【摘 要】
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“自下而上”和“表面限域”相结合是表面在位化学构建功能性纳米结构的有效手段。借助扫描隧道显微镜,可以在原子尺度上实现反应物、中间产物和最终产物的实空间成像。与自组装相比,表面纳米结构是以共价键为连接方式,具有较强的化学稳定性和热稳定性,优异的机械、生物、光学和电子特性,这已经推动了生物、材料和医疗领域的发展和创新。本论文从表面限域的席夫碱偶联反应出发,基于其具有刺激响应、自修复和微环境适应性等特点
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“自下而上”和“表面限域”相结合是表面在位化学构建功能性纳米结构的有效手段。借助扫描隧道显微镜,可以在原子尺度上实现反应物、中间产物和最终产物的实空间成像。与自组装相比,表面纳米结构是以共价键为连接方式,具有较强的化学稳定性和热稳定性,优异的机械、生物、光学和电子特性,这已经推动了生物、材料和医疗领域的发展和创新。本论文从表面限域的席夫碱偶联反应出发,基于其具有刺激响应、自修复和微环境适应性等特点,对构象柔性分子复杂纳米结构及其手性进行了研究,在高定向裂解石墨上构建了以C=N键为连接方式的零维、一维再到二维的共价纳米结构。现将主要内容总结如下:(一)在构象柔性分子里引入羟基官能团制备了复杂的共价纳米结构,并探究了分子间氢键对产物选择的影响通过席夫碱偶联反应,在表面上获得了C=N键连接的复杂共价纳米结构,吸附层的有序性和稳定性是通过分子间氢键维持的。在此实验中,我们选取了联苯二胺(DBA)和1,3,5-三(4’-羟基-5’-甲酰基苯基)苯(THB)分子制备了四种超分子结构—紧密线性排列的phaseⅠ、交叉排列的phaseⅡ、扩展的聚合物链和离散的大环。通过改变单体的摩尔比和浓度,可以在表面上调节产物的相对丰度。羟基移除时,我们有且仅能够在表面上获得phaseⅢ。实验结果表明:分子间氢键在产物选择上起着决定性作用。(二)通过手性溶剂诱导,构筑手性纯的二维聚合物选取构象柔性的1,3,5-三(4’-羟基-5’-甲酰基苯基)苯(THB)分子与具有C3骨架的1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)发生表面限域的席夫碱偶联反应,在表面上成功构筑了具有相反手性等量的风车形六边形α和β外消旋混合物。当将S-2-甲基丁醇作为手性诱导剂加入到手性二维聚合物的制备过程中,在表面上观察到了手性纯二维聚合物。
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