알킬 스페이서 길이가 동역학적으로 제어된 초분자 중합에서 응집 경로에 미치는 영향

우리는 다양한 길이(ethylene에서 pentylene 사슬, PBI-1-C2에서 PBI-1-C5)의 알킬 스페이서를 가진 아마이드 기능화된 페릴렌 비스이미드(PBI) 오르간젤레이터 분자의 동역학적 및 열역학적 초분자 중합을 조사했습니다. 이러한 아마이드 기능화된 PBI는 저극성 용매에서 열역학적으로 선호되는 상태로 1차원 섬유 나노구조를 형성합니다. 그러나 우리의 심층 연구에 따르면 이들의 초분자 중합의 동역학적 거동은 스페이서 길이에 의존합니다. 프로필렌 및 펜틸렌으로 연결된 PBI는 이전에 관찰된 에틸렌 연결 PBI와 유사한 중합 과정을 따릅니다. 따라서 이러한 PBI의 단량체는 아마이드와 이미드 그룹 간의 분자 내 수소 결합을 통해 입체적으로 제한된 상태에서 동역학적으로 갇혀 있습니다. 반대로, 부틸렌으로 연결된 PBI의 분자 내 수소 결합된 단량체는 자발적으로 나노입자로 자기 조립되며, 이는 열역학적으로 안정한 섬유 초분자 폴리머와 관련하여 오프 경로 집합 상태를 구성합니다. 따라서 이 π-공액계의 경우, 아마이드와 이미드 그룹 사이에 최적 길이(C4 사슬)의 알킬 링커를 도입함으로써 전례 없는 높은 동역학적 안정성을 가진 오프 경로 집합체를 처음으로 실현할 수 있었습니다. 우리는 두 가지 경쟁하는 핵 생성 응집 경로의 에너지 지형을 가진 현재 시스템이 시딩 접근 방식을 통한 초분자 중합의 동역학적 제어에 적용 가능하다는 것을 보여줍니다.