金属配位型智能超分子聚合物的合成及性能研究

本项目将金属超分子聚合物和选择性识别的相关原理相结合，以研究能选择性多通道响应特定客体分子或离子的智能超分子材料为目的，将设计合成一系列具有多功能结合位点和比色、荧光信号报告基团的单体分子，研究这些单体分子与金属离子自组装成金属型超分子聚合物的条件，制备相应的金属型超分子材料。通过测试这些金属超分子聚合物对客体分子或离子的选择性响应性能，筛选出对特定客体分子或离子具有选择性多通道响应能力的金属超分子聚合物，它们可作为能定性定量检测、分离以及包结和缓释特定客体分子或离子的智能超分子材料。本项目还将重点研究这些金属型智能超分子聚合物的自组装机理、对客体的响应机理以及影响其自组装和多通道智能响应能力的控制因素、构效关系等，为智能超分子材料的设计总结一些规律和经验，该项目具有重要的学术价值和潜在的应用前景。

本项目把金属超分子聚合物和选择性识别的相关概念和原理相结合，以研究出具一定刺激响应性能的金属超分子聚合物为目标，设计合成了多个系列的有多功能结合位点和比色、荧光信号报告基团的单体分子，并研究了这些单体分子的主客体识别性能、自组装成超分子聚合物和金属超分子聚合物的性能极其刺激响应的性能及原理。该研究主要取得了三个方面的成果：第一，设计合成了在纯水相或含水介质中能够单一选择性荧光、比色识别特定客体离子如氰根离子、氟离子、碘离子等阴离子和汞离子、铜离子、铅离子等重金属离子的单体分子，并且成功制备了基于这些单体分子的离子检测试纸。第二，深入研究了单体分子自组装成超分子聚合物和金属超分子聚合物的条件，并且成功制备了相应的超分子聚合物和金属超分子聚合物。研究了这些超分子聚合物和金属超分子聚合物的刺激响应性能。部分超分子聚合物能够对特定客体分子如碘分子、染料分子或离子如氰根离子、氟离子、碘离子等阴离子和汞离子、铜离子、铅离子、镉离子等重金属离子具有选择性多通道响应能力。这些超分子聚合物可作为能分离并且定性定量检测特定客体分子、或离子的智能材料。第三，本项目还重点研究了这些智能超分子聚合物和金属超分子聚合物的自组装机理、对客体的刺激响应机理以及影响其自组装和多通道智能响应能力的控制因素、构效关系等，为智能金属超分子材料的设计总结了一些规律和理论经验。值得一提的是，在该项目的实施过程中，发现了两种新颖的竞争自组装识别机理和金属离子竞争配位控制识别信号和选择性的机理，并对这些机理进行了深入的研究，取得了良好的成果，这为以后的研究提供了新的思路和方向。总而言之，该项目达到了预期的结果，为今后金属超分子聚合物的研究提供了更为广阔的前景和学术价值。