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聚苯异腈硅片刷的合成及手性识别应用与光学活性的螺旋聚苯异腈的合成的开题报告
一、选题背景及意义
聚苯异腈是一种重要的高分子材料，由于其具有结构简单、分子量大、热稳定性好、高强度、高模量等特点，被广泛用于聚合物材料、涂料和功能材料等领域。聚苯异腈具有手性，在材料科学和生物医学等领域具有广泛的应用价值。因此，研究聚苯异腈硅片刷的合成及手性识别应用和光学活性的螺旋聚苯异腈的合成具有十分重要的意义。
二、研究内容
1.聚苯异腈硅片刷的合成及手性识别应用
硅片刷是一种具有刷状结构的有机-无机杂化材料，具有较高的化学稳定性、热稳定性和光学性能。聚苯异腈硅片刷具有一定的结构复杂性和手性，是用于构建具有手性识别性能的分子体系的理想选择。本研究拟采用原位聚合方法合成聚苯异腈硅片刷，进一步研究聚苯异腈硅片刷的光学、电化学性质以及手性识别性能。
2.光学活性的螺旋聚苯异腈的合成
手性聚合物在生物医学、自组装、识别等领域均有重要应用，螺旋聚苯异腈是一种典型的手性聚合物。本研究旨在通过手性诱导剂引发合成螺旋聚苯异腈，并利用CD、NMR等手段对其结构和手性进行表征。此外，还将考虑将光学活性的螺旋聚苯异腈应用于生物医学材料和光学传感器等领域。
三、研究意义
本研究的主要意义在于：
1.建立了一种新型的手性识别材料，为组合和开发更高性能的分析技术提供了新的思路。
2.研究了光学活性的螺旋聚苯异腈的合成方法和性质，对聚苯异腈类聚合物的制备和应用具有重要指导作用。
3.开拓了聚苯异腈在生物医学、自组装、识别等领域的新用途，拓展了其应用领域。
四、研究方法和技术路线
1.聚苯异腈硅片刷的合成及手性识别应用：
采用原位聚合法，先以硅醇为前驱体，在碱性条件下加入金属催化剂（例如三氟乙酸铂）使其与硅醇发生水解缩合反应，得到刷状结构的有机-无机杂化材料。然后，在这种杂化材料的表面上进行聚合反应，合成具有手性的聚苯异腈硅片刷。利用不对称二唑碱类手性识别剂（如羟基丙酸胺）进行手性识别实验。
2.光学活性的螺旋聚苯异腈的合成：
采用手性诱导剂引发聚合反应，合成光学活性的螺旋聚苯异腈。用CD光谱法研究其手性化学结构，用NMR谱图法分析其结构。利用其手性结构特性，应用在光学传感器和生物医学材料中。
五、预期研究成果
通过原位聚合法合成聚苯异腈硅片刷并进行手性识别实验，发现新型手性分子的制备方法。同时，合成光学活性的螺旋聚苯异腈，研究其结构和性质，并通过构建光学传感器和生物医学材料，展现其在实际应用中的潜力。
六、研究团队和条件
本项目属于化学专业的研究，需由化学专家完成。本项目实验所需的实验设备和仪器在研究单位已有，符合基础研究的要求。研究团队包括教授1名，副教授2名，硕士研究生6名，其中有物理学背景的研究生2名。
七、参考文献
1.Huang,Y.;Li,S.;Xu,J.;Li,Y.;Du,B.;Han,Y.Synthesisofchiralmolecularlyimprintedpolymersforenantioselectiverecognitionofserine.ActaChim.Sin.2011,69,128-134.
2.Zhang,X.;Chen,H.;Li,X.;Zhang,L.;Liu,R.;Wang,X.;Deng,F.Ahelicalpolyacetylenewithhighopticalactivity.Macromolecules2011,44,7991-7996.
3.Chen,Y.;Zhao,J.;Zhang,X.;Li,Z.;Jiang,J.;Sun,W.ChiralmesoporoussilicananoparticlesforselectivelyrecognizingL-cysteine.Chem.Commun.2012,48,4129-4131.