一.以醇作还原剂的AGET-ATRP自1995年ATRP方法建立以来,许多学者进行了广泛深入的研究,逐渐使ATRP发展成为制备结构明确、分子量可控、分子量分布较窄且具有复杂结构的聚合物的一种有效方法。为克服常规ATRP的一些缺点,后来陆续开发了一系列新型的原子转移自由基聚合技术,如反向原子转移自由基聚合和通过电子转移再生产生活化剂的原子转移自由基聚合(A(R)GET-ATRP)等,这些方法使用的催化剂是更加稳定的金属离子(例如,Cu(Ⅱ)或者Fe(Ⅲ))。基于还原剂在A(R)GET-ATRP过程中发挥着重要作用,为使A(R)GET-ATRP技术环保、高效、低成本,大量的科研工作致力于寻找适合的还原剂,这种还原剂需要没有副反应,能容易除去,使聚合反应能在催化浓度下有效进行。我们其中的一个工作方向是寻找更加实用的AGET-ATRP还原剂。本部分论文的主要内容及研究成果如下：系统地研究了以醇类为还原剂的AGET-ATRP反应。实验结果表明,在ATRP体系中简单的醇类如甲醇、乙醇、乙二醇等能够有效地将稳定的二价铜盐还原成具有催化活性的一价铜盐,从而促使AGET-ATRP反应的进行。在苯甲醚中,以醇为还原剂、Na2CO3为缚酸剂,我们成功实现了丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯和苯乙烯单体的AGET-ATRP反应,得到了分子量可控、分子量分布窄的聚合物。此外,丙烯酸甲酯的AGET-ATRP反应还可以在少量空气存在下顺利进行,得到了聚丙烯酸甲酯(Mn=6800and Mw/Mn=1.12)。相比其他还原剂,醇类化合物稳定性高,而且具有环境友好及价格低廉的优点,因此是一类更具应用前景的AGET-ATRP还原剂。二.新型ESIPT半胱氨酸传感器的合成与性质研究半胱氨酸是生物体内的一种非常重要的氨基酸,它不仅能够调控生物体内的催化性能,还是一种重要的金属离子配合位点,能够对外源性氧化物质具有生化解毒的作用。许多病症被认为是与半胱氨酸缺乏息息相关的,比如儿童发育迟缓症、皮肤损伤、头发褪色和肝脏水肿损伤等。因此,发展一种快速的、高灵敏度的、高选择性的以及高辨识度的检测半胱氨酸的方法显得极为重要。相比传统的检测方法,荧光检测法具有高灵敏度和操作的简便性,因而,近年来半胱氨酸荧光传感器得到了长足的发展。基于我们课题组之前关于可控自由基活性聚合和黄酮类荧光传感器平台,我们设计了两种有效的半胱氨酸传感器并且详细研究了其荧光性质。本部分论文的主要内容及研究成果分为以下两个方面：1.设计、合成了一种基于ESIPT过程的新型半胱氨酸(Cys)荧光传感器MHF,并对其结构进行了表征。传感器MHF对Cys的检测不仅包括荧光光谱的变化,还具有紫外可见吸收光谱的响应。传感器MHF对Cys检测的灵敏度非常高,在Cys浓度为0到100μM的范围内,MHF荧光强度比率与浓度呈现良好的线性关系,说明该传感器可以定量的检测Cys。另外,该传感器对Cys的检测限低于1μM,能够达到生物检测的标准。我们利用MHF与其聚合物PHF对Cys的响应性能,进一步佐证了我们提出的MHF检测Cys的机理。2.设计、合成了一种基于ESIPT过程的新型高分子Cys荧光传感器PBHF,并对其结构进行了表征。传感器PBHF对Cys的响应速度和响应灵敏度均大于其小分子单体BHF,响应信号包括紫外可见吸收光谱的响应和荧光光谱的响应,是一种双响应模式的传感器。传感器PBHF对Cys检测的灵敏度非常高,检测限低于1μM。而且在Cys浓度为0到10μM的范围内,PBHF荧光强度比率与浓度呈现良好的线性关系,说明该传感器可以定量的检测Cys。传感器PBHF对Cys的选择性良好,除了双氧水对其有所影响之外,常见的氨基酸与生物体内的常见金属离子均不对其构成干扰。