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高分子聚合物的研究-以手性导电为例:手性

一、前言作为开创了手性大分子全新领域的手性导电

高分子聚合物，对科学讨论者产生了极大的吸引力。手性导电高

分子聚合物的优点在于：1、导电性能佳；2、在溶液里，能提

现其良好的承受PH值发生转变的能力；3、在溶液里，具有杰

出的氧化还原性；4、良好的手性选择性；5、优秀的分子识别

能力。这些能力使其将来会在电化学开关、手性色谱、手性化学

传感器、膜层析技术及外表修饰电极等领域得到广泛进展。手性

分子在自然界中存在广泛，自然氨基酸、简洁糖类等许多重要

的生物药剂，都是手性分子，最引人重视的是某种旋光对映异构

体，是它们唯一存在的结构。手型结构广泛存在与生物大分子中，

在生命系统中兼具着十分重要的职能，例如普遍存在于重要生物

聚合物〔DNA、核苷酸、蛋白质〕等螺旋状的手性，手性操纵

更是药物试验中一个是关键的要素，针对手性药物的设计和合成，

在近几十年来都实行了大量的讨论。这里重点介绍新一类手性大

分子，就是手性导电高分子聚合物。

当作为手性基质或手性电极材料对具备手性的导电有机高

分子聚合物进行使用时，后者一些诸如独特的力学、电学和电化

学特性会在使用过程中被表现出来。利用能被聚合物骨架官能团

吸附的特性，微粒、动植物体内的薄膜与纳米纤维等都可以运用

它们制作，应用这些功能，可以在特定分子的识别、提纯开展上

开拓更宽阔的空间。

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二、手性导电高分子聚合物的进展

Baughman等在1985年就提出，具有单一旋光性的纯取

代基或并到聚合物链上的手性掺杂阴离子可以诱导共轭导电聚

合物的π-π*汲取带上的光学活性。前一种路径主要应用在合成

一系列的手性聚吡咯及手性聚噻吩上，后者对于合成手性聚苯胺

有很高的胜利率。随着对手性导电高分子聚合物讨论的进一步加

深，更多的有效的手性导电高分子聚合物合成路径被讨论者们报

道出来。这些路径在手性导电高分子聚合物合成领域做出极大的

奉献。

1.手性聚苯胺

手性聚苯胺作为一种特殊的导电聚合物，在电化学不对称合

成、手性拆分和电磁功能材料等方面有着良好的应用前景。

合成手性聚苯胺的方法中，日常应用比较广的有电化学聚合

法及二次掺杂法。

二次掺杂法合成手性聚苯胺的原理是基于手性掺杂离子的

加入来增长聚苯胺链或预合成聚苯胺链。此类方法不能够用于合

成聚吡咯及聚噻吩。

电化学聚合法的作用机理是通过电极形成的电位差作为引

发和反应聚合反应的驱动力，在适当的电化学条件下，苯胺在阳

极上发生氧化聚合反应，聚苯胺粉末就会粘附在电极外表薄膜或

者沉积在电极外表，利用这种方式，就可以获得聚苯胺。讨论发

觉，调整电极电位可以令手性聚苯胺的旋光性产生改变，调整反

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应温度还可以转变聚苯胺主链构型。

要生成单一螺旋链构型的导电聚苯胺膜必需在左〔或右〕旋

樟脑磺酸根离子存在的环境下对映体选择电聚合。此薄膜出现剧

烈的圆二色性，左旋、右旋偏振光的汲取系数差值在445nm时

到达0.16mol/c㎡。原子空间排列