蛋白质-聚合物缀合物化学及其生物材料应用进展

蛋白质-聚合物缀合物是通过非共价作用或共价键对蛋白质进行修饰得到的,可以有效调控蛋白质的稳定性和功能性。由于聚合物结构的可设计性和蛋白质功能的多样性,蛋白质-聚合物缀合物在生物材料方面有着广泛的应用前景。本文主要总结了蛋白质-聚合物缀合物的制备方法,并基于近年来国内外的相关文献综述了其研究新进展。     

新型甾体缀合物的设计合成及活性研究*

甾体化合物是一类生物体中广泛存在并起重要功能的生物分子。其特殊结构使这类化合物具有亲脂性,膜亲合性以及与低密度脂蛋白的特异性结合等性能。利用这些特性设计合成各种药物分子的甾体缀合物,可增加药物分子的脂溶性,提高跨膜渗透能力,在特定组织中的分布以及甾体缀合物自身具有独特的生物活性,对探索新型生物活性分子具有重要意义。本文介绍了近年来在设计合成新型甾体缀合物领域的研究进展,包括甾体药物缀合物、含磷甾体缀合物、作为离子通道和分子载体的缀合物及甾体二聚缀合物等。     

功能性含糖聚合物的研究

含糖聚合物具有良好的亲水性和生物相容性,糖单元的特异识别性又赋予了聚合物先进的生物功能性,因此近年来成为高分子科学及材料科学研究的热点。可控自由基聚合技术、"点击"化学的深入发展为合成各种结构及功能性的含糖聚合物提供了有效的途径。本文主要介绍了RAFT聚合技术、可控自由基聚合技术结合"点击"化学在合成功能性含糖聚合物方面的相关研究工作,以及我们课题组在合成刺激响应性含糖嵌段共聚物、含糖聚合物-多肽生物缀合物方面的研究。     

含醛基可降解嵌段共聚物的合成及其生物缀合

以PEO-DDMAT为大分子RAFT试剂、BPO为引发剂,调控含醛基单体4-乙烯基苯甲醛(VBA)与不饱和环缩醛单体5,6-苯基-2-亚甲基-1,3-二氧七环(BMDO)的RAFT共聚合,获得一种新型含醛基、可降解的两亲性嵌段共聚物PEO-b-poly (VBA-co-BMDO),并对不同单体投料比下的共聚行为进行了研究.由于聚合物主链含有酯基,可以在水中碱性条件下进行降解.细胞毒性分析表明其具有良好生物相容性.该嵌段聚合物还可以通过醛基-氨氧基“点击”反应和模型生物分子氨氧基胆固醇(H2NO-Chol)形成稳定的聚合物-生物分子缀合物,该缀合物能在水溶液中自组装成纳米胶束.结果表明PEO-b-poly (VBA-co-BMDO)可以作为聚合物载体缀合含氨氧基的药物分子,在生物医药方面有良好的应用前景.     

运用连接子化学合成特定结构功能聚合物

连接子化学已经成为聚合物合成的有效途径.本文介绍了作者课题组运用连接子化学合成多种特定结构功能聚合物的研究进展,主要包括运用缩合反应、开环反应、点击化学实现连接子反应,以及可逆的连接子的设计和构筑.最后展望了连接子化学在聚合物合成领域的发展方向.     

新型饱和脂肪酸胆酸缀合物的合成及抗胆结石活性研究

胆结石是常见多发病, 但临床缺乏有效的治疗药物. 饱和脂肪酸与胆酸的缀合物能有效预防胆固醇结晶、溶解体内胆固醇结石. 以胆酸或熊去氧胆酸24位羧基为连接位点, 以氨基酸为连接子, 通过酰胺键将载体与具有溶石活性的饱和脂肪酸偶联, 设计合成了一系列新型脂肪酸胆酸缀合物, 其结构经元素分析, IR, 1H NMR和MS光谱分析确证. 通过测定化合物对模型胆汁溶液胆固醇结晶及模型小鼠胆结石的溶解活性, 研究了其体内外溶石活性.     

L-酪氨酸印迹分子的制备及性能研究

利用分子印迹技术采用传统加热法制备出酪氨酸他子印迹聚合物。用红外光谱分析了聚合物结构。研究了印迹他子与功能单体的物质的量对聚合物结合性的影响,吸收效率表征结果显示,与化学组成相同的空白聚合物相比,印迹聚合物具有更高的吸附效率。     

基于硅材料的分子印迹聚合物的制备及应用*

分子印迹聚合物因制备简单、稳定性好、且具有分子识别功能使其在色谱分离、固相萃取、化学传感、模拟酶催化等方面有了广泛的应用。近年来,基于硅的分子印迹聚合物发展较为快速。本文主要介绍了以硅为母体材料和以硅为基质材料的分子印迹聚合物的制备及分子识别性质研究,并对其应用进行了分类,在此基础上对其将来的发展进行了展望。     

界面超分子聚合

超分子聚合物诞生于高分子化学与超分子化学的交叉融合,一般是指单体间通过非共价键作用连接形成的聚合物,并在溶液或体相中表现出类似聚合物的性质。目前超分子聚合物一般通过均相溶液聚合制备得到,但溶液中的超分子聚合是一个自发的组装过程,具有浓度依赖性,组装过程不易可控。为解决此问题,研究人员可以将超分子聚合从均相溶液转移到界面,在界面上可控地制备超分子聚合物。通过界面聚合制备超分子聚合物具有一些独特的优势,如可以制备得到分子量更高的超分子聚合物,易于制备一些缺陷少、面积大、有序的二维超分子聚合物等。本文基于在液-液、气-液和固-液三种界面上制备超分子聚合物的一些代表性工作,介绍了界面超分子聚合方法和应用,并展望其未来发展。     

功能配位聚合物研究进展

主要就配位聚合物在气体吸附、手性拆分和催化、分子磁体方面的研究进展进行了综述,指出配位聚合物作为潜在的新型功能材料近年来得到了科学家的普遍关注;列举了近年来这类配位聚合物的研究成果和开发进展,并对其发展前景作了展望.     

硫醇-烯/炔点击化学合成功能聚合物材料

点击化学具有反应条件温和、产率高、速率快、产物容易分离以及高度选择性等优点,成为国内外研究的热点之一。硫醇-烯/炔光化学反应作为新型高效的点击反应近年来备受关注,通过这种方法制备高性能及功能性聚合物材料也是新材料领域的前沿研究内容。本文综述了近年来硫醇-烯/炔点击化学在功能聚合物材料合成中的研究成果,详细介绍了硫醇-烯/炔点击化学的特点、优势及其反应机理,重点归纳了利用硫醇-烯/炔点击化学合成线型、超支化、交联等分子结构的功能聚合物材料的研究进展,并对由这种方法合成功能聚合物的单体特点、反应路线及产物应用进行了阐述,最后对硫醇-烯/炔点击化学的进一步应用前景做了展望。     

含硅功能化聚烯烃:合成及应用

聚烯烃功能化改性是获得高性价比新材料的有效途径。含硅功能化聚烯烃(SFPO)是聚烯烃分子结构中含有机硅功能基团或有机硅聚合物链段的一类功能化聚烯烃的统称。由于有机硅功能基团及有机硅聚合物特殊的理化性质,SFPO通常具有丰富反应性或优异性能,成为一类有代表性的功能化聚烯烃。SFPO可以作为反应性中间体,用于制备具有复杂拓扑结构的功能化聚烯烃(如星型聚合物、梳型聚合物、接枝共聚物)或聚烯烃共价键接枝改性纳米材料;SFPO还可作为功能性添加剂(如增容剂、加工助剂,表面改性剂),用于开发聚烯烃新材料。近年来,研究人员在含硅功能化聚烯烃研究领域取得了系列进展,本文旨在对相关工作进行系统总结,以期引起同行注意并促进相关研究深入发展。     

Nitroxides: applications in synthesis and in polymer chemistry

This Review describes the application of nitroxides to synthesis and polymer chemistry. The synthesis and physical properties of nitroxides are discussed first. The largest section focuses on their application as stoichiometric and catalytic oxidants in organic synthesis. The oxidation of alcohols and carbanions, as well as oxidative C-C bond-forming reactions are presented along with other typical oxidative transformations. A section is also dedicated to the extensive use of nitroxides as trapping reagents for C-centered radicals in radical chemistry. Alkoxyamines derived from nitroxides are shown to be highly useful precursors of C-centered radicals in synthesis and also in polymer chemistry. The last section discusses the basics of nitroxide-mediated radical polymerization (NMP) and also highlights new developments in the synthesis of complex polymer architectures.     

The emerging utility of ketenes in polymer chemistry

The continued evolution of functional materials that contribute to pressing societal challenges requires the development of powerful synthetic methodologies in polymer systems. Since their discovery by Staudinger in the early 20th century, the unique chemistry of ketenes have fascinated synthetic chemists and been the driver of revolutionary applications in photolithography, medicinal chemistry, and commodity materials. The versatile chemistry of ketenes, specifically their ability to act as an electrophile and/or undergo cycloaddition reactions, has recently been shown to provide a powerful platform for the design of next‐generation materials. This Highlight focuses on the history of ketenes in materials science and their recent renaissance in polymer chemistry, with specific focus being given to methodologies that provide reliable access to this important functional group in polymer systems. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2013 , 51, 3769–3782     

从诺贝尔奖看高分子百年*

从高分子学科确立到现在已经经历了整整一个世纪。围绕高分子领域的历次诺贝尔奖,重点回顾了“高分子”概念的确立、高分子合成化学、高分子理论、功能高分子等领域的里程碑事件,分析了高分子学科的未来发展趋势。     

Advance of click chemistry in anion exchange membranes for energy application

Click chemistry has attracted tremendous attention in polymer synthesis due to its high efficiency, considerable yield, and simple synthesis/work-up procedures. Among the various functional polymer materials prepared by click chemistry, anion exchange membrane (AEM) is a kind of polyelectrolyte which contains cations attached to the polymer skeleton. Click chemistry not only provides facile pathways for the preparation of AEMs but also generates diverse architectures of AEMs with robust performance. The commonly used click chemistry in AEMs consists of: (i) Diels-Alder reaction, (ii) thiol-ene, and (iii) Cu(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC). This review will focus on the advance of click chemistry in the preparation of AEMs, especially synthetic approaches for different AEMs and their corresponding application in energy-related fields, such as fuel cells, redox flow battery, electrodialysis, and so on.     

巯基-烯点击化学

点击化学自2001年由Sharpless提出后,由于其高效、可靠、高选择性的特点迅速成为药物和高分子材料合成的新方法。随着对点击化学研究的深入,其反应类型在不断增多,应用范围也在不断扩大。自由基或亲核试剂引发的巯基-烯反应作为其中一种新型的点击反应具有点击化学的所有特性。本文从点击化学的概念、特征和类型出发,重点介绍了巯基-烯反应的机理和在合成功能聚合物、制备拓扑结构高分子、表面修饰以及生物药物等方面的应用,并对巯基-烯反应的最新研究成果进行综述,最后展望了巯基-烯的点击化学的发展前景。     

超分子构筑调控合成结构规整的梯形聚合物及其应用研究

综述了"超分子构筑调控的逐步偶联/聚合法",该方法将高分子化学与超分子化学相结合,利用多种类型的超分子弱键协同作用首先构筑预期的梯形超分子结构,再经聚合得到共价键梯形高分子.利用该方法合成了一系列结构规整的氧桥基和有机桥基梯形聚硅氧烷以及碳基梯形聚酯,并利用侧基间π-π叠加作用实现了对聚合物立体构型控制.扼要介绍了梯形聚合物在先进材料方面的应用,例如梯形聚硅氧烷液晶光致取向膜;由梯形聚硅氧烷合成的管状聚硅氧烷在高室温储存期微电子环氧塑封料方面的应用;以及基于梯形聚硅氧烷的拟筛板聚合物在二阶非线性光学材料方面的应用等.     

Synthesis and Characterization of a Novel Polymer Electrolyte for Lithium-ion Battery

A novel polymer electrolyte with the formula of Li2B4O7-PVA for lithium-ion battery was synthesized and its ion conductivity and mechanical properties were also tested. It is found that the conductivity of the prepared polymer electrolytes is higher than that of LiClO4/PEO or LiClO4/EC-DMC by two or three orders in magnitude and a large delocalized bond formed in Li2B4O7-PVA lead to transportation of Li ion easier, this electrolyte possesses high thermo-stability and can be used under 200℃.     

绿色化学理念在高分子化学实验教学中的渗透

绿色化学是促进人类与自然和谐发展的化学,培养绿色化学意识是实现社会可持续发展的基本要求。高分子化学实验是高等院校高分子材料专业或材料化学高分子方向本科生开设的一门必修课,对学生进行绿色化学教育具有非常有利的条件。文章分析了在高分子化学实验课程中开展绿色化学教育的必要性与可行性;介绍了高分子化学实验教学中开展绿色化学教育的具体措施。通过绿色化学理念在高分子化学实验教学中渗透,在提高学生动手能力的同时,又增强了学生的绿色化学意识。