聚二乙炔手性超分子组装体的构筑及其性质研究的开题报告.docx

聚二乙炔手性超分子组装体的构筑及其性质研究的开题报告
一、选题背景
手性超分子组装体作为一种重要的超分子材料，在生物学、药物化学、化学电子学等领域具有广泛应用。聚二乙炔（PDA）是一种具有良好导电性、光学性能等特殊性质的高分子材料，已被广泛应用于传感器、有机场效应晶体管、光电器件等方面。然而，传统的PDA合成方法往往无法得到手性分子，因此，如何通过手性超分子组装体构筑手性PDA材料，成为当前的热点和难点之一。本文将研究聚二乙炔手性超分子组装体的构筑及其性质研究，以期为实现手性PDA材料的制备和应用提供重要的实验依据。
二、研究内容
1.手性超分子组装体的制备
通过合理设计有机分子的结构和功能，构建对称的手性分子可以形成手性超分子组装体，从而产生手性效应。在本研究中，首先需要合成特定的手性小分子，这些小分子具有可选择的手性单元，其结构和功能设计需要考虑到配体和基底的亲和性、掺杂机理和能带等重要参数，并使用X射线晶体学、核磁共振等手段进行表征。然后，将手性小分子以溶液的形式加入PDA单体溶液中，通过超分子作用形成手性超分子组装体。
2.手性超分子组装体的表征
利用多种技术手段，包括核磁共振、透射电镜、X射线衍射等，对聚二乙炔手性超分子组装体的形貌、内部结构等进行表征。特别是利用差示扫描量热法研究聚二乙炔手性超分子组装体的热力学性质，并结合紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、电学性质研究，揭示PDA手性超分子组装体的光学和电学性质。
三、研究意义和预期目标
本研究将在手性小分子和手性超分子组装体的合成和表征方面进行探索，在构筑新型片层结构材料的过程中，研究聚二乙炔手性超分子组装体的性质和机理，为设计和制备具有特殊性能的手性高分子材料提供新思路。预期实现以下目标：
1.合成一系列不同结构、不同手性类别的手性小分子，并结合核磁共振、X射线晶体学等手段对其进行表征分析。
2.利用聚二乙炔单体和手性小分子生成手性超分子组装体，利用多种表征技术揭示组装体形貌结构等性质，探究其光学和电学性质。
3.系统探究手性超分子组装体的形成机理，并解释其热力学性质。根据结果分析和归纳，指导设计和合成更高效的手性小分子，实现手性超分子组装体的精准构筑。
四、研究方法
1.合成手性小分子
根据预设的设计方案，合成具有可选择手性单元的有机分子，结构和功能由基底和配体共同决定。
2.分析表征手性小分子
采用核磁共振、X射线晶体学、紫外-可见吸收光谱等手段研究合成的手性小分子的结构、光学、电学性质。
3.聚合制备手性PDA超分子组装体
将手性小分子加入PDA单体溶液中，通过超分子作用构建手性PDA超分子组装体，采用透射电镜、X射线衍射等手段表征组装体的形貌、内部结构等性质。
4.研究组装体性质
结合紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、电学性质等，对聚二乙炔手性超分子组装体的光学和电学性质进行研究。
五、研究进度
1.对手性小分子的合成和性质进行研究，预计完成时间：3个月。
2.聚合制备手性PDA超分子组装体，并对组装体进行形貌结构表征，预计完成时间：3个月。
3.对手性PDA超分子组装体的光学和电学性质进行研究，预计完成时间：3个月。
4.对实验结果进行分析和总结，撰写论文并提交，预计完成时间：1个月。
六、研究过程中所需设备和主要耗材
设备：核磁共振仪、透射电镜、紫外-可见吸收光谱仪、荧光光谱仪、差示扫描量热仪、X射线晶体学仪器等。
主要耗材：PDA单体、有机合成试剂、混合溶剂等。