单氮杂冠醚的合成及性质研究(Ⅱ)──两亲分子的合成及在水溶液中的自组织行为

以酰氯或酸酐与N-(3′-氨苯基)氮杂冠醚反应合成了一系列含长脂链基团的单氮杂冠醚两亲分子。电镜观测结果表明:系列两亲分子在稀溶液中均能自组织稳定的以双分子膜为基本结构的囊泡,其大小为30～150nm,泡壁厚度为5～25nm;并用UV-Vis和微量差示扫描量热研究了双分子膜中分子的聚集态和相变过程。     

高分子微泡的研究——Ⅰ.二烯丙基二(十二烷基)季铵盐的合成与聚合

本文合成了二烯丙基二(十二烷基)溴化铵(DADD),用超声波分散其水溶液而形成微泡。用γ射线、偶氮二异丁睛(AIBN)、过硫酸铵(APS)引发使微泡发生聚合,井对所得的微泡进行表征。实验结果证明:用γ射线引发能使微泡双分子膜发生全部聚合、而用AIBN,APS引发则只能发生部分聚合,聚合后,微泡的形状(态),渗透性行为、相转变温度等都未发生变化,但其稳定性却提高了,用断裂电镜证实了本文所合成的微泡是单室的双分子膜微泡。     

合成双分子膜多元体系的激发态能量转移

发现在４－（４－癸氧基联苯－４－氧基三甲基）溴化铵双分子膜体系内，从联苯给体通过结合在膜表面上的达旦黄传递到罗丹明Ｂ受体的三元激发态的能量转移效率较高．探讨了囊泡在此能量转移过程中的特殊功能作用和能量转移的机制．同时还观察到了在此体系内通过静电相互作用，组织在囊泡表面上的达旦黄、荧光黄、罗丹明Ｂ和四苯基卟啉间的多元能量转移，这种能量转移可改善光的输出，扩展光波的覆盖范围．     

含Schiff碱基囊泡双分子膜的聚集结构与相变

研究表面活性剂分子在水溶液中的聚集行为对模拟生物膜功能和研究分子间相互作用具有重要意义"'．用于形成囊泡双分子层的表面活性剂主要是类似天然磷脂的双烷基链两亲分子,单烷基链两亲分子在引人刚性基团时亦可形成双分子膜k'．含SChiff碱基两亲分子在水溶液中的聚集性质及间、尾链长度对SChiff碱基构象的影响已有报道"'．本文报道了这类分子的另一种重要成膜性质,即改变制备条件,可选择性地得到不同聚集结构和相变温度的双分子膜·实验中所用成膜分子为：CH。（CH。）。;OPh-N-CH－PhO（CH;）n;N"（CH。）。Br－（m-4;n-…     

单氮杂冠醚的合成及性质研究（Ⅱ）：两亲分子的合成及在水…

以酰氯或酸酐与Ｎ－（３＇－氨苯基）氮杂冠醚反应合成了一系列含长脂链基团的单氮杂冠醚两亲分子，电镜观测结果表明：系列两亲分子在稀溶液中均能自组织稳定的以双分子膜为基本结构的囊光，其大小为３０－１５０ｎｍ，泡壁厚度为５－２５ｎｍ，并用ＵＶ－Ｖｉｓ和微量得差示扫描量热研究了双分子膜中分子的聚集态和相变过程。     

合成双分子膜的研究 Ⅰ.单链1,5取代萘刚性生色基的双亲化合物的合成及其在稀溶液中的自组织规律

本文首次报道了系列单链、1,5取代萘刚性生色基团的两亲化合物C_nNaph(1,5)C_6N~+(n=16,12,10,8,6和4)的合成.用电镜、~1H NMR和DSC分别观察了该系列化合物在稀溶液中的聚集形态、聚集体内分子运动和物相变化.结果表明:当n≥8时,该系列双亲化合物在稀溶液中自组织成双层结构的囊泡,泡壁为双分子膜.n=6时,囊泡形状不完整.n=4时,聚集体无确定形态.     

合成双分子膜的研究I. 单链1, 5取代萘刚性生色基的双亲化合物的合成及其在稀溶液中的自组织规律

本文首次报道了系列单链、1, 5取代萘刚性生色基团的两亲化合物C~nNaph(1,5)C~6N^+(n=16, 12, 10, 8, 6和4)的合成。用电镜、1^H NMR和DSC分别观察了该系列化合物在稀溶液中的聚集形态、聚集体内分子运动和物相变化。结果表明: 当n≥8时, 该系列双亲化合物在稀溶液中自组织成双层结构的囊泡, 泡壁为双分子膜。n=6时, 囊泡形状不完整。n=4时, 聚集体无确定形态。     

合成双分子膜的研究I. 单链1, 5取代萘刚性生色基的双亲化合物的合成及其在稀溶液中的自组织规律

本文首次报道了系列单链、1, 5取代萘刚性生色基团的两亲化合物C~nNaph(1,5)C~6N^+(n=16, 12, 10, 8, 6和4)的合成。用电镜、1^H NMR和DSC分别观察了该系列化合物在稀溶液中的聚集形态、聚集体内分子运动和物相变化。结果表明: 当n≥8时, 该系列双亲化合物在稀溶液中自组织成双层结构的囊泡, 泡壁为双分子膜。n=6时, 囊泡形状不完整。n=4时, 聚集体无确定形态。     

正负离子表面活性剂在短链脂肪醇/水中沉淀-囊泡转化和双水相的形成

首次报道在短链脂肪醇/水溶剂中十二烷基硫酸钠和辛基三甲基溴化铵混合体系由沉淀转化为囊泡，并出现表面活性剂双水相的新现象，以期探索正负离子表面活性剂混合体系研究的新途径。     

磁性非对称双链长表面活性剂囊泡凝胶

合成了一系列含磁性反离子的非对称双疏水链长的阳离子表面活性剂,其中三氯一溴铁合十六烷基戊基二甲基铵(C_(16)C_5DMA~+[FeCl_3Br]-~)与偶氮羧酸钠盐(AzoNa_4)在酸性条件水溶液中形成磁性囊泡凝胶。运用cryo-透射电镜(TEM)、冷冻蚀刻TEM(FF-TEM)、流变仪、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和超导量子干涉(SQUID)等表征技术对囊泡凝胶进行了结构和性质研究,结果发现:凝胶含有曲率多变的融合性的双层囊泡,这些双分子层结构模构了自然界中各种物象的结构轮廓,展现了不可预测的多变曲率和良好柔性。聚集体双分子层膜内由长短不对称烷基链采取交错相扣的双分子层排列模式,这种构建模式结构稳定,短烷基链可游离出囊泡双分子层并伸向外部水相介质。两个相邻囊泡间的短链在疏水相互作用下形成非共价的囊泡"补丁",疏水的囊泡"补丁"克服相邻囊泡之间的斥力而融合。磁性反离子[FeCl_3Br]~-不仅赋予囊泡磁性,且在囊泡的形成过程中调控烷基链的组装。这种多形态融合性囊泡为揭示膜曲率的调节机制和构建人工细胞提供实验数据和理论参考。     

二氮杂芴酮Schiff碱两亲配体分子的自组织特性

本文研究了四种合成的二氮杂芴酮Schiff碱两亲配体分子C~1~1N~2H~6NC~nH~2~n~+~1(n=18,16,14,12)所形成的单分子膜,双分子膜的特性,并用透射电镜,紫外- 可见光谱及微量差示扫描量热观察了在所形成的囊泡中分子的聚集形式与相变过程.结果表明,该系列两亲配体分子所形成的单分子膜和双分子膜具有良好的稳定性,在稀溶液中能自组织成双层结构的囊泡     

含Gemini表面活性剂结构单元的新型两亲聚电解质的合成及聚集行为

分别将Gemini型单体1,3-双(二甲基十四烷基溴化铵)-2-丙烯酰氧基丙烷(14G)或1,3-双(二甲基十六烷基溴化铵)-2-丙烯酰氧基丙烷(16G)与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC, D)共聚合反应, 合成了新型含Gemini表面活性剂结构单元的两亲性阳离子聚电解质(D14G和D16G). 采用稳态荧光、电导、动态光散射及透射电镜等手段研究了这些聚电解质在水溶液中的聚集行为. 结果表明, 临界聚集浓度(CAC)随着Gemini型表面活性剂单元含量的增加而减小, 同时随着Gemini型表面活性剂单元中疏水碳链长度的增加而降低. 这些聚电解质在水溶液中同时存在分子内和分子间两种类型的聚集体, 而且碳链越长, 形成分子内聚集体的倾向越强. 随着Gemini表面活性剂单元含量的增加, D14G溶液中聚集体的流体动力学半径(Rh)也有所增大, 而D16G溶液中的聚集体的流体动力学半径(Rh) 却略有减小.     

胆固醇对卵磷脂囊泡稳定性的影响

采用透射电子显微镜研究了Gemini表面活性剂诱导卵磷脂囊泡结构改变的机理, 用Langmuir膜天平研究卵磷脂和胆固醇的不溶单分子混合膜在气-液界面的行为和混合膜分子间的相互作用, 并结合动态光散射技术和停留法探讨胆固醇对Gemini表面活性剂诱导卵磷脂囊泡结构改变的影响. 从电镜结果可以推测带正电荷的Gemini表面活性剂分子会嵌入到带负电荷的卵磷脂囊泡双分子层的外层, 囊泡的双分子层之间的相互吸引力使双分子层的厚度减少, 由于嵌入的表面活性剂分子在囊泡的双分子层中分布是不均匀的, 这种分布的不均匀性必然会导致双分子层厚度的不均匀, 从而使囊泡破裂. 混合膜的过剩面积和动力学结果表明, 胆固醇和卵磷脂是相互吸引的, 即胆固醇的加入使卵磷脂囊泡更不容易被表面活性剂破坏.     

聚砜基质中Gemini分子原位引发聚合构筑有序排列阳离子活性位导电通道

将Gemini型可聚合阳离子表面活性剂单体[顺丁烯二酸二乙酯撑基双(辛烷基)二甲基氯/溴化铵(G8-2-8)、顺丁烯二酸二乙酯撑基双(十二烷基二甲基氯/溴化铵)(G12-2-12)、顺丁烯二酸二乙酯撑基双(十六烷基二甲基氯/溴化铵)(G16-2-16)]引入聚砜(PSF)聚合物的氯仿铸膜液中,以过硫酸钾(KPS)作为引发剂,原位引发Gemini分子聚合,制得具有有序排列阳离子活性位导电通道的Gemini/聚砜阴离子交换膜,并对其进行结构表征和性能测试.结果表明,随着Gemini引入量的增加,含水率、溶胀度、离子交换量及电导率等均呈上升趋势.随着Gemini结构中疏水碳链的增长,含水率、溶胀度、离子交换量、电导率及断裂伸长率等降低,膜材料的拉伸强度随之增加.当Gemini引入质量分数为20%、疏水碳链的碳数为8时,含水率为12.35%,溶胀度仅为10.13%,离子交换量为0.61 mmol/g,80℃时的电导率为3.776 m S/cm.在80℃及6 mol/L KOH碱性环境下考察了G8-2-8-PSF系列膜的耐碱稳定性,结果表明,膜在碱中浸泡240 h后,电导率下降幅度最高仅为2.0%,表现出较好的耐碱稳定性能.     

全合成双分子膜分子激发态能量转移的研究

研究了全合成双分子膜内的分子激发态能量转移行为,给体为囊泡双亲分子上的联苯生色基,受体是通过静电相互作用结合在囊泡表面上的荧光黄阴离子.荧光黄猝灭联苯的荧光强度符合Sern-Volmer猝灭定律.探讨了囊泡在能量转移过程中的组织作用、转移效率与机制.通过研究由静电作用结合在囊泡表面上的荧光黄给体和四苯基卟啉受体间的能量转移,改善了光的输出,扩展了光波的覆盖范围.全合成双分子膜是能量转移的有效介质和良好的膜模拟剂.     

吐温表面活性剂囊泡对姜黄素的包载作用

本文研究了烷基链不饱和度对吐温表面活性剂囊泡包载姜黄素的影响。相比吐温-80囊泡,吐温-60囊泡的包载使姜黄素表现出更大的紫外吸收和荧光发射强度、缔合常数和DPPH自由基清除能力。核磁共振氢谱结果表明姜黄素缔合于吐温-60囊泡双分子层中的亲水头基附近,而且姜黄素的酚羟基与吐温-60的酯基产生氢键作用。在吐温-80囊泡中,双键会使吐温-80烷基链产生弯曲或折叠,导致双分子层排列更加松散、极性更高。因此,姜黄素除了与吐温-80的酯基产生氢键作用外,还能与吐温-80烷基链尾部和中部的亚甲基发生作用。     

疏水相互作用引起Gemini表面活性剂柔性联接链的弯曲

为了理解gemini表面活性剂柔性烷基联接链在自组织过程中的特殊作用,我们合成了三种gemini表面活性剂烷基-a,w-二（二-十二烷基甲基溴化铵）（记为2C12-s-2C12×2Br (s=3, 6, 8)）。2C12-s-2C12×2Br在水表面构成铺展膜后,由于每个分子带有4根烷烃链,它们形成了稠密的烷烃尾链层。增强的烷烃尾链与联接链间的疏水相互作用促使联接链弯曲朝向空气一端,可发生弯曲的联接链长度要小于吸附在水溶液表面上的gemini表面活性剂C12-s-C12×2Br,后者每个分子只有2根烷烃链。由此可见,增强的烷烃尾链与联接链间的疏水相互作用可以有效地促进联接链的弯曲。     

4-(5-癸氧基-1-萘氧基)丁基三甲基溴化铵的自组织作用

生物膜的基质是脂类双分子膜。脂类分子,特别是磷脂,在稀溶液中自组织成的双分子膜,是构成生物膜的基本骨架结构。就分子结构而言,磷脂是具有两个烷基链的双亲性分子,而普通表面活性剂则是只有单烷基链的双亲性分     

一种新的具有给体-受体结构的有机分子的合成及LB膜研究

本工作合成了一种新的具有给体-受体结构的长碳链有机分子, 2, 3-二(十六烷硫基)-5-(4'-硝基苯亚甲基)-1, 4-二硫代-2-环戊烯, 对其单分子膜的成膜性能进行了研究。在适宜条件下制备了单层及多层LB膜。通过电子衍射、X射线衍射、紫外-可见吸收光谱等手段对LB膜的结构进行了表征。实验结果表明, 这种化合物的成膜性能很好。单分子层膜的二次谐波测试表明该发色团分子具有较好的二阶非线性光学性。     

一类含多磺酸结构侧链型聚芳醚酮质子交换膜材料的合成及性能研究

为进一步改善芳香型磺化聚合物质子交换膜材料的离子传导率、尺寸稳定性和耐化学氧化稳定性,从聚合物结构设计出发,首先利用9,9-双(3-苯基-4-羟基)苯基芴与4,4′-(六氟异亚丙基)二苯酚、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯经芳香亲核缩聚合成了一系列含芴和苯侧基结构新型聚芳醚酮聚合物(4-PAEK-xx),进一步通过温和的后磺化反应,制备了一系列含多磺酸结构侧链型聚芳醚酮质子交换膜(4-SPAEK-xx).对所制备的侧链型聚芳醚酮质子交换膜的结构和性能分别进行了表征分析.结果表明,该类质子交换膜具有适中的吸水率和较低的溶胀率,80°C时的吸水率和溶胀率分别在21%~51.2%和7.4%~17.2%.该类聚芳醚酮质子交换膜展现出了良好的离子传导性,80°C时的离子传导率在115~171 mS/cm,其中4-PAEK-45膜(离子交换容量为2.12 mequiv/g)的离子传导率已经超过了商品化的Nafion膜.此外,所制备的侧链型聚芳醚酮质子交换膜还表现出了良好的热稳定性、力学性能和耐化学氧化性.磺化膜优良的综合性能主要归因于侧链多磺酸结构和长尺寸含氟疏水结构单元的同时引入,其中侧链多磺酸结构的引入降低了主链磺化结构单元的比例,同时使亲水性的磺酸基团与分子主链分隔开来;而长尺寸含氟疏水性结构单元的引入进一步提高了膜材料的尺寸稳定性和耐氧化稳定性.