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    華中科技大學朱明強教授系統評述:偕型交叉偶聯(GCC)反應用于制備AIE材料
    2019-02-03  來源:高分子科學

      2001年,香港科技大學唐本忠院士首次提出了“聚集誘導發光(AIE)”的概念,隨后受到廣泛關注,現已成為化學與材料領域熱門前沿之一。相比于結構較復雜的噻咯分子,四苯基乙烯(TPE)分子及其衍生物因具有分子結構簡單、易于合成和化學修飾以及AIE效應顯著等特點而成為AIE“明星”分子,得到了廣泛地研究和應用。McMurry反應和Rathore方法是制備TPE衍生物最常用的兩種方法,但它們都存在明顯的弊端,即合成或后處理步驟復雜并且對反應底物中官能團的忍受能力差,在一定程度上限制了由這兩種方法制備出來的TPE類分子的結構和性能。

      近年來,華中科技大學武漢光電研究中心朱明強教授課題組提出并發展的偕型交叉偶聯(GCC)反應不僅能合成結構相對簡單的TPE衍生物,還能有效地制備各種拓撲結構且性質多樣的四芳基乙烯(TAE)型AIE小分子和聚合物。余琦(共同一作),王亞龍(共同一作),趙鵬舉范成李沖博士(通訊作者)和朱明強教授(通訊作者),系統綜述了近年來利用GCC方法合成TAE分子及聚合物的研究進展,包括GCC反應的介紹、TAE小分子、含TAE結構單元的聚合物及其它們的主要應用領域,如熒光成像、生物檢測、化學傳感和超分辨熒光成像等。

      綜述認為GCC反應是一種高效、簡便、普適的TAE分子的合成方法,相較于其它兩種傳統合成方法,GCC方法具有諸多優點: (1)合成及后處理步驟簡單;(2)易于合成具有相似結構的分子以便于進行結構、性能研究;(3)不僅能合成TPE衍生物,也能合成結構升級版的TAE衍生物;(4)反應條件溫和,且分子結構易于進行化學修飾;(5) GCC反應是構造含有TAE結構單元共軛聚合物的強效方法,等等。作者進一步展望了GCC反應的巨大應用潛力和價值。未來利用GCC反應制備TAE材料的重點可放在以下幾個方面:(1)水溶性TAE分子在環境檢測、生物成像、疾病的藥物載體檢測等方面具有巨大的應用潛力,因此設計合成具有良好水溶性的TAE分子和聚合物具有廣闊的應用前景;(2)雜環結構的引入可能賦予TAE分子新的性質和功能,鑒于GCC反應的便捷性,可用于合成和研究含雜環的TAE分子和聚合物;(3)借助GCC反應合成具有優良加工性能、熱穩定性和光電效應的AIE共軛聚合物;(4)利用GCC反應合成具有大環結構的TAE分子,探索其在傳感、傳輸和載藥等方面的應用;(5)利用GCC反應合成帶電荷或酸堿基團的TAE衍生物,這些分子可根據靜電吸附/脫附或者酸堿平衡的機理與表面帶相反電荷或酸堿基團的物質發生動態相互作用,具有作為超分辨成像探針的潛力。作者認為GCC反應將會為下一代四芳基乙烯型AIE材料創造一個光明的未來。

      該綜述即將發表于Chinese Journal of Polymer Science 2019年第4期 "AIE Polymer"專輯。

      論文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10118-019-2207-2

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