构[1]。科学家们发现分子想要表现出生物活性的一个关键因素是其要具有螺旋结构。在生物体中，构成细胞的基本有机物蛋白质以及遗传基因的重要载体DNA等都具有螺旋结构。
图1.1 自然界中的螺旋结构.
图1.2 DNA分子中的螺旋结构、蛋白质中的螺旋结构
科学家们发现这些神奇的螺旋结构具有独特的性质,吸引着他们想要设计合成一些具有螺旋结构的大分子。螺旋大分子的潜在用途包括:分子识别、手性分离、手性催化、数据存储、显示材料等[2]。螺旋是一种不对称的手性结构，其分为左手螺旋和右手螺旋，两者互为镜像关系但却不能重合，互为对映异构体，简称对映体。而互为对映体的两个物质，其对偏振光的作用不一样，其比旋光度数值相同，但方向相反。若分子中左、右螺旋的含量相同则可构成外消旋体。
旋光性为能使平面偏振光通过手性化合物溶液后方向发生改变的性能。分子的旋光性最早是在十九世纪发现的。分子的左旋与右旋结构是通过其成溶液时，偏振光通过它转向的改变而定的。从结构上看,旋光性聚合物分子主链上带有不对称因素,它或者含有带手性原子的基团而具有构型上的特异性,又或者可以形成相对稳定的单向螺旋链而具备构象上的特异性[3]。这些构象上的特异性赋予其光学活性同时使得其用途十分的广泛，并且其在自然界的生物体中也存在着各种光学活性的小分子和大分子，它们对文护生命进程起着重要的作用。螺旋是除分子本身不对称中心外另一种可以产生手性的因素，由于螺旋结构具有优异的手性拆分及分子识别能力,研究高分子的螺旋结构有着特殊的理论和实际意义。
1.2 螺旋聚合物的分类
螺旋聚合物可以根据其股数、螺旋结构形成的基理、其主链的不同等方式进行分类。若按其股数可以分为单股、双股及多股；而按照其形成机理可分为合成型、诱导型和超分子组装型，而其中合成型又可分为高旋转阻能的静态螺旋聚合物、低旋转阻能的动态螺旋聚合物和折叠体。
图1.3 三种类型的螺旋聚合物及其典型结构
1.2.1 高旋转阻能的静态螺旋聚合物
原则上，当螺旋反转壁垒足够高时，光学活性静态螺旋聚合物可以通过聚合光学活性单体或使用手性引发剂或催化剂来螺旋选择性聚合非手性或手性单体的方法合成。对这些合成方法，聚合物的螺旋结构，如螺旋感和螺距，通过聚合物主链的手性取代基共价键或手性配体的手性或引发剂在聚合过程中的动力学控制来确定的。图1.3（A）显示典型的合成型，具有光学活性的静态的螺旋聚合物，其光学活性主要是因为他们的偏手性螺旋构象。笨重的侧基之间的足够大的空间位阻斥力使得这些螺旋构象甚至在溶液中是稳定的。