超支化聚(β-环糊精)的合成与表征

通过硅氢加成反应, 以ABx型功能化β-环糊精大单体为原料, 采用一步法合成出新型超支化聚(β-环糊精)高分子. ABx大单体由单取代对甲苯磺酰化β-CD依次与烯丙基胺、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(含氢双封头)及丙烯酰氯反应得到. 采用1H NMR, 13C NMR, 29Si NMR和飞行时间质谱对ABx大单体及其聚合物的结构进行了表征. 利用凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC/MALLS)联用仪得到了超支化聚(β-环糊精)的分子量、分子量分布及本体黏度.     

溶胶-凝胶法制备四种环糊精衍生物毛细管气相色谱柱

采用溶胶-凝胶法制备了七(2,3,6-三-O-乙基)-β-环糊精(全乙基-β-CD)、七(2,3,6-三-O-丙基)-β-环糊精(全丙基-β-CD)、七(2,3,6-三-O-辛基)-β-环糊精(全辛基-β-CD)和2,6-二-O-苄基-β-CD 4种环糊精衍生物毛细管气相色谱柱。在制备方法上,仿照一般动态法,大大简化了制备过程,缩短了制备时间。所得色谱柱的理论塔板数在3000/m左右,能够很好地分离苯衍生物的位置异构体,尤其对难分离的二甲苯、甲酚等取得了理想效果(α＞1),其中溶胶-凝胶法制备的全烷基(乙基、丙基、辛基)化环糊精衍生物柱的分离能力优于2,6位苄基衍生化的环糊精柱。 同一根柱不同次进样和不同柱之间表现出良好的重复性,保留时间的相对标准偏差小于8.5%;对使用大约40次后的溶胶-凝胶柱重新进行测试,柱效下降不明显,说明该类色谱柱的稳定性良好。     

聚谷氨酸基超分子水凝胶的制备和表征

以接枝胆固醇的聚谷氨酸-聚乙二醇-聚谷氨酸三嵌段聚合物和接枝β-环糊精的聚谷氨酸为前躯体,通过主客体作用制备聚谷氨酸基超分子水凝胶.通过调控前躯体的浓度、胆固醇和环糊精的摩尔比,得到不同力学性能的水凝胶;改变三嵌段聚合物中聚谷氨酸的分子量,调控聚谷氨酸基超分子水凝胶的力学强度、微观形貌、溶胀行为和降解性能.研究结果表明,当聚合物浓度为150 g/L、环糊精和胆固醇的摩尔比为1∶1时,水凝胶的储存模量最大;聚谷氨酸的分子量越大,水凝胶的储存模量越大;水凝胶平均孔径10~30μm,溶胀度16%~30%,降解时间为40~72 d.水凝胶细胞毒性实验结果表明超分子水凝胶具有良好的生物相容性.     

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.     

快速响应的温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备及表征

以不同浓度的β-环糊精水溶液为反应介质制备了一系列快速响应的温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。利用SEM观察其表面形态,并测定了不同温度下达到平衡时水凝胶的溶胀比,研究了水凝胶的去溶胀动力学。结果表明,与传统水凝胶相比,该水凝胶的溶胀性能略有提高,并且对温度的变化具有非常快的响应速率。以0·25(wt)%的β-环糊精水溶液中制备的水凝胶为例,该水凝胶仅1min内就失去约94%的水,而传统水凝胶在15min内仅失去66%左右的水。     

柠檬酸-β-环糊精/SiO_2-TiO_2开管柱的制备及评价

制备一种新型的环糊精衍生物有机-无机杂化材料固定相开管柱,通过毛细管电色谱-质谱(CEC-MS)对其进行评价。以正硅酸乙酯和钛酸丁酯为无机前驱体,柠檬酸-β-环糊精(CA-β-CD)为有机体,通过溶胶-凝胶法制备CA-β-CD/SiO2-TiO2有机-无机杂化毛细管电色谱开管柱,并对其制备条件进行优化。采用扫描电子显微镜和红外光谱对开管柱的形貌和杂化材料的结构进行表征。利用制备的杂化开管柱在CEC-MS上对酪氨酸和色氨酸对映体混合物进行定性分析评价。     

环糊精-壳聚糖/羧甲基纤维素水凝胶的制备及其缓释性能研究

首先通过壳聚糖(CS)、柠檬酸(CA)和环糊精(β-CD)制备了环糊精接枝壳聚糖载体(CS-CA-β-CD);然后将CS-CA-β-CD与羧甲基纤维素(CMC)共混制备了环糊精-壳聚糖/羧甲基纤维素水凝胶(CS-CA-β-CD/CMC),利用红外光谱(FTIR)、Zeta电位和透射电镜(TEM)对其结构进行表征;最后将其负载扑热息痛(Pa)进行释放性能研究,研究结果表明:这种药物载体对扑热息痛的载药量为76%、包封率为38%;对比环糊精接枝壳聚糖载体负载扑热息痛(CS-CA-β-CD/Pa),CS-CA-β-CD/CMC负载扑热息痛后的药物(CS-CA-β-CD/CMC/Pa)具有更好的缓慢释放性能。因此,CS-CA-β-CD/CMC/Pa药物在风湿性关节炎疼痛缓解治疗中具有一定的应用前景。     

酸敏感型嵌段共聚物mPEG-acetal-PIB的合成、表征及用于构筑水凝胶敷料

利用点击化学(“Click”)反应, 成功制备了一种通过酸敏感缩醛基团键合的两亲性嵌段共聚物, 聚乙二醇单甲醚-acetal-聚异丁烯(简写为mPEG-acetal-PIB). 通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物的结构、分子量及分子量分布进行表征. 利用芘荧光探针法、动态激光光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM), 研究共聚物在水溶液中组装的临界聚集浓度(CAC), 胶束的粒径大小、分布以及形貌. 利用DLS跟踪测试聚合物胶束在酸性条件下的粒径变化, 验证mPEG-acetal-PIB的酸敏感性质. 随后, 在体系中引入α-环糊精(α-CD), 诱导形成超分子水凝胶. 利用X射线衍射(XRD)分析PEG与α-CD的包结络合作用, 流变仪测试水凝胶的凝胶化时间和黏弹性. 通过体外细胞毒性试验(MTT法)证明嵌段共聚物mPEG-acetal-PIB及水凝胶均具有良好的生物相容性. 这种水凝胶能够保持创面湿润, 具有温和的冷却作用, 并且由于其带有酸敏感基团, 能够在偏酸性环境降解, 减少炎症发生率, 在水凝胶创伤敷料中具有潜在的应用.     

环糊精/氨基粘土超分子水凝胶的构筑及其I_3~-/I_2吸附性能

氨基粘土(Aminoclay,AC)是一种具有片层结构的硅酸盐材料,由于其在水中具有高分散性的特点,因此被广泛应用于构筑智能杂化水凝胶.利用静电相互作用,将带负电的7-[6-脱氧-6-(2-乙磺酸)]-β-环糊精(磺化环糊精, SCD)与氨基粘土非共价结合,构筑了一种新型的杂化水凝胶,并利用X射线衍射(XRD)、扫描式电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、Zeta电势、流变测试等对所构筑的凝胶进行了结构表征.进而发现SCD-AC凝胶在水相中展现出对I_3~-离子的高效吸附特性,并且在有机相中能够吸附I_2分子.     

β-环糊精/环氧氯丙烷水凝胶中水的存在状态及其溶胀特性

研究了β-环糊精／环氧氯丙烷水凝胶的合成工艺条件,发现该水凝胶透明性好,其干胶具有溶胀速度快的且在－40－200℃范围内不存在玻璃化转变,用DSC对β-环糊精／环氧氯丙烷水凝胶的溶胀过程及水在聚合物网络中的存在状态进行了研究,结果表明,该聚合物在溶胀过程中水首先分布于β-环糊精的外围亲水空间依次形成非冻结结结合水,可阈结结合水及游离水、其后水分布于β-环糊精内腔空间,当达到溶胀平均后,β-环糊精的内外空间都分布有水。     

β-环糊精交联聚丙烯酸水凝胶的合成及其药物控制释放研究

采用1,3-二环己基碳化二亚胺(DCC)为缩合剂,通过β环糊精与丙烯酸的酯化反应合成了不同取代度的丙烯酸β环糊精酯(βCD6A),以此为单体与丙烯酸通过氧化还原自由基引发聚合,合成出了不同交联密度和不同环糊精含量的新型水凝胶(AAβCD6A).溶胀实验表明,该类水凝胶均具有pH敏感性,溶胀动力学实验进一步对其机理进行了探讨.选择苯丁酸氮芥(CHL)作为模型药物,考察了不同pH下AAβCD6A水凝胶对药物释放行为的影响.结果表明,pH=6.8时药物释放率均大于pH=2.0时药物释放率,环糊精的存在表现出促释作用.     

温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚氨酯-β-环糊精互穿网络水凝胶的溶胀特性

利用互穿网络（IPN）技术，以温敏性聚（N－异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm)、聚氨酯（PUE）以及具有分子包合效应的β－环糊精（β－CD）为原料，采用分步法和同步法制备了新型互穿网络水凝胶。通过对水凝胶溶胀行为的考察，可知水凝胶具有同PNIPAm相似的在低临界溶解温度（LCST）处的相转变行为，且PUE／PNIPAm的组成比，线型PNIPAm分子量以及交联剂用量等因素对IPN水凝胶的溶胀特性与温敏特性有显著的影响。     

基于主客体作用的多重刺激响应型超分子水凝胶的制备及性能

利用单-6-脱氧-6-氨基-β-环糊精(β-CDNH2)与双二茂铁亚甲基丁二胺季铵盐(FBI)之间的主-客体作用制备了一种性能特异的超分子水凝胶, 该水凝胶具有显著的热可逆性和pH刺激响应性, (NH4)2Ce(NO3)6的引入导致凝胶液化, 体系的颜色也由淡黄色转变为墨绿色. 扫描电镜结果表明, 在凝胶中胶凝剂β-CDNH2和FBI结合组成以带状纤维为特征的三维网络结构. 1H NMR, FTIR, XRD以及循环伏安等表征结果表明, FBI与β-CDNH2间的主客体包结作用和β-CDNH2分子间的氢键作用是凝胶形成并能稳定存在的主要原因.     

基于聚β-环糊精模板效应的可拉伸功能性超分子水凝胶

以β-环糊精与环氧氯丙烷的线形共聚物为大分子主体,以亲水性短链修饰的含可聚合双键的二茂铁单体为客体分子,利用二者间的主-客体包结络合作用,制备了一种新型的"大分子超分子交联剂".进而借助聚β-环糊精的大分子超分子模版效应,通过简单自由基共聚合反应,实现了基于β-环糊精与二茂铁客体分子间包结络合作用的可超长拉伸、抗刺、黏附性超分子水凝胶的制备.     

κ-型卡拉胶/聚乙烯吡咯烷酮共混水凝胶的辐射制备及性质研究

采用辐射技术制备了κ-型卡拉胶 ( KC) /聚乙烯基吡咯烷酮 ( PVP)共混水凝胶 ,研究了共混凝胶内 KC含量、PVP的分子量和辐照剂量等对 KC/ PVP共混水凝胶性质的影响 .实验发现 ,KC与高分子量的 PVP( k-90 )共混后在一定剂量范围内辐照可得到高强度、高溶胀行为的 KC/ PVP共混水凝胶 ,随着共混凝胶内KC含量的增加 ,凝胶强度及溶胀性能均显著提高 .分析表明 ,KC与高分子量的 PVP共混后 ,在较低剂量下 KC的降解被抑制 ,从而获得一种由物理交联的 KC和化学交联的 PVP形成的互穿网络 ( IPN)凝胶 .     

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。     

溶胶-凝胶法制备疏水型超低折射率膜层材料

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为共同前驱体,羟丙基-β-环糊精(HPCD)为致孔剂,水和乙醇为溶剂,氨水为催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了HPCD-Si O2溶胶.溶胶经过六甲基二硅氮烷(HMDS)改性后,制得疏水型超低折射率膜层,其最低折射率可达1.05,静态水接触角从66.4°上升至128.7°.以羟丙基-β-环糊精为致孔剂制得的膜层孔径约为4 nm,因而膜层不会因为孔径接近光波长的1/4而引起散射.与传统的致孔剂泊洛沙姆(F127)等相比,羟丙基-β-环糊精具有致孔效率高及折射率更低等优点,在模板剂领域具有广泛的应用前景.     

k-型卡拉胶/聚乙烯吡咯烷酮共混水凝胶的辐射制备及性质研究

采用辐射技术制备了κ-型卡拉胶(KC)/聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)共混水凝胶,研究了共混凝胶内KC含量、PVP的分子量和辐照剂量等对KC/PVP共混水凝胶性质的影响.实验发现,KC与高分子量的PVP(k-90)共混后在一定剂量范围内辐照可得到高强度、高溶胀行为的KC/PVP共混水凝胶,随着共混凝胶内KC含量的增加,凝胶强度及溶胀性能均显著提高.分析表明,KC与高分子量的PVP共混后,在较低剂量下KC的降解被抑制,从而获得一种由物理交联的KC和化学交联的PVP形成的互穿网络(IPN)凝胶.     

基于β-环糊精的有机小分子凝胶

环糊精是直链淀粉在环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的含有7个D-吡喃葡萄糖单元的环状低聚糖,具有斜截锥形空间立体结构,腔内疏水,腔外亲水。β-环糊精以其低廉的价格、良好的水溶性和生物相容性,在超分子化学领域得到广泛的应用。β-环糊精可用于凝胶的构筑,通常的方法是将β-环糊精接枝到高分子链上,再以得到的高分子链为凝胶因子构筑高分子凝胶。虽然基于β-环糊精的高分子凝胶得到了广泛的关注和研究,但是,直接以β-环糊精为凝胶因子构筑的有机小分子凝胶却鲜有报道。2010年,本课题组首次报道了一种基于β-环糊精和二苯胺的热致有机凝胶。此后,本课题组在β-环糊精有机小分子凝胶领域做了大量的研究工作。本文在实验室研究工作的基础上,首先介绍了β-环糊精有机小分子凝胶的分类和不同因素对凝胶形成的影响,然后深入探讨了β-环糊精有机小分子凝胶的形成机理,系统介绍了β-环糊精有机小分子凝胶的刺激响应性以及在药物载运领域的应用,最后,对β-环糊精有机小分子凝胶的发展前景进行了展望。     

β-环糊精/硅基杂化手性固定相的制备及其手性拆分性能

发展了一种制备β-环糊精/硅基杂化手性固定相的简单方法。首先合成了β-环糊精硅基衍生物,然后在碱性条件下通过硅烷化试剂和β-环糊精硅基衍生物之间的聚合反应,制备了β-环糊精衍生物共价负载于孔道表面的球形β-环糊精/硅基杂化材料,去除模板剂,即可得到直接用于高效液相色谱填料的β-环糊精/硅基杂化手性固定相。制备的杂化固定相材料具有球形规则、单分散性好、比表面积高、机械性能好、化学稳定性高和制备过程简单等特点,结合了β-环糊精的手性识别功能与有机-无机杂化材料的优异性能。在反相色谱条件下的手性拆分结果表明杂化手性固定相具有较高的手性识别能力。本文所发展的方法为新型手性固定相的制备提供了一种新的思路。