兩親性超分子支化聚合物的制備及自組裝行為研究.pdf

1、近年來,超分子化學(xué)(Supramolecular Chemistry)作為一門新興學(xué)科,越來越受到科研工作者的關(guān)注。超分子化學(xué)不同與傳統(tǒng)的共價鍵,它主要是研究分子間通過非共價鍵力的相互作用,進而使得分子聚集并形成聚集體的一門新興學(xué)科。不同的分子通過分子間的相互作用力進行締結(jié),可以構(gòu)筑具有功能性的超分子化合物體系。關(guān)于超分子化學(xué)的研究報道現(xiàn)在已經(jīng)非常多,超分子化學(xué)作為目前的研究前沿,綜合了化學(xué),材料以及生物等學(xué)科。超分子聚合物(Supra

2、molecular Polymer)是超分子化學(xué)在高分子領(lǐng)域中的一個分支,由于具有高度可逆的動態(tài)平衡特性,因此超分子聚合物在分子自組裝領(lǐng)域得到了廣泛科研工作者的關(guān)注。在超分子聚合物的多種構(gòu)建方式之中,主客體包結(jié)絡(luò)合作用占有非常重要地位,其中環(huán)糊精已經(jīng)發(fā)展成為超分子化學(xué)中最重要的主體分子之一。整個分子具有奇特的截頂圓錐狀腔體結(jié)構(gòu),其獨特的疏水的內(nèi)部空腔能夠選擇性包結(jié)絡(luò)合多種有機、無機小分子,形成豐富的主客體復(fù)合物。近年來,基于環(huán)糊精主客體

3、包結(jié)絡(luò)合作用得到的有序聚集體引起廣大科研工作者的極大興趣。
　　本文在綜述前人有關(guān)超分子化學(xué)自組裝等工作的基礎(chǔ)上,將超分子作用引入到支化型聚合物的構(gòu)筑上,設(shè)計合成具有不同主客體分子的兩親性支化聚合物,利用主客體包結(jié)絡(luò)合作用將疏水部分與親水部分進行主客體復(fù)合組裝,得到兩親性超分子支化聚合物,并且研究了超分子聚合物的自組裝行為及其在生物方面的應(yīng)用。此外,還進一步擴展了超支化聚合物的拓撲結(jié)構(gòu),設(shè)計合成了基于主客體包結(jié)絡(luò)合作用的兩親性超分

4、子超支化Megamer聚合物,并且研究了在水中的自組裝及解組裝行為。主要研究內(nèi)容和結(jié)論概括如下:
　　1.基于POSS兩親性超分子的合成及其自組裝行為:
　　通過1-金剛烷酰氯與單官能度氨丙基異丁基六面體倍半硅氧烷(POSS)的酰胺化反應(yīng)合成了金剛烷修飾的六面體倍半硅氧烷(AD-POSS),和采用了β-環(huán)糊精(β-CD)與環(huán)氧氯丙烷開環(huán)反應(yīng)合成了聚β-環(huán)糊精(P(β-CD)),并采用了甲苯-水界面方法實現(xiàn)了主客體分子識別,研

5、究了它在甲苯-水體系中的自組裝行為。通過SEM, TEM, AFM, DLS等表征手段發(fā)現(xiàn)AD-POSS與P(β-CD)通過主客體相互作用自組裝得到厚壁的納米中空球,進一步通過2D NOSEY、1H NMR和TGA等表征證明了金剛烷與環(huán)糊精的包結(jié)絡(luò)合作用,并通過DLS證明了組裝體具有很好的穩(wěn)定性。利用這些納米中空球的強烈團聚能力,采用旋涂技術(shù)使其聚集并進一步形成具有納米孔洞的多孔膜,利用AFM、XPS和接觸角等表征手段對多孔膜形貌進行了

6、研究。制備得到的多孔膜用于細胞繁殖培養(yǎng),體外細胞培養(yǎng)結(jié)果很好的證明了該膜很好的促進細胞吸附和繁殖。
　　2.基于偶氮苯-環(huán)糊精主客體作用的兩親性超支化Megamer聚合物的制備及其自組裝行為的研究:
　　研究了基于基于偶氮苯-環(huán)糊精主客體作用的兩親性超支化Megamer聚合物的制備及其自組裝行為。通過兩親性超支化多臂共聚物HBPO-star-PEO與偶氮苯甲酸的酯化反應(yīng)得到了偶氮苯表面修飾的超支化聚醚(HBPO-star-P

7、EO-Azo)。并且通過氧陰離子開環(huán)的方法,制備了以β-環(huán)糊精為核的超支化聚縮水甘油醚(β-CD-g-HPG)。利用偶氮苯與環(huán)糊精的主客體識別特性,通過在將兩者溶于共溶劑DMF中,緩慢滴加水,得到HBPO-star-PEO-Azo/β-CD-g-HPG兩親性超支化 Megamer聚合物。進一步通過透析將DMF完全除去,可以最終得到兩親性超支化Megamer聚合物組裝體。我們通過TEM,SEM和DLS對組裝體的形貌進行了表征,并利用紫外光