BBOT诱导环糊精形成纳米管及二次组装体

本文报道了有机分子BBOT(2,5-bis(5′-tert-butyl-2-benzoxazoyl)thiophene)与α-、β-、γ-环糊精(cyclodextrins,CDs)的相互作用.BBOT可以与这3种环糊精进行不同方式的组装:BBOT与α-CD形成1:2(客体:主体)包合物;当BBOT浓度较低时与β-CD形成1:1包合物,浓度较高时则与β-CD形成纳米管及二次组装体;对于γ-CD而言,在我们所研究的BBOT浓度范围内都可与其形成纳米管及二次组装体.研究发现,BBOT-β-CD纳米管和BBOT-γ-CD纳米管的结构存在一定差异.     

非水溶性卟啉NTPPH_2和ATPPH_2与环糊精超分子体系的光谱学研究

在中性磷酸盐缓冲溶液中,用紫外-可见分光光度法和荧光光谱法研究了非水溶性卟啉5-(4-硝基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(NTPPH2)和5-(4-氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(ATPPH2)与α-CD、β-CD和γ-CD三种环糊精相互作用形成的超分子体系。结果表明,NTPPH2与α-CD、β-CD和γ-CD均形成了1:1的包结物,ATPPH2与β-CD形成1:2的包结物,与α-CD和γ-CD则形成了1:1的包结物。其中α-CD与NTPPH2和ATPPH2的包结常数最大。本文探讨了卟啉环上给电子基团和吸电子基团对包结的影响,为卟啉和环糊精相互作用及超分子体系的机理研究提供了基础。     

环丙沙星与环糊精超分子体系的研究

利用荧光光谱法研究了环丙沙星与母体β-环糊精(β-CD)及其2种修饰衍生物羟丙基-β-环糊精(Hp-β-CD)、甲基-β-环糊精(Me-β-CD)形成的超分子体系,同时测定了3种超分子体系的猝灭常数和热力学参数.结果表明:环丙沙星与3种环糊精之间常温下均形成稳定的包合物;环丙沙星与3种环糊精包结过程中△G＜0和△H＜0,这说明环丙沙星与3种环糊精的包结能够自发进行而形成超分子体系,且反应为放热过程.通过对3种环糊精与环丙沙星的热力学数包结能力进行了比较,初步探讨了作用机理和影响包结能力大小的可能因素.     

温度/氧化还原双响应超分子胶束的制备及释药性能研究

以溴酰化β-环糊精(β-CD-Br)为引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了以β-CD为核的温敏星形聚N-异丙基丙烯酰胺(β-CD-PNIPAM)。以具有氧化还原性质的二茂铁-聚乙二醇(Fc-m PEG)为客体分子,通过环糊精和二茂铁的主-客体识别作用自组装得到温度/氧化还原双响应超分子复合胶束(β-CD-PNIPAM/Fc-mPEG)。结果表明,超分子复合胶束具有规则的球形结构,直径约为100nm左右,具有可逆的温度和氧化还原刺激响应性。当升高温度至胶束的LCST以上且加入不同浓度的H2O2时,胶束结构破坏,实现药物的可控释放。这种具有良好温度和氧化还原双响应特性的超分子胶束是抗癌药物的良好载体。     

5-邻硝基苯-10,15,20-三苯基卟啉-环糊精超分子体系研究

在中性磷酸盐缓冲溶液中,以紫外-可见分光光度法、荧光光谱法和1HNMR法研究了一种人工合成的非水溶性卟啉5-邻硝基苯-10,15,20-三苯基卟啉(简称o-NTPP)与3种母体环糊精α-CD、β-CD、γ-CD和β-CD的两种衍生物2,3,6-三-甲氧基-β-CD(TM-β-CD)、羧甲基-β-CD(CM-β-CD)之间相互作用形成的超分子体系,结果表明o-NTPP与TM-β-CD形成了1∶2的包结物,而与其它4种环糊精均形成1∶1的包结物。利用双倒数曲线法计算了o-NTPP-CD超分子体系的包结常数(k),同时对包结常数大小进行了比较,从而判断出5种环糊精对o-NTPP包结能力的大小,其中TM-β-CD表现出最强的包结能力。     

β-环糊精对聚氧乙烯十二烷基醚的双模式包结作用

通过表面张力法、浊点法、硫氰酸钴铵显色法和¹H NMR研究了β-环糊精(β-CD)对聚氧乙烯十二烷基醚(PL)的包结作用. 结果表明, β-CD可与PL形成2∶1和3∶1型两种超分子包结物, 表现出不同的物理化学性质. PL的疏水性烷基链被包络进β-CD空腔中, 形成了2∶1的超分子包结物;PL的亲水性聚氧乙烯基链被包络进β-CD空腔中, 形成了3∶1的超分子包结物. 结合实验结果, 通过比较β-CD和PL分子的大小, 提出了β-CD对PL分子两种可能的包结模式.     

β-环糊精作为超分子壳制备BaTiO3纳米晶体

介绍了一种以环境友好的β-环糊精(β-CD)为超分子壳合成纳米钛酸钡的水热方法。经样品X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和选区电子衍射(ED)表征证实,合成的钛酸钡为纯立方相的纳米单晶,结晶度好;热重(TG)和红外光谱(IR)研究表明,β-CD在水热条件下自组装为超分子壳的配位或空间位阻作用,导致了BaTiO₃晶体生长过程中的快速均匀成核和慢生长。β-CD的添加能明显抑制钛酸钡的粒径增长和颗粒团聚,窄化其粒径分布(平均粒径：42±5 nm)。     

β-环糊精聚合物与取代水杨酸、3-羟基-2-萘甲酸超分子配合物的构筑及其电流变性能

从化学设计的观点出发, 研究了环糊精聚合物形成超分子配合物的性能. 采用“固相自组装技术”合成了6种β-环糊精聚合物(β-CDP)与取代水杨酸及3-羟基-2-萘甲酸的超分子配合物, 并利用NMR, FT-IR, UV-vis和荧光分析等技术对形成超分子配合物的组成和结构进行了表征. 分别采用所合成的超分子配合物与二甲基硅油配制了电流变液. 在4 kV/mm的直流电场作用下, 超分子配合物较β-CDP电流变活性提高了34%~72%, 且以β-CDP/3-羟基-2-萘甲酸超分子配合物电流变液的屈服应力为最高, 可达9.8 kPa; 同时发现, 变更不同客体分子也可对超分子配合物电流变材料的流变效应起到调节作用, 当水杨酸苯环上含有其他取代基时, 取代基的位置及其数量对相应超分子配合物电流变液的力学响应性具有微调节作用, 并由材料的介电性能测试得到证实.     

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。     

氧化还原响应性长链超分子超支化聚合物的构筑及药物控释研究

首先合成了一种同时含有端巯基、端炔基且具有β-环糊精(β-CD)/二茂铁(Fc)超分子主客体作用的AB2型长链大分子单体(MM),再利用其巯基和炔基的点击反应可以合成出氧化还原响应性长链超分子超支化聚合物(SHP).利用一维和二维核磁共振谱对MM和SHP的聚合物结构和超分子作用进行了表征和确认.动态光散射和透射电子显微镜测试结果表明:在水溶液中,SHP可自发地形成支化自组装形貌;而当加入H_2O_2后,由于β-CD/Fc主客体作用的解离,支化自组装体结构被破坏、且进一步二次组装球形胶束.对比于线型超分子聚合物自组装体,SHP具有更高的载药效率.利用紫外分光光度计测试载药SHP自组装体对抗癌药物阿霉素(DOX)的累积释放曲线发现H_2O_2可有效调控SHP自组装体中DOX的释放速率,即:当加入H_2O_2后,DOX的释放速率明显加快.     

聚N-异丙基丙烯酰胺/β-环糊精离子聚合物的合成与表征

基于β-环糊精(β-CD)的超分子包合特性,最近几年我们对环糊精聚合物的药物控制释行为进行了广泛的探索性研究,通过分子设计合成并表征了一系列基于温度敏感性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)和β-CD的但却具有不同结构与性能的新型聚合物,研究发现,这些聚合物不但具有PNIPAM的热敏性,也具有β-CD的超分子包合性,并表现出独特的药物控释性能。     

含有α-CD的新型[2]轮烷的合成

通过醋酸钯催化的Suzuki偶联反应,在室温下于水溶液中通过超分子自组装制备了以α-CD(α-环糊精)为大环,异酞酸为端塞,二苯乙烯衍生物为链的新型超分子轮烷。通过加入浓HCl调节反应溶液的pH值<1,用正丁醇萃取,将含有α-CD大环的轮烷分子与水溶液中多余的α-CD分离,再用硅胶柱层析分离得到纯的只含有1个α-CD大环的轮烷分子,从而简化了分离难度。采用1HNMR和质谱分析结果表明,所制得的轮烷为α-CD(主体)与哑铃状分子(客体)的摩尔比为1:1的[2]轮烷。     

竞争包结法研究印楝素与β-环糊精及其衍生物的选择键合

以酚酞作为光谱探针,采用紫外-可见光谱滴定法测定了β-环糊精(β-CD),单(6-脱氧-乙二胺)-β-环糊精(en-β-CD),单(6-脱氧-二乙基三胺)-β-环糊精(dien-β-CD),七(2,3,6-三-O-甲基)-β-环糊精(TM-β-CD),七(2,6-二-O-甲基)-β-环糊精(DM-β-CD),2-羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD) 在25 ℃时,pH=10.5缓冲液中与两种印楝素客体分子所形成超分子配合物的稳定常数.结果表明,多种弱相互作用力协同作用于环糊精的配位过程,主-客体间的尺寸匹配决定所形成配合物的稳定性,环糊精衍生物的取代基影响主体配位能力.6种环糊精主体化合物对印楝素客体分子的包合能力的大小为:HP-β-CD> en-β-CD≈dien-β-CD>β-CD> DM-β-CD≈TM-β-CD.对印楝素A和B给出相似的键合能力.     

偶氮苯衍生物-β-环糊精包合物的自组装行为

研究了4-N（2’-巯基-乙基）羧基酰胺偶氮苯（Azo）与β-环糊精（β-CD）形成的包合物在金表面上的自组装行为．X射线光电子能谱（XPS）结果证实,Azo和Azo与β-CD形成的包合物均可在金表面上自组装形成单分子层膜．在包合物形成的自组装膜中,Azo与β-CD的摩尔比约为1：1．Azo自组装膜的电化学反应表现速率常数（Kobs）随组装时间的延长而明显减小,反映出自组装膜的排列随时间延长而趋于更加致密,从而抑制了偶氮苯基团的电化学诱导构型转化,降低了其电活性．而Azo与β-CD包合物自组装膜的Kobs值随组装时间变化不大,在组装76h以后,包合物自组装膜的Kobs比单纯偶氮苯自组装膜的Kobs高2个数量级以上．表明环糊精能够将偶氮苯分子隔开,从而抑制了偶氮苯在自组装膜中的聚集作用,有效地提高其电化学活性．     

β-环糊精调控水溶液中Cu~(2+)的辐射还原

在β-环糊精(β-CD)水溶液的安全吸收剂量范围内,利用β-CD来调控Cu2+的辐射还原.随着β-CD的加入,硝酸铜的辐射还原产物从Cu2O逐渐转变为Cu.当β-CD浓度增大至8.0mmol·L-1时,辐射还原产物主要为Cu纳米粒子.在辐照过程中,Cu2+的还原没有经历Cu2O的中间过程.这是由于β-CD对·OH的清除减少了·OH与水化电子(ea-q)的反应,增大了ea-q的产额,从而有利于Cu的生成.另外,β-CD通过羟基在Cu纳米粒子表面的吸附可增强Cu纳米粒子在水溶液中的稳定性.用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、粉末X射线衍射(XRD)和选区电子衍射(SAED)对Cu2+辐射还原产物进行了表征.     

α-氯丙酸乙酯对映体与β-环糊精的主客体相互作用

运用量子力学PM3方法模拟α-氯丙酸乙酯((R/S)-ECPA)与β-环糊(β-CD)的主客体相互作用,探讨(R/S)-ECPA在β-CD上的手性识别机理.结果表明,(R/S)-ECPA对映体与β-CD形成稳定结合物的结合方式完全不同,(R)-ECPA位于β-CD空腔宽口端,形成缔合物;(S)-ECPA插入β-CD空腔内形成包结物.而且,(S)-ECPA与β-CD的结合稳定能低于(R)-ECPA与β-CD的结合稳定能.在(R/S)-ECPA与β-CD结合物中,(R/S)-ECPA中的手性碳接近葡萄糖单元的C2和C3.(R/S)-ECPA与β-CD之间的手性识别与匍萄糖单元的C2和C3所提供的手性环境和(R/S)-ECPA与β-CD结合的紧密程度密切相关.     

金电极上β-环糊精单层膜的组装与表征

采用分步组装法将合成的β-环糊精对甲苯磺酸基衍生物(oTs-β-CD)直接与组装在金电极上的半胱胺于80℃下反应24小时以上，成功地制得β-CD单层膜修饰电极(SAM-β-CD)。分别用循环伏安法(CV)、X-射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对该修饰电极进行了表征。实验结果表明，所制得的SAM-β-CD修饰电极对铁氰化钾(K3[Fe(CN)6]，和氢醌(QH2)表现出有效的主客体响应，并具有良好的稳定性。其制备方法简单、操作方便、成功率高。     

β-环糊精与18-冠-6超分子包合物的形成、结构和热降解

采用元素分析、¹H核磁共振谱(¹H NMR)和电喷雾电离质谱研究了两个大环主体分子β-环糊精(β-CD)和18-冠-6 (18C6), 结果显示, 二者通过简单地混合形成了计量比为1:1的超分子包合物18C6-β-CD. 基于二维核磁共振谱(ROESY)的分析, 提出了分子间相互作用的可能位点: 18C6更倾向于驻留在β-CD的小口端. 用热重分析和气相色谱飞行时间质谱比较了包合作用前后热降解过程包括降解度和降解产物的差异性, 研究表明, 18C6的存在促使β-CD提前分解, 同时, 由于分子间相互作用, 导致二者分解产物中大碎片的相对含量大幅减小. 这些结果显示, 一个柔性大环分子18C6和一个刚性大环分子β-CD之间通过分子组装可以形成超分子包合物.     

BATPPH_2及其Zn配合物与环糊精的超分子体系研究

设计合成了5-(4-苯甲酰亚胺基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(BATPPH2)及其锌配合物(BATPPZn),并通过1HNMR、IR、UV-Vis、元素分析等方法对化合物的结构加以确认。在中性磷酸盐缓冲溶液中,以荧光光谱法、紫外可见分光光度法和1HNMR法分别研究了BATPPH2和BATPPZn与α,β,γ-环糊精相互作用形成的超分子体系。利用双倒数曲线法计算了BATPPH2-CD和BATPPZn-CD超分子体系的包结常数,结果表明BATPPH2和BATPPZn与γ-CD的包结常数(K1γ-CD,K2γ-CD)最大,γ-CD表现出最强的包结能力,Zn2+的配位作用使包结物的稳定性降低。     

胺类对α-溴代萘/β-环糊精体系流体室温燐光的影响

首次研究了不同的胺对α-溴代萘(α-BrNp)/β-环糊精(β-CD)体系RTP发射的影响.发现胺能显著增强α-BrNp/β-CD体系的RTP,发射,RTP强度随着胺的烷基链的增长和支链的增加而增加,且当胺的用量是β-CD用量的一倍时,RTP强度最大.由此认为、胺的影响主要应归因于胺分别从β-CD的二端接近,胺的-NH_2基与β-CD的-OH基形成氢键,而其烷基从CD二端折向空腔,封住了CD的上、下端口.这不仅提高了CD腔内的疏水性,增大了发光体与CD间的包结常数,同时,对外部氧向CD腔内的扩散起着隔离作用,显著减小了三线态氧对腔内发光体激发态的猝灭作用.从而可在不除氧的条件下观察到发光体强的RTP,发射,且体系清澈透明.胺的作用属于超分子化学中的分子调控作用.