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螺旋結(jié)構(gòu)在自然界中廣泛存在，很多生物大分子也具有螺旋結(jié)構(gòu)，如蛋白質(zhì)的α-螺旋和脫氧核糖核酸 (DNA)的雙螺旋結(jié)構(gòu)等。生物大分子的螺旋結(jié)構(gòu)在生命活動中起著重要作用，如分子識別、復(fù)制、遺傳等生命功能都與螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)。開展螺旋高分子的研究不僅能夠模仿天然大分子的某些結(jié)構(gòu)和功能，而且可以開發(fā)新的高分子結(jié)構(gòu)體系，為發(fā)展新的功能高分子材料提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

圖1. 螺旋聚卡賓與端炔衍生物的端基功能化

該團隊利用π-烯丙基氯化鈀與Wei-phos (L)的配合物引發(fā)重氮酸酯單體活性聚合，獲得分子量可控、分子量分布窄的螺旋聚卡賓。通過聚卡賓鏈端的Pd/L配合物催化該聚合物與端炔類化合物發(fā)生Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)，將一系列端炔修飾的功能基團 (2a-2c)或大分子鏈 (poly-3_n)引入聚卡賓鏈端基上，實現(xiàn)了對螺旋聚卡賓的高效端功能化。例如：高分子化合物poly-3a₆₀, poly-3b₁₀₀, poly-3c₆₀的末端炔與聚卡賓鏈端的高效偶聯(lián)反應(yīng)，制備出了螺旋聚卡賓與其他高分子的嵌段共聚物 (圖1)，核磁研究表明端基功能化的效率能達到95%以上 (圖1)。他們還研究了嵌段共聚物poly-1a₅₀-b-3a₆₀在不同溶劑中的自組裝行為。結(jié)果表明：在四氫呋喃中，聚合物poly-1a₅₀-b-3a₆₀以短棒膠束的狀態(tài)存在 (圖2a)，隨著不良溶劑異丙醇的加入，聚合物poly-1a₅₀-b-3a₆₀在四氫呋喃和異丙醇體積比為7:3的混合溶劑中組裝為纖維 (圖2b)，繼續(xù)增加混合溶劑中異丙醇的比例，聚合物在四氫呋喃和異丙醇體積比為6:4的混合溶劑中以碟狀形貌存在 (圖2c和2d)。

圖3. (a) 聚合物poly-1b₂₀-2c在365 nm波長光源照射下的紫外吸收隨時間變化關(guān)系圖；(b)聚合物poly-1b₂₀-2c和poly-1b₂₀₊₂₀的尺寸排阻色譜圖 (流動相: THF, 溫度: 40 °C)。