新型多杂臂超支化聚缩水甘油的简易合成及自组装行为

一种新型的两亲性多杂臂超支化聚缩水甘油(HPG-h-arm)可以通过简单的三部反应制备: 先利用阴离子开环聚合制备HPG核, 再利用1,3-二环己基碳化二亚胺(DCC)缩合反应一步同时将疏水性的棕榈酸(PA)链和活性溴接枝到HPG上面, 最后利用原子转移自由基聚合反应(ATRP)将亲水性的聚(N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯) (PDMAEMA)链接枝到HPG表面. 红外光谱(FTIR), 核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱仪(GPC)证实了HPG-h-arm被成功制备. 利用动态光散射仪(DLS), 透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)研究了HPG-h-arm在不同溶剂中的自组装行为和形貌. 结果表明HPG-h-arm在不同的溶剂中可以自组装得到不同尺寸的球状胶束.     

超支化聚负离子/超支化聚正离子自组装膜的制备及反应

自1991年以来,静电吸附自组装已发展成为制备具有特定纳米微结构聚电介质多层超薄膜的有效技术。近年来,由于树枝状聚合物和超支化聚合物独特的物理化学性质,文献中已将它们与线性聚电解质一起用于静电吸附自组装过程,但完全基于超支化聚合物分子间的自组装过程还鲜见报道,超支化聚合物所具有的大量末端和内部（如叔胺基）官能团,不仅可以用于调节自组装行为及组装膜的表面形貌,     

超支化聚合物的合成和自组装研究

超支化聚合物作为树形聚合物的一种,具有独特的结构和性能,受到了科学界和工业界的广泛关注.本文简要总结了研究者们在超支化聚合物的合成、组装及应用方面的部分工作成果.主要包括以下3方面的内容:第一部分介绍了超支化聚合物的合成方法;第二部分介绍了超支化聚合物多维多尺度的自组装结构和组装机理,包括纳米球形胶束,纳米、微米级囊泡,大的复合囊泡,纳米纤维,纳米、微米及宏观管和多孔膜等;第三部分介绍了超支化聚合物在生物医药、细胞模拟及纳米粒子模拟制备等方面的应用.     

聚己内酯在聚己内酯/聚乙烯基甲基醚共混体系中的结晶研究

通过示差扫描量热(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、小角X射线散射(SAXS)研究了聚己内酯(PCL)/聚乙烯基甲基醚(PVME)共混体系中PCL的结晶行为.研究结果表明,共混聚合物中PCL的结晶度几乎不随体系的组成而发生变化.共混物中PVME的存在没有改变PCL的晶体结构,但是随着PVME含量的增加,片晶之间的距离则大,这主要是由于非晶层增厚引起的.     

烷基链封端的两亲性超支化聚缩水甘油的合成及自组装

通过阳离子开环聚合和端基改性的方法合成了以亲水性超支化聚缩水甘油为核和疏水性十六烷基链为臂的两亲性超支化多臂共聚物(HPG-g-C16),研究了十六烷基疏水臂的接枝率对该两亲性聚合物在溶剂中自组装行为的影响.结果表明:接枝率45%以上的HPG-g-C16在四氢呋喃(THF)中以单分子胶束的形式存在,在THF与水的混合溶剂中会自组装形成尺寸为1～10 μm的巨型囊泡,而接枝率为15% 的HPG-g-C16能直接在水中自组装形成球形胶束.     

温敏性超支化多臂共聚物的自组装和可控的药物释放（摘要）

采用core-first的策略以超支化聚3-乙基-3-羟甲基环氧丁烷（HBPO）作为前体,通过原子转移自由基聚合的方法合成了以HBPO为核,以聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）为臂的新型温敏性星形多臂共聚物HBPO-star-PNIPAM.^1HNMR、FTIR以及SEC表征证明了PNIPAM成功的接到了HBPO核上.超支化HBPO-star-PNIPAM的自组装行为通过芘探针荧光光谱、^1HNMR、TEM和DLS等方法表征,结果表明该聚合物在纯水中以＂MMA＂机理直接组装形成大的多分子胶束.     

官能团化聚己内酯的合成与表征

通过分子结构设计合成了新型含有侧基官能团的聚己内酯材料.首先,通过亲核加成反应,由溴乙酸乙酯与烯胺合成2-乙氧甲酰甲基环己酮;然后以间氯过氧化苯甲酸为氧化剂,通过Baeyer-Villiger氧化反应,得到带有官能团的己内酯单体,6-乙氧甲酰甲基-ε-己内酯;该单体在异辛酸亚锡(Sn(Oct)2)的催化下,本体开环聚合得到相应的均聚物及其与ε-己内酯的共聚物.采用1H-NMR、13C-NMR、GPC和DSC表征了聚合物的结构和热力学性能.随着6-乙氧甲酰甲基-ε-己内酯在共聚物中的含量增加,共聚物的分子量降低,同时熔点和熔融焓也随之降低.     

pH值响应性超支化多臂共聚物的合成及其自组装行为研究

以超支化双硫酯为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合方法,合成了以超支化聚酯(Boltorn H20)为核,聚丙烯酸为臂的两亲性超支化多臂共聚物(H20-star-PAA),并通过紫外分光光度计、动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)对它在水溶液中的pH响应的自组装行为进行了研究.结果表明,在稀溶液条件下,H20-star-PAA始终以单分子胶束的形式存在,随着溶液pH的降低,胶束的PAA壳层会逐步塌缩,导致胶束尺寸减小;而在浓溶液条件下,当溶液的pH较低时,单分子胶束会进一步聚集形成多分子胶束.     

两亲性芳香族超支化聚酯的合成、表征及自组装研究

以1,2,4-苯三酸酐和聚乙二醇(聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600)为反应单体,首次通过缩聚法合成了一系列两亲性芳香族超支化聚酯.通过FT-IR、1H NMR、GPC、DSC、TGA对超支化聚酯的结构和性能进行了表征,结果表明,利用缩聚法成功合成了两亲性超支化聚酯,并且两亲性超支化聚酯的热性能稳定.两亲性超支化聚酯在水中自组装成囊泡,可以用作微反应器和药物封装等.     

末端巯基化聚己内酯和聚乙二醇-b-聚己内酯的酶促合成及其性质研究

在固定化脂肪酶Novozym 435催化下,分别以2-巯基乙醇、单甲氧基聚乙二醇(MPEG)为引发剂引发ε-己内酯(ε-CL)开环聚合制备了末端巯基化的聚己内酯(HS-PCL)和两亲性嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚己内酯(PEG-b-PCL);用IR、1H-NMR、GPC对聚合产物结构进行了表征;研究了引发剂/单体投料比、聚合时间和温度对聚合产物的影响;考察了HS-PCL的巯基在二甲亚砜、四氢呋喃、丙酮中氧化生成二硫键的活性;用动态激光光散射法和1H-NMR研究了PEG-b-PCL在水溶液中自组装体的尺寸和结构.结果表明,合成产物具有预期结构;固定化脂肪酶Novozym 435具有较高催化活性,在70℃下催化ε-CL本体聚合,2h的单体转化率达到80%;2-巯基乙醇和MPEG都可有效引发ε-CL开环聚合;HS-PCL在大气氛下,在所研究的介质中,于一定温度放置一定时间后,样品的数均分子量增大,但未达到原分子量的2倍,表明一部分HS-PCL的巯基发生氧化反应生成了PCL-S-S-PCL;PEG-b-PCL在水溶液中自组装形成具有核壳结构的胶束,随共聚物中[CL]/[EO]由0.23增大到1.70,胶束粒径由64nm增大到122nm.     

新型官能团化聚己内酯的研究进展

聚己内酯(PCL)是一种具有良好药物透过性的可生物降解的脂肪族聚酯,是一类优良的药物载体.由于其结晶性强,亲水性差,生物降解速度慢,限制了其在组织工程等生物医用领域更广泛的临床应用.在PCL主链上引入功能性官能团既可有效地降低其结晶性、改善其亲水性、调控其降解速率,同时又可通过反应性官能团进行进一步的化学改性或生物活性化修饰,已成为生物可降解材料新的研究热点.本文综述了含侧基官能团己内酯单体的合成及其聚合反应,简要介绍了侧基官能团对聚己内酯性能的影响.     

超支化聚缩水甘油的合成及性能

以三羟甲基丙烷为引发剂、缩水甘油(2,3-环氧-1-丙醇)为单体、无水N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用阴离子开环聚合、一步法制备了超支化聚缩水甘油(hPG)。通过调控单体与引发剂的物质的量之比,成功合成了3种不同数均分子量的hPG;通过核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、傅里叶红外光谱等表征了hPG的支化结构、分子量及分布、化学官能团;采用差示扫描量热仪、热重分析仪、粒径-电位分析仪等分析了hPG的玻璃化转变温度(T_g)、热降解温度(T_d)及热稳定性和溶液性质等参数。结果表明,溶剂NMP的引入有利于hPG数均分子量的快速增加和单分散性的提升;hPG的T_g和T_d随着数均分子量的增加略有增加。     

聚己内酯在聚己内酯/苯乙烯丙烯腈共聚物共混体系中的受限结晶

通过示差扫描量热 (DSC)、广角X 射线衍射 (WAXD)和小角X 射线散射 (SAXS)在不同尺度范围研究了聚己内酯 (PCL) 苯乙烯 丙烯腈共聚物 (SAN)共混体系中PCL的结晶行为 .由于该体系中SAN的玻璃化温度高于PCL的熔点 ,从而导致了PCL的结晶行为是一种受限结晶 .研究结果表明PCL的结晶行为从宏观 (DSC结果 )、介观 (SAXS结果 )到微观 (WAXD结果 )都受到了高玻璃化温度SAN的限制 .     

含卟啉聚肽的合成及其自组装行为研究

以带有炔丙基端基的聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)(PBLG)和含单叠氮基团的卟啉衍生物(TFPP-N3)为反应物,利用点击反应,合成了含卟啉聚肽(TFPP-PBLG).运用核磁共振氢谱(¹H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见光光度计(UV-Vis)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物的结构、分子量及其分布.采用有机共溶剂溶解、选择性溶剂(水)诱导组装并透析的方法,制备得到碗状胶束.通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、动态激光光散射(DLS)和小角X射线散射仪(SAXS)表征了组装体的形貌与结构,并探究其自组装机理.结果表明,卟啉基团间的π-π堆叠作用使得胶束具有较为稳定结构;在透析过程中,胶束内部的溶剂向外扩散,导致胶束塌陷形成了纳米碗.增加PBLG链段长度,会进一步提高初始胶束的结构稳定性,导致在透析过程中胶束结构保持完整不能得到纳米碗.初始胶束的结构稳定性是决定其在后续溶剂交换过程中是否发生凹陷从而形成纳米碗的关键.     

锌卟啉自组装在染料敏化太阳能电池中的应用（英文）

制备了2种锌卟啉天线分子P2与P3,并通过自组装的方法成功地将这些天线分子应用到了染料敏化太阳能电池之中。与传统的D-π-A结构的染料相比,这种策略显示出了明显的优势:可以避免复杂的合成步骤,还可以通过调节天线分子和锚固基团的结构去改善染料的光子捕获能力并减少电荷复合行为。当4-吡啶-4-基苯甲酸(A)作为锚固基团时,经过分子自组装之后,基于A-P2的电池器件显示出了1.68%的转换效率,开路电压为526 mV,短路电流密度为5.39 mA·cm~(-2),这充分说明了自组装策略在染料敏化太阳能电池中得到了很好的应用。而基于A-P3的电池器件能量转换效率只有0.79%,这可能主要是因为天线分子P3较大的位阻减小了染料吸附量的原因造成的。我们另外也测试比较了它们在光学、电化学、光伏性能等方面的差异。     

谷胱甘肽端基修饰聚己内酯的合成及在水溶液中的聚集行为

用开环聚合法合成了端基分别为巯基和马来酰亚胺基团的聚己内酯,利用马来酰亚胺与巯基的迈克尔加成反应和巯基之间的偶联反应,合成了两种端基为谷胱甘肽的聚己内酯(GS-PCL和GSS-PCL),利用核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱表征了两亲性聚己内酯的结构.研究了这两种聚己内酯在水中的聚集行为,发现这两种聚已内酯都可在一定pH值下聚集形成球形胶束,胶束的形态、大小等受pH影响;同时,由GSS-PCL形成的聚集体还表现出氧化还原敏感性.     

用于基因传输及磁共振显像的聚乙烯亚胺-g-聚己内酯共聚物的合成与表征

采用可生物降解的聚己内酯改性聚乙烯亚胺,得到两亲性的接枝共聚物(PEI-g-PCL).该共聚物通过溶剂挥发法在水中自组装形成纳米粒子,其内部负载有超顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPIO)及质粒DNA(pDNA).研究表明,PEI-g-PCL聚合物自组装形成的颗粒为胶束状,无论是否负载SPIO纳米粒子都可以有效地负载pDNA,并对293细胞具有较高的转染效率.此类载体有望在基因转染的过程中利用磁共振手段进行实时、无创观测.     

端基为巯基的聚己内酯的合成

以三氟甲烷磺酸亚锡为催化剂, 2-巯基乙醇为引发剂, 在温和条件下引发ε-己内酯的开环聚合, 得到端基为巯基的聚己内酯, 其分子量可控且分布较窄. 在此过程中, 巯基不需要保护而不会影响聚酯的结构, 当聚合温度升高时, 聚合物端基结构不发生改变, 但分子量分布变宽. 端基为巯基的聚己内酯能够通过偶合反应生成中间含二硫键的聚己内酯; 同时, 以2-羟乙基二硫化合物为引发剂合成得到分子中间含二硫键的窄分布聚己内酯, 经还原后也可得到端基为巯基的聚己内酯. 这两种方法条件温和, 效率较高, 具有良好的可控性.     

聚膦腈-g-聚己内酯共聚物的合成与表征

通过三甲基碘硅烷与聚二(2-甲氧基乙氧基)膦腈侧链上的醚键反应后水解得到侧链含部分羟基的聚膦腈,然后利用聚膦腈的侧链羟基在异辛酸亚锡催化作用下,引发己内酯单体开环聚合制备了聚膦腈-g-聚己内酯共聚物.该共聚物中聚己内酯链段的接枝率和侧链长度可通过改变三甲基碘硅烷和己内酯单体的投料来控制.