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.     

β-环糊精及其衍生物与TNS超分子包络物研究

环糊精(Cyclodextrin,简称CD)又名沙丁格糊精(Schardinger dextrin),它们是由环糊精葡萄糖基转移酶(CGT)作用于淀粉所产生的一组以α-1,4糖苷键结合的环状低聚糖.其中最常用的是β-CD.作为有序介质的一种,其显著结构特征是存在一个筒状立体手性疏水空腔[1].     

新型超分子化合物桥联β-环糊精合成研究进展

桥联β-环糊精(bridged β-cyclodextrins)作为典型的新型超分子化合物，表现出独特的包结行为。近年来在人工仿酶、分子识别、药物载体及色谱分离等方面获得广泛应用。本文从合成角度出发，综述了近年来桥联环糊精的合成进展并对其发展趋势进行了展望。     

水溶液中香料分子与β-环糊精包结反应的光谱研究

本文用圆二色谱、紫外吸收、荧光光谱对水溶液中β-环糊精包结香料的光谱行为进行了研究。获得了β-环糊精与苯甲醛、茴香醛、香兰素3种香料的包结比均为1：1；包结稳定常数分别为77、116、1287（L／mol）。对3种包结物的抗氧化能力进行了测试，并对影响包结物的稳定因素进行了初步探讨。     

β-环糊精与两性表面活性剂相互作用β

用表面张力法研究了β-环糊精与十一烷基酰胺甲酸钠(C11H23CONHCOONa,SF)两性表面活性剂在不同温度下的包结作用。结果表明:SF的表面张力值(β)及表观临界胶束浓度(cmc)加入β-CD后增加,β-CD浓度越大,γ和cmc增加越多,且SF的cmc与β-CD浓度存在线性关系,随温度的升高,两性表面活性剂的表面张力值降低,意味着它们的表面活性随温度升高而增强。利用表面张力测定了β-CD-SF体系在不同温度下的包结形成常数Ka,进而求得了包结过程的焓变和熵变,结果表明,该过程是焓和熵均有利的过程,进一步说明疏水作用是形成包结物最重要的的作用力之一。     

钠盐对聚丙二醇与β-环糊精超分子聚集体的组成、结构和降解的影响

本文报道了一系列钠盐在调控聚1,2-丙二醇(PPG)与β-环糊精(β-CD)超分子组装过程中的重要作用。首先,几个从钠盐溶液中沉淀出来的组装体在PPG与β-CD的化学计量比上存在着差异,对于NaCl和Na2CO3得到的是PPG-(β-CD)7,对于NaAsO2得到的是PPG-(β-CD)8,此结果与从水中得到的产物PPG-(β-CD)5以及从锂盐溶液得到的产物PPG-(β-CD)6完全不同;其次,基于3个独立的实验(包括黏度、表面张力、摩尔电导率)所得结果的比较可以部分地解释产物组成上的差别;最后,场发射扫描电子显微镜、热重分析表征结果表明:产物即使具有相同的组成,它们的表面结构和物理性质也相当不同,这说明了盐效应在设计、构建超分子聚集体中的重要性和复杂性。     

β-环糊精衍生物的超分子体系识别机理及其在手性分离中的应用

为了深入系统地研究和揭示β-CD衍生物对客体分子的作用机制和一般规律,本文综合评述了β-环糊精 (β-CD) 衍生物超分子体系的识别机理,分析了主客体结构、溶剂小分子、溶液pH值及固定相链接方式对其机理的影响,以及紫外-可见光谱、荧光光谱、圆二色光谱、核磁共振、热力学分析、X-射线及分子动力学模拟等机理研究方法,并介绍了β-CD衍生物在色谱手性分离中的应用。     

β-环糊精与二苯胺超分子包合物

研究了β-环糊精(主体)与二苯胺(客体)的包合反应。通过元素分析、核磁共振、差热分析及X-射线粉末分析方法确定了包合物的形成，用荧光光谱法测定了包合反应的形成常数。实验结果表明：β-环糊精与二苯胺分子形成摩尔比为2∶1的包合物。二苯胺的苯环嵌入β-环糊精分子的疏水性空腔内。包合物的分子式为C₉₆H₁₅₁O₇₀N。热稳定性比相应主客体明显提高。     

用分子光谱法研究两种水溶性卟啉与磺丁醚-β-环糊精的超分子体系

本文以紫外可见光谱法和荧光光谱法研究了水溶性的四-(4-甲基吡啶基)卟啉(TMPyP)和四-(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)与磺丁醚-β-环糊精(SBE--βCD)形成的超分子体系。结果表明,两种卟啉与磺丁醚-β-环糊精都形成了1∶1的包结物,它们的包结常数分别为1.34×104L.mol-1和1.15×105L.mol-1。     

超声辅助多组分反应:水介质中以β-环糊精为可重复使用的超分子催化剂绿色合成氮取代的1,8-二氧-十氢吖啶

以可生物降解和可重复使用的β-环糊精为超分子催化剂,在水介质中采用简易方法合成了氮取代的1,8-二氧-十氢吖啶,所得产物的收率很高,选择性也为中等到较高.该过程为双甲酮、芳香醛和芳香胺三组分通过串联Michael加成反应一步合成得到产物.本文提供了一个高效且环境友好的合成氮取代的1,8-二氧-十氢吖啶的新方法.     

单-6-脯氨酸-β-环糊精的合成

以β-环糊精为原料,经对甲苯磺酰化、叠氮化、还原氨基后,再与Boc保护的脯氨酸进行肽键缩合和脱Boc保护基,合成了单-6-脯氨酸-β-环糊精,其结构经1H NMR表征.     

放大紫外光谱信号测定β-环糊精水溶液反应体系中的芳香类有机物含量

β-环糊精能自发地与反应体系中的苯甲醇和苯甲醛形成摩尔比为1:1的包结物,其吉布斯自由能ΔγGθm(298 K)分别为-10.417 kJ/mol和-9.741 kJ/mol.采用UV-Vis光谱对该体系进行表征,发现β-环糊精可诱导苯甲醇和苯甲醛,显著增强其紫外光谱强度,且苯甲醇和苯甲醛的浓度与其吸光度呈良好的线性关...     

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.     

β-环糊精增敏荧光法测定氯氰菊酯的研究

采用荧光光谱法探讨了β-环糊精(β-CD)与农药氯氰菊酯间的超分子相互作用.研究结果表明,β-环糊精与氯氰菊酯可形成1∶1的超分子包合物,其包合常数为37 L/mol.包合物在λex/λem=328/368 nm处发射强荧光,据此建立了测定氯氰菊酯的荧光分析方法.本法荧光强度与氯氰菊酯浓度在0.04～0.2 μg/mL范围内,呈良好的线性关系,相关系数r=0.9996,检出限为0.024 μg/mL.该体系的抗干扰能力及稳定性好.对实际样品进行了分析,结果满意.     

pH值对α-萘酚、β-萘酚与β-环糊精包结常数影响的研究

利用荧光法研究了不同pH值条件下萘酚的荧光性质,并用双倒数法测定了α-萘酚、β-萘酚与β-环糊精包结物在不同pH值的包结常数.实验表明,随pH值由小到大的变化,两种萘酚的包合作用逐渐减弱,说明包合物形成过程中疏水作用和氢键起重要作用.     

3，3＇，5，5＇-四甲基联苯胺-β-环糊精包合物性质的研究

3,3＇,5,5＇-四甲基联苯胺(TMB)是一种联苯胺类色原试剂,具有良好的氧化还原性,将TMB包合于β-环糊精腔内,由于超分子化合物的形成而使TMB的反应性有所改变。本文采用紫外-可见吸收光谱和电化学方法研究了TMB和β-环糊精形成的包合物的性质。研究表明形成包合物后,无论在溶液体系还是在电极表面,其氧化还原活性得到明显的加强。     

环糊精-石墨烯超分子体系

环糊精是由D型吡喃葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状超分子主体化合物,其特殊的结构赋予了其良好的分子识别性能;石墨烯是仅由单层sp杂化的碳原子构筑的具有良好的电化学性能的材料.作为著名的"明星分子",石墨烯类材料无疑是近5年来研究热点之一.在各种各样的石墨烯材料中,由环糊精-石墨烯联合构筑的超分子体系在保留二者优良性能的同时又引入了新的功能特点.综述了近些年来新发展起来的环糊精-石墨烯超分子体系:通过二者作用方式进行了分类,分为共价键连接和非共价键连接;综述了该超分子体系在药物运输及释放、电化学检测(包括对药物分子、污染物和生物分子的检测)等领域的应用;最后对该体系在药物负载及释放、模拟生物固氮、燃料电池、研究电子传导等应用前景进行了展望.     

基于β-环糊精和二茂铁主客体作用的超分子聚合物的制备及其凝胶化

以β-环糊精修饰的壳聚糖（CDCS）和二茂铁修饰的聚乙二醇（FCPEG）为构筑单元,以伊环糊精和二茂铁的主客体相互作用为驱动,构筑了水溶性的超分子聚合物CDCS-FCPEG。在此基础上,加入α-环糊精（α-CD）,通过其对聚乙二醇的穿环络合诱导结晶作用,制备了壳聚糖基水凝胶。使用核磁（^1H—NMR）、紫外一可见光谱法（UV—Vis）、X射线衍射分析（XRD）和循环伏安法（CV）等手段进行了验证。结果表明：超分子聚合物CDCS—FCPEG与共价键连接的传统聚合物一样可以和α—CD形成凝胶。     

杀鼠剂溴敌隆和环糊精的超分子作用及分析应用

利用光谱法研究了β-环糊精(β-CD)与杀鼠剂溴敌隆(BRD)的超分子作用, 结果发现二者可形成1∶1的超分子包络物, 室温下包络常数为357.7 L/mol. 通过相关数据和对4-羟基香豆素的对比试验初步探索了溴敌隆和β-环糊精的包络模式, 应该是溴敌隆结构中的疏水基团4-羟基香豆素母环或者溴代联苯基进入了β-环糊精的疏水空腔之中从而形成超分子包络物. 实验还观察到这种包络作用可以大大增敏溴敌隆的荧光. 据此, 建立了水溶液中测定溴敌隆的荧光光度法并考察了影响二者包络作用的因素. 在优化的条件下, 线性范围为8.0×10-8～1.0×10-5 mol/L, 检出限2.5×10-8 mol/L. 该方法用于渠水中微量溴敌隆的测定, 回收率为92.2%～109.4%.