基于环糊精主客体包合作用构筑的聚合物

在由超分子作用构筑聚合物的研究中,环糊精因能与多种客体分子形成超分子包合物而被广泛应用。本文根据超分子构筑单元的不同,综述了两类基于环糊精主客体包合作用的聚合物:(1)通过具有环糊精及客体基团的大分子间的包合构筑的非共价键嵌段聚合物,包括不同拓扑结构聚合物的制备及其功能化;(2)通过客体基团修饰环糊精的相互包合构筑的超分子聚合物,主要涉及高聚合度超分子聚合物的制备及其研究进展。     

基于环糊精的高度支化聚合物*

环糊精（CD）与高度支化聚合物都存在空腔结构,若将两者结合起来可构筑出含有两种不同疏水空腔且具有特异物理化学功能的高分子体系,并有望在分子包合与识别、药物控释、基因传输等领域得到新的应用。本文根据高度支化聚合物与环糊精结合方式的不同,从以环糊精为核的高度支化聚合物、外端悬挂环糊精的高度支化聚合物、高度支化聚合物的结构单元与环糊精包合、环糊精与客体分子包合后自组装成高度支化聚合物,以及用功能化的环糊精单体合成超支化聚合物等5个方面对其研究进展进行了总结和评述,并在此基础上展望了该类聚合物的研究方向和发展趋势。     

两亲性超支化聚砜胺对染料的可逆高装载

采用戊酰氯、壬酰氯和棕榈酰氯对超支化聚砜胺(HPSA)进行封端,合成了3种不同烷基末端的两亲性核壳型超支化聚砜胺,并将其用于小分子装载.发现它们对刚果红(CR)、甲基橙(MO)、虎红(RB)等水溶性染料具有很强的装载能力,且对同种染料的封装载荷随着末端亲油性烷基链的增长而增大.对于末端为棕榈酰基的HPSA-PC,平均每个大分子可以捕捉CR和MO分子的数目分别高达41.8和19.4个,远高于已报道的树枝状聚合物和超支化聚合物对这些染料的封装载荷.这主要是聚砜胺内核的高度亲水性及其与亲油性烷基外壳的极性差所致.与已报道的聚合物不同,两亲性超支化聚砜胺装载的染料用纯水洗涤可以释放出来.这种高装载性能和可逆性赋予超支化聚砜胺在药物释放、分子识别和分离以及纳米催化剂和纳米涂料等领域具有广阔的应用前景.     

含环糊精链节的拓扑高分子

星形、超支化、树枝状、刷状等具有支化拓扑结构的高分子通常具有不同于直链结构高分子的优异性能。将有客体包合功能的环糊精与其结合构筑环糊精拓扑高分子体系,有望在分子识别、基因传输、药控释放等领域得到应用。本文根据高分子拓扑形态的不同,从星形、超支化、树枝状以及其他拓扑形态环糊精聚合物的合成及自组装构筑等方面进行了总结和评述,并在此基础上展望了基于环糊精的拓扑高分子的研究方向和发展趋势。     

两亲性超支化聚合物的研究进展

两亲性超支化聚合物作为一种新型功能性材料.近年来引起了人们的广泛关注.两亲性超支化聚合物的合成丰要是利用不同亲水性的链段对超支化聚合物端基进行改性,或者首先在超支化聚合物末端产生活性位点,再利用超支化分f作为大分子引发剂引发烯类单体进行斤环聚合、原子转移自由基聚合等得到以超支化聚合物为核的两亲性超支化共聚物;这些分子由...     

环糊精-聚合物超分子材料的研究进展

环糊精是由若干D-吡喃葡萄糖单元环状排列而成的圆锥状筒形分子,具有中空内孔结构.研究表明:当长链高分子的分子尺寸与环糊精内径相匹配时,高分子可作为客体分子串入环糊精的中空内孔中自聚集成为一种独特的超分子包结物.本文从环糊精的结构性质、环糊精-聚合物超分子的复合机理、客体聚合物的种类、以及复合物的应用领域四个方面全面综述了近年来有关环糊精和高聚物包结物的相关研究现状.并在最后展望了环糊精-聚合物超分子未来的发展方向.     

纤维素纤维接枝β-环糊精对苯二酚类分子的包络识别性能

用分光光度滴定法在不同温度、不同pH值条件下测定了纤维素纤维接枝β-环糊精与苯二酚类分子形成超分子包合物的表观热力学参数. 化学计量法表明, 纤维素纤维接枝β-环糊精上环糊精与客体苯二酚类分子形成了1∶1的超分子包合物. 从主-客体间包合物的表观热力学参数、尺寸关系、溶液pH值、包合时间等因素讨论了纤维上环糊精对客体苯二酚类分子的分子识别机制. 结果表明, 纤维素纤维接枝β-环糊精上环糊精对苯二酚类分子不同位置羟基具有分子选择性和识别能力.     

水溶性β-环糊精交联聚合物与分析试剂客体包结反应的研究

以环氧氯丙烷为交联剂, 合成了一种水溶性β-环糊精(β-CD)交联聚合物。与β-CD单体不同, 此种聚合物在与有机分子客体发生包结反应时, 聚合物中的β-CD单元具有协同作用。本文详细地研究了聚合物与一系列含有双客体的有机试剂的包结反应, 发现它在化合物的增溶以及分子吸收和荧光光谱的增强方面比β-CD单体具有更好的效果与功能。为超分子配合物在分析化学中的应用开拓了新的前景。     

β-环糊精及其衍生物对维生素分子的识别作用

以乙基紫(EV)为光谱探针,采用紫外-可见光谱法测定了两种维生素(V)与β-环糊精(β-CD)、羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)和磺丁醚-β-环糊精(SBE-β-CD)的包合特性.结果表明,多种弱相互作用力协同作用于环糊精的包合过程,主-客体间的尺寸匹配影响了包合物的稳定性.包合能力β-CDHP-β-CDSBE-β-CD.     

AB_2型β-环糊精功能单体及其水溶性超支化聚合物的合成与表征

为了得到结构确定的β-环糊精大单体并用于超支化聚合,通过对β-环糊精上6位伯羟基和2位仲羟基的多步功能化改性得到了同时含有Si—H和—CH CH2基团的AB2型β-环糊精大单体,并利用硅氢加成反应一步法合成了一种新型的水溶性超支化聚合物,其具有β-环糊精空腔和超支化空穴两种疏水单元,从而可构建出一种新颖的超分子体系.采用1H-NMR、13C-NMR、飞行时间质谱和元素分析对AB2单体及其聚合物的结构进行了表征.结果表明,单体和聚合物的结构与所设计的分子结构相符合.凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC/MALLS)联用仪测得该聚合物的数均分子量、分子量分布及特性黏数分别为36690、1.887和15.8mL/g.     

环糊精超分子水凝胶*

本文综述了近年来基于环糊精包合作用的超分子水凝胶的研究进展,主要包括：环糊精与线性、星型、接枝、超支化聚合物包合形成的多聚(准)轮烷自组装制备超分子物理凝胶及功能化多聚(准)轮烷经交联反应制备超分子化学凝胶;环糊精、环糊精二聚体及其水溶性聚合物与带疏水性侧基的聚合物经“锁-钥匙”包合作用形成超分子物理凝胶;及其在药物、基因释放载体与组织工程支架中的应用。着重介绍了剪切、温度、pH值、光等刺激-响应性超分子水凝胶的设计与制备。     

基于超支化聚合物的单分子胶束的研究进展

近年来,单分子胶束/粒子(Unimolecular micelle:UIM)引起了人们的极大兴趣,这是由于通过对核和壳的化学设计,粒子的溶解性、生物相容性、刺激响应性、与基质的相互作用等都可得到改进,粒子还可以包裹多种客体。相对于自组装法而言,超支化聚合物法在合成UIM方面具有某些独有的特征,主要表现在:(1)UIM的尺寸主要由超支化聚合物决定,从而具有相当的可预见性;(2)可以大规模、高浓度合成UIM;(3)对聚合物的亲水性没有要求,可以利用的聚合物非常广泛,核-壳结构更为丰富;(4)产品可以以任何形式存在。本文在简要比较以自组装法和超支化聚合物法合成UIM的基础上,主要介绍了以超支化聚合物(特别是超支化聚甘油醚(PG))为支架合成各种核-壳聚合物及其应用。以长链小分子或聚合物改性的PG可以用作纳米胶囊,也可以作为纳米模板来合成各种无机粒子,而后者显示出量子限制效应和模板效应。特别地,一种全亲水壳交联的、刺激响应的粒子的合成显示了超支化聚合物法在合成复杂UIM方面的优势。总之,超支化聚合物法提供了巨大的核-壳结构分子设计空间,为合成功能集成粒子提供了更多机会。     

环糊精超分子聚合物在药物/基因递送载体领域的研究进展

超分子聚合物通常以非共价键作为构筑驱动力,其结构具有动态可逆的特点,在新型响应性聚合物材料中具有突出优势。环糊精可通过主客体识别作用与客体分子如二茂铁、偶氮苯、金刚烷、苯环等形成包合,以此构筑的超分子组装体展现出丰富的自组装-解组装特性、刺激响应性、较低的细胞毒性和较好的生物相容性,有望在药物/基因载体领域得到应用。本文从环糊精超分子聚合物的生物医用出发,着重对近年来环糊精超分子聚合物载体在药物控制释放、基因转染以及药物/基因共递送三方面的研究进展进行了总结和评述,并在此基础上展望了环糊精超分子聚合物的研究方向和发展趋势。     

一个具有三明治结构的包合物: 8-羟基喹啉-β-环糊精包合物的晶体结构

合成了 8-羟基喹啉与β-环糊精的包合物, 通过X射线单晶衍射研究了它的晶体结构. 结果显示其不对称单元包含2个β-环糊精、1个8-羟基喹啉, 2个乙醇和30个水分子. 其中两个β-环糊精分子通过仲羟基间氢键以头对头的方式形成二聚体, 客体8-羟基喹啉被包合在此二聚体的中间区域, 分子平面与环糊精的大环平面平行, 形成了一个具有三明治夹心结构的包合物. 两个环糊精空腔各包合一个乙醇分子, 30个水分子分散在β-环糊精二聚体之间. 研究表明, β-环糊精二聚体的三明治区域是疏水的, 对于某些大小合适且具有平面构型的客体分子, 如8-羟基喹啉, 此三明治区域比β-环糊精空腔具有更强的包合能力, 这种新颖的包合方式是乙醇与8-羟基喹啉竞争包合的结果.     

基于主客体识别作用的光控智能超分子体系的研究进展

利用主客体识别作用赋予材料智能化是目前智能材料研究的一个新方向.通过光可以使客体分子发生可逆的结构改变,如偶氮苯可逆的光致顺反异构,结合环糊精主体分子和客体分子之间可逆形成包结物的能力,可以利用光来设计光控的智能超分子体系.基于上述环糊精和客体分子之间的光控制的主客体识别作用,本文从有机小分子、聚合物和表面三个方面综述了近年来基于主客体识别作用的光控智能超分子体系的研究工作,并对该领域的研究前景进行了展望.     

β-环糊精对芳香族氨基酸的包合作用研究

研究了β-环糊精与芳香族氨基酸的超分子包合作用,考察了β-环糊精用量、温度、pH值等因素对包合作用的影响.紫外光谱和荧光光谱测定结果表明,β-环糊精与氨基酸形成了包合物,并从主-客体间的尺寸关系、包合驱动力、分子识别等方面讨论了β-环糊精与氨基酸的分子识别机制.     

基于环糊精二聚体与紫精聚合物的包结作用制备超分子水凝胶

制备了对苯二甲酸连接的环糊精二聚体(α,α-CD Dimer)及紫精聚合物(VP), 利用α,α-CD Dimer与VP之间的主客体识别作用构筑了一种超分子水凝胶. ¹H NMR测定结果表明α,α-CD Dimer和VP的主客体相互作用是通过α-CD空腔和VP形成包结络合物进行的. 环糊精二聚体α,α-CD Dimer和聚合物VP凝胶体系的构筑受环糊精二聚体类型的影响, 同时该超分子水凝胶对有竞争作用的客体分子表现出响应性, 该超分子水凝胶在竞争性客体分子存在的条件下, 可发生小分子诱导的凝胶与溶胶转化行为. 此外, 该凝胶体系还具有良好的热稳定性.     

基于环糊精包结络合作用的大分子自组装*

本文综述了基于环糊精包结络合作用的大分子自组装的研究进展,包括：（1) 线型、梳型、多臂星型或超支化聚合物与环糊精或其二聚体自组装形成多聚轮烷（分子项链）、多聚准轮烷、双多聚（准）轮烷、分子管、双分子管、超分子凝胶及其应用;（2）桥联环糊精与桥联客体分子自组装制备线型或超支化超分子聚合物;（3）温度、pH值、光及客体分子刺激响应智能体系; （4) 通过亲水性的环糊精线型均聚物与含金刚烷的疏水性聚合物之间的包结络合作用来制备高分子胶束及其空心球等。     

基于超支化聚合物制备单分子纳米胶囊及对其包裹客体能力的研究

采用十六酰氯将商品超支化聚甘油醇部分酯化,再将残留的羟基转化为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基,得到了两亲性超支化聚合物。通过1H NMR求得羟基的酯化度和所得两亲性超支化聚合物的数均分子量。此聚合物作为反相胶束型的单分子纳米胶囊,可用来包裹亲水性染料。用紫外光谱评价了纳米胶囊对染料的包裹能力。结果表明,与不含功能基的单分子纳米胶囊相比,带有少量丙烯酸酯基的纳米胶囊可以包裹更多的亲水性染料,且含丙烯酸酯基比含甲基丙烯酸酯基的纳米胶囊包裹效果更明显。     

“线性-超支化”超分子聚合物的制备及光响应性自组装行为研究

报道了一种"线性-超支化"超分子聚合物的制备、自组装及其光响应性解组装过程.分别通过可控阴离子开环聚合(ROMBP)和原子转移自由基聚合(ATRP)的方法,制备了以β-环糊精为中心的超支化聚缩水甘油醚(CD-g-HPG)和一端带有偶氮苯基团的线性聚苯乙烯(AZO-PS).两者通过β-环糊精和偶氮苯基团之间的主客体识别作用形成"线性-超支化"超分子聚合物PS-b-HPG.该聚合物可以在水中自组装形成囊泡结构.通过紫外滴定法表征了CD-g-HPG和AZO-PS之间的主客体复合能力,通过SEM和TEM表征了组装体的形貌.最后基于偶氮苯在紫外光照射下发生顺反异构化的性质,用紫外光照射组装体成功实现了组装体的解组装.