基于氢键的超分子自组装研究进展

综述了氢键在寡聚酰胺体系、喹啉衍生物体系、吡啶酰胺体系、氨基苯甲酰胺体系、菲咯啉酰胺体系、芳香酰肼体系、吡嗪咪唑酰胺体系、尿基衍生物体系的自组装过程中所起的作用及氢键在分子自组装中的发展现状.氢键具有可逆性,基于氢键的超分子自组装体系具有组装的多样性和广泛性等特点,据此可以预测氢键对自组装体结构和性质的影响,为设计和合成出结构稳定、性能优异、可以自由调控的材料提供理论基础.     

4-甲基苯甲酸乙酯中的C-H…O氢键自组装

4-甲基苯甲酸乙酯由4-甲基苯甲酸在热的乙醇溶液中酯化获得,在室温下缓慢蒸发溶剂得到晶体。用元素分析、IR、X射线单晶衍射分析进行了结构表征。结构分析表明,晶体属单斜晶系,P21/c空间群,a=1.179 8(1)nm,b=1.3209(1)nm,c=1.160 0(1)nm,β=107.706(2)°,V=1.721 9(3)nm3,Z=8,ρ=1.267 g/cm3,C10H12O2,Mr=164.20,F(000)=704,μ(MoKα)=0.87 nm-1,R=0.084 1和wR=0.2789。总衍射点8 557个,独立衍射点3 027个,可观察点1 902个,满足I>2σ(I)。通过甲基与相邻分子的羰基之间的C-H…O氢键将4-甲基苯甲酸乙酯分子沿b轴方向组装成一维Z字超分子链。     

基于氢键的超分子自组装:缔合方式及稳定性

氢键是自然界中最基本的分子间弱相互作用力之一,其强度适中、具有方向性和饱和性,是构建超分子自组装体系的理想推动力.在65篇文献的基础上综述了基于氢键的超分子组装体系的缔合方式及其稳定性影响因素,为设计结构稳定、可自由调控的超分子自组装体系提供理论基础.     

基于氢键自组装的新型偶氮树枝状聚合物的制备及表征

首先采用4-氨基苯甲酸乙酯和MPEG-1000为原料,分别通过重氮化、醚化和水解反应合成了偶氮苯单体MPEG-1000-Azo-COOH;然后以3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯和4-羟基吡啶为原料,通过醚化、水解和酯化反应制备了单体3,4,5-三-(n-十二烷氧基)苯甲酸-4-吡啶酯;最后将单体MPEG-1000-Azo-COOH和单体3,4,5-三-(n-十二烷氧基)苯甲酸-4-吡啶酯按摩尔比1:1进行氢键自组装,得到了目标聚合物.采用1H NMR、DSC、POM等对各单体和自组装产物的化学结构和相结构进行了表征.实验结果表明:通过多步化学反应成功制备了高纯度的目标单体和聚合物;通过氢键自组装获得的目标树枝状聚合物表现出更为丰富的相结构.     

苯甲酰化壳聚糖和氨基酸在选择性溶剂中的自组装行为

研究了苯甲酰化壳聚糖(DBC)和天然生物分子氨基酸在选择性溶剂N,N-二甲苯甲酰胺(DMF)和水中的自组装行为.在超声波作用下,透明的混合溶液出现蓝白色乳光,同时紫外-可见光谱呈现透光率的突变,体系完成了自组装.自组装是通过两组分之间的氢键作用产生的.用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)分别研究了自组装粒子的尺寸和形态.实验结果表明,苯甲酰化壳聚糖和氨基酸可以形成纳米尺寸或亚微米尺寸的自组装微粒,形成的微粒为球形或椭球形,微粒的尺寸为60～720 nm.粒子的尺寸显著受pH值和氨基酸种类的影响,因而可以利用pH值和氨基酸的种类控制自组装粒子的尺寸.     

氢键的研究进展

综述了氢键定义、氢键特点、氢键类型、氢键研究意义、研究方法的最新进展。     

三聚氰胺晶体中的氢键作用

采用X-射线衍射方法测定三聚氰胺的晶体结构,测定结果表明,该晶体属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数为:a=7.267(3) (A),b=7.464(3) (A),c=10.567(3) (A),α=90.0°,β=112.26(2)°,γ=90.0.,y=530.4(3) (A)3,Z=4,μ=0.118 mm-1,Dc=1.579 g/cm3,R=0.0618,ωR2=0.1564.在三聚氰胺晶体中存在着N-H…N分子间氢键,该氢键作用使三聚氰胺晶体结构更加稳定.     

氢键型自愈合树脂稳砂体系

基于氢键型自愈合树脂构建具备重复聚砂性能的水乳液型稳砂体系,以渗透率保留率和出砂临界流量为指标,考察乳液稳砂性能.结果表明:在130℃条件下,向填砂模型中注入1VP(VP为孔隙体积)乳液稳砂剂并养护12 h,砂柱液测渗透率保留率约为76.3％,出砂临界流量大幅度提升至110 mL/min,连续顶替100VP后,平均出砂...     

氢键诱导型侧链液晶高分子材料研究进展

本文对于传统的侧链液晶高分子和氢键诱导侧链液晶高分子进行了对比,并概括了形成氢键诱导侧链液晶高分子的几个体系,对于这种新型材料的前景进行了展望。     

分子自组装及超分子自组装体的研究进展

基于分子自组装的超分子科学是21世纪的新概念和高新技术的重要源头之一.简要介绍了超分子体系,阐述了分子自组装的基本概念和特点,系统地总结并评述了超分子自组装体的最新进展和成果,并展望了超分子自组装研究的发展前景.     

四苯乙烯基超分子自组装体系的制备

设计合成了四苯乙烯衍生物凝胶因子(TP),该凝胶因子可以在1,4-二氧六环中形成有机凝胶.通过紫外可见光谱、荧光光谱、红外光谱、扫描电镜、X-射线粉末衍射和接触角等技术对该凝胶因子的自组装过程进行了详细表征.结果表明:该凝胶体系具有明显的聚集诱导发光的性质,凝胶因子TP在自组装过程形成了且具有一定的疏水性,其接触角为136°.氢键作用和范德华力可能是该自组装体系的主要驱动力.     

自组装法制备丝心蛋白微球

采用自组装法以脱胶天然蚕丝为原料,制备了丝心蛋白微球.对影响微球的成球效果的因素如搅拌速度、乙醇(Et OH)用量、丝心蛋白(SF)浓度和冷冻温度进行了初步探索.结果表明:当V(Et OH)/V(SF)=1︰20,w(SF)=7.0%时,以n=100 r/min的速度进行搅拌,再放入-20℃环境下冷冻24 h最后室温融化,可获得较理想的丝心蛋白微球.     

酞菁与1-溴代十六烷的自组装

用扫描隧道显微镜研究了酞菁与1-溴代十六烷的自组装行为.通过改变酞菁与1-溴代十六烷的物质的量比(1∶1,1∶2,1∶3,1∶3.5,1∶4,1∶5),获得了不同的组装结构.结果表明,二者物质的量比在1∶4~1∶3之间时,容易获得稳定均匀有序的自组装结构.用硝酸银的二甲亚砜溶液作指示剂,证明酞菁与1-溴代十六烷的相互作用是分子间作用,加热并不是获得有序自组装结构的必要条件,关键在于使样品的溶剂完全挥发.     

配合物LnHL（H4L=N,N′-二（邻-羟基-3-甲氧基苯甲基）草酰胺）的自组装合成过程

3d-4f配合物的分子结构和离子间磁性相互作用具有非常重要的意义,拟通过N,N′-二（邻-羟基-3-甲氧基苯甲基）草酰（H4L）,[Cu2L]2.3H2O和Ln（acac）3.3H2O以摩尔比2∶1∶4的比例在N,N′-二甲亚砜中反应,合成含有3d-4f磁性离子相互作用的配合物CuLLn（acac）。同时,采用紫外-可见光谱法对该混合溶液的自组装反应过程进行跟踪监测,观察到了自组装反应过程。然而,从溶液中得到的蓝色晶体是Cu（acac）2,粉色粉末是LnHL。该反应过程为：2Ln（acac）3＋Cu2L＋H4L=2LnHL＋2Cu（acac）2＋2Hacac。     

生物相容性聚轮烷合成、自组装和对两性霉素B的溶血性能降低作用研究

利用经典原子转移自由基聚合法（ATRP）合成了一系列以PluronicFl27-β-环糊精（β-CD）包合物为中心,聚端甲基多缩乙二醇甲基丙烯酸酯（PPEGMA）为大的封端基团的主链型三嵌段聚轮烷。实验过程中。利用2-溴异丙酰化的Pluronic F127-β-CDs自组装所得到的聚准轮烷为大分子引发剂。用CuCl／PMDETA作为催化剂,在水相体系中,室温（25℃）下引发大分子单体端甲基多缩乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）在准轮烷两端进行聚合,成功合成了具有管道结晶疏水的中间链段和亲水聚合物端基的聚轮烷。文中分别用^1H—NMR。GPC和DSC对合成的聚轮烷的性质进行了表征。由于其特殊亲疏水的嵌段结构,本文中制备的聚轮烷能够在水中自组装形成聚集体,以F-30βCD-60样品为例,对其自组装性能以及对两性霉素B（AmB）的溶血性能降低作用进行了研究。结果表明。经F-30β—CD-60自组装体对AmB有很高的药物包覆量（8.7％）及药物包覆率（87％）。且经包覆的AmB溶血性能明显降低。表明白组装体能够有效降低AmB的溶血毒性。其临界聚集浓度（CAC）利用荧光探针法进行了测定,同时用透射电镜（TEM）对聚集体的形貌进行了观察。     

基于非线性主元分析的水轮机调节系统传感器故障诊断

利用现场的运行数据,将基于输入训练神经网络的非线性主元分析(PCA)方法应用到水轮机调节系统传感器故障诊断中,讨论了基于输入训练神经网络的非线性主元分析实现方法,建立了输入训练神经网络和反向传播网络,实现了对实测数据的重构,讨论了利用平方预测误差(SPE)进行故障检测和识别的方法,并用现场实测数据对该方法进行了仿真。仿真结果表明,该方法有效且实用。     

嵌段共聚物的自组装(一)

分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域有越来越广泛的应用.而嵌段共聚物的自组装更显示了强大的应用前景.它凭借自身独特的物理化学性质,能自组装形成小到几个纳米、大至数微米乃至更大尺寸范围内的、丰富多彩的形态结构.同时,它的自组装形态能在较弱的外场作用下,作出较强的响应,从而能更好地实现其体系自组装行为的调控.     

利用团簇的各向异性实现Te 团簇薄膜的自组装

在实验观察到的Te团簇薄膜有序生长模式的基础上 ,用Monte Carlo方法模拟了具有各向异性的团簇在衬底上的生长行为 .发现由于团簇的各向异性 ,将导致团簇在局部范围内的平行取向排列 ,形成畴结构 .畴的大小L(t)与退火速率和衬底温度有关 ,并得到该体系下的一个熔点Tm.这一研究表明 ,可以利用团簇的各向异性实现和控制团簇薄膜的自组装     

Self-assembly of two-dimensional DNA crystals

Self-assembly of synthetic oligonucleotides into two-dimensional lattices presents a 慴ottom-up?approach to the fabrication of devices on nanometer scale. We report the design and observation of two-dimensional crystalline forms of DNAs that are composed of twenty-one plane oligonucleo-tides and one phosphate-modified oligonucleotide. These synthetic sequences are designed to self-assemble into four double-crossover (DX) DNA tiles. The 憇ticky ends?of these tiles that associate according to WatsonCrick抯 base pairing are programmed to build up specific periodic patterns upto tens of microns. The patterned crystals are visualized by the transmission electron microscopy.     

三嵌段共聚物自组装结构的分子调控

 利用耗散粒子动力学方法研究三嵌段共聚物的链构型对其在本体中自组装行为产生的影响. 通过系统调节共聚物的链构型, 得到了形态各异的嵌段共聚物相态结构, 如规则层状结构、 小尺寸相区无规堆积结构以及扭曲阶梯状结构等. 为使体系总的自由能降低, 不同链构型的嵌段共聚物会自发产生各种有序相态结构.