光敏感遥爪聚合物C-PDMAEMA的合成及其性能研究

以香豆素二硫化物(C-S-S-C)/三丁基膦复合体系为链转移剂、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了末端为香豆素光响应基元的双亲性遥爪聚合物(C-PDMAEMA). 用FTIR, GPC, ¹H NMR等对该聚合物进行了结构表征. 研究表明该遥爪聚合物可直接在水中形成纳米聚集体|且其香豆素端基可在365 和254 nm交替光照下进行可逆光二聚反应. 同时纳米粒度跟踪(Malvern Zetasizer Nano-ZS)、透射电镜(TEM)跟踪结果表明, 随香豆素端基光二聚反应的进行, 聚合物纳米聚集体的粒径逐渐增大|反之, 随着光解二聚反应的进行, 该纳米聚集体的粒径逐渐减小.     

α-环糊精修饰型香豆素的设计合成

以环氧氯丙烷为桥接,利用水溶性α-环糊精(α-CD)进行7-羟基-4-甲基香豆素的功能化修饰,得到新型α-环糊精修饰型香豆素衍生物(α-CD-C).用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、氢核磁共振(1H NMR)、液质联用(LC-MS)等对该香豆素衍生物进行了结构表征.紫外光二聚实验表明,该α-环糊精修饰型香豆素可在365 nm光照下进行光二聚反应,且可在随后的254 nm光照下进行解二聚反应;同时通过比较该交替光照下的光二聚反应程度,可知该光二聚反应仅是部分可逆的.     

双亲性光敏感遥爪聚合物C-PNIPAAm的合成与性能

以7-羟基-4-甲基香豆素为原料,依次与环氧氯丙烷、二硫化钠反应得一含香豆素基元的二硫化物(C-S-S-C),并以其与三丁基膦复合体系为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为单体制备了末端为香豆素光响应基元的双亲性遥爪聚合物(C-PNIPAAm).用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、凝胶渗透色谱(GPC)、氢核磁共振(1H-NMR)等对该聚合物进行了结构表征.研究显示该双亲性遥爪聚合物可在水中直接形成胶束,并以荧光素为疏水性客体考察了聚合物胶束的光控释放行为.在波长大于310 nm的紫外光照射下,聚合物链末端的香豆素单元可进行光二聚,胶束结构随之改变,因而所负载的荧光素可得到逐步有效释放.动态激光光散射(DLS)检测显示,光二聚反应使聚合物胶束平均粒径从56.6 nm增大至101.0 nm.     

光敏感遥爪聚合物——聚4-乙烯基吡啶的制备及其溶液性质

以香豆素二硫化物(C-S-S-C)/三丁基膦(Bu₃P)/H₂O复合体系为链转移剂, 偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂, 4-乙烯基吡啶为单体制备了末端含有疏水性香豆素光响应基元的光敏感遥爪聚合物(聚4-乙烯基吡啶(C-P4VP)). 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、凝胶渗透色谱(GPC)、氢核磁共振(¹H-NMR)等对该聚合物进行了结构表征. 研究显示该遥爪聚合物可在不同pH值(pH=3-6)的酸性水溶液中自组装成胶束, 且随体系酸值的降低, 聚合物胶束结构由松散变为紧密, 同时香豆素端基的光二聚反应程度呈现先下降后上升的趋势.     

Design and Synthesis of a-Cyclodextrin Modified Coumarin

以环氧氯丙烷为桥接,利用水溶性α-环糊精（α-CD）进行7-羟基-4-甲基香豆素的功能化修饰,得到新型α-环糊精修饰型香豆素衍生物（α-CD-C）.用傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、氢核磁共振（1H NMR）、液质联用（LC-MS）等对该香豆素衍生物进行了结构表征.紫外光二聚实验表明,该α-环糊精修饰型香豆素可在365 nm光照下进行光二聚反应,且可在随后的254 nm光照下进行解二聚反应;同时通过比较该交替光照下的光二聚反应程度,可知该光二聚反应仅是部分可逆的.     

环糊精包结络合作用诱导的水溶性聚芴纳米粒子的制备

首先合成了单取代的β环糊精ATRP引发剂(β-CD-Br),利用核磁、质谱等对其进行了表征,并通过ATRP聚合制备了端基为β-环糊精的水溶性聚合物聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(β-CD-PDMAEMA).聚合物β-CD-PDMAEMA可以通过环糊精与金刚烷之间的主客体包结络合作用与端基为金刚烷的聚芴(PFADA)形成水溶性的聚芴纳米粒子.重点探讨了β-CD-PDMAEMA与PF-ADA的质量比和不同的组装方法对纳米粒子尺寸及分布的影响,研究表明质量比为4∶1时通过向2种聚合物的THF混合溶液中缓慢加水的方法可得到流体力学半径(R_h)为80 nm、PDI为0.11的纳米粒子.最后利用透射电子显微镜和原子力显微镜对纳米粒子的形貌进行了表征,进一步依照纳米粒子的R_h随温度升高的实验可以证实纳米粒子具有明显的核壳结构,其中刚性的聚芴为核半径约为50 nm,水溶性的PDMAEMA聚合物为壳.     

光敏感三臂星形聚[甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯]的合成及其光敏性能研究

以香豆素为光敏感基元,通过多步反应制备了三臂ATRP引发剂C-Br3,然后以CuBr/PMDETA为催化体系、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(DMAEMA)为单体,ATRP聚合法制备了三臂星形聚合物C-(PDMAEMA)3.用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)和核磁共振仪(1H-NMR)等对C-Br3及聚合物进行了结构表征.研究表明,该三臂星形聚合物可在水中直接形成胶束,且该聚合物可在365和254 nm交替紫外光照下发生可逆光二聚反应.纳米粒度跟踪显示,光照前其胶束粒径为(87.7±27.8)nm、呈高斯分布;而在365和254 nm光反应后,聚合物胶束粒径大小与分布仅发生微弱变化.这可能是因为在光二聚反应前后,聚合物的双亲结构变化微弱所致.     

香豆素-羟丙基-β-环糊精包合物的制备研究

为提高香豆素的水溶解度和热稳定性,用研磨法制备香豆素-羟丙基-β-环糊精包合物。将香豆素与羟丙基-β-环糊精以1∶1的摩尔比制成包合物,用紫外光谱、红外光谱和X射线粉末衍射进行鉴定;紫外吸收法测定包合物的包结常数为293M-1,并进行增溶性和热稳定性研究。结果表明香豆素与羟丙基-β-环糊精形成包合物,这个过程是自发进行的,包合产率为68.8%,形成包合物后,香豆素在水中的溶解度和热稳定性得到明显改善。     

超支化聚(β-环糊精)的合成与表征

通过硅氢加成反应, 以ABx型功能化β-环糊精大单体为原料, 采用一步法合成出新型超支化聚(β-环糊精)高分子. ABx大单体由单取代对甲苯磺酰化β-CD依次与烯丙基胺、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(含氢双封头)及丙烯酰氯反应得到. 采用1H NMR, 13C NMR, 29Si NMR和飞行时间质谱对ABx大单体及其聚合物的结构进行了表征. 利用凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC/MALLS)联用仪得到了超支化聚(β-环糊精)的分子量、分子量分布及本体黏度.     

7-羟基-4-甲基-8-(4'-甲基哌嗪-1'-基)-亚甲基香豆素的光二聚行为

通过Mannich反应在7-羟基-4-甲基香豆素的8-位上引入具有pH响应性能的4-甲基哌嗪的供电子哌嗪基团, 得到水溶性香豆素衍生物, 7-羟基-4-甲基-8-(4'-甲基哌嗪-1'-基)-亚甲基香豆素(HMPC), 利用哌嗪环上的叔胺给电子体系对酸碱的敏感特性调节HMPC的光二聚反应特征. 详细考察该香豆素衍生物在不同pH水溶液中的紫外光二聚性能, 紫外光谱分析显示, 通过调节HMPC水溶液的酸碱性可有效改变其紫外特征吸收; 在波长大于310 nm的紫外光照射下, 衍生物上的香豆素单元可进行光二聚, 并且紫外点光源光二聚反应实验表明, 其在中性水溶液中的反应速度最快, 其次为碱性条件中的反应, 最慢的则是酸性条件中的反应.     

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.     

含菲罗啉基α,ω-双香豆素长链化合物光化学行为的研究

α,ω-双香豆素长链化合物的光二聚反应,由于香豆素基受长链的束缚,被限制于一定的活动空间,从而地提高了其光二聚反应的效率,已见诸于过去的报道^[1].同时文献也表明香豆素及其衍生物如呋喃并8-甲氧基香豆素等,由于3,4-双键的缺电子性,因而能够和富电子的烯烃如四甲基乙烯等通过光诱导电子转移生成激基复合物(Exciplex),然后实现(2+2)光加成反应^[2].在Wels等^[3]的研究工作中四甲基乙烯的用量约10倍于香豆素的用量,他们认为四甲基乙烯障碍或干扰了香豆素激基缔合物(Excimer)的生成,使香豆素的二聚反应猝灭而形成烯烃和香豆素的光环加成产物.本工作合成了一新型A,X-双香豆素长链化合物,在其联接链中除联有四甘醇外,还带有一菲罗啉基.同时该分子中菲罗啉和香豆素的摩尔比为1:2.十分显然,这一化合物在光照过程中可能存在两类不同的光环加成反应,即香豆素间或香豆素与菲罗啉间的反应.本文对此问题进行了初步研究.     

超支化聚硅碳烷-g-环糊精聚合物刷的合成与表征

通过硅氢加成反应和核多步法聚合合成出超支化聚硅碳烷(HBP),并对其端基进行了硅氢化、羟基化和酰氯化三步改性得到大分子引发剂HBP-Cl;再用其引发甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMA)进行原子转移自由基聚合(ATRP),得到超支化聚硅碳烷-g-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(HBP-g-PDMA),最后将单-6-碘代β-CD通过离子键固载到PDMA链上,得到超支化聚硅碳烷-g-环糊精聚合物刷(HBP-g-PDMA-β-CD).采用FTIR、1H-NMR、13C-NMR、29Si-NMR对其结构进行了表征,利用凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC/MALLS)联用仪和激光粒度分析仪研究了其高分子的精细结构,并通过元素分析研究了固载时间对β-CD固载量的影响.     

间位聚亚吡啶基亚乙炔基共轭聚电解质的合成与溶液光物理性质

合成了单体1,4-双(3-磺酰化丙氧基)-2,5-二碘苯与2,6-二乙炔基吡啶,利用Heck-Sonogashira偶联反应制备了间位聚亚吡啶基亚乙炔基共轭聚电解质m-PPYPE-SO3Na,对单体以及聚合物进行了红外光谱与核磁氢谱表征.测试了该共轭聚电解质m-PPYPE-SO3Na的紫外-可见吸收光谱与荧光发射光谱.研究了该共轭聚电解质的溶液光物理性质,发现该聚电解质具有荧光发射的溶剂依赖性以及浓度依赖性,在水溶液中存在聚集.在聚合物溶液浓度为1×10-6mol/L左右时,聚集发射基本消失,说明此时在溶液中聚合物的聚集程度已经比较低.该聚电解质在水溶液中与表面活性剂之间存在一定的相互作用,加入非离子型高分子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的聚合物水溶液荧光显著增强,表明该表面活性剂破坏聚电解质的聚集.该共轭聚电解质的溶液光物理性质表明其具有成为水溶性荧光探针的应用潜力.     

含叔胺结构高光响应性香豆素衍生物的设计合成

以环氧氯丙烷为桥接, 将具有较强给电子能力的芳叔胺(ATA)结构引入香豆素衍生物C分子中, 通过芳叔胺结构的光化学促进作用加速香豆素基元的光二聚反应. 用紫外(UV)和荧光(FL)光谱等手段对该香豆素衍生物进行表征. 结果表明, 芳叔胺结构的引入可有效增强香豆素基元在260-400 nm之间的吸收. 紫外点光源光二聚反应实验表明, 芳叔胺结构的引入使香豆素基元的光响应性能得以大幅增强, 在相同光照条件下, 其在匀速反应区间内对光照时间的依赖性的斜率高达6.47, 光二聚反应程度达到80%时所需光照时间仅为29 s.     

环糊精包结谷胱甘肽的机理

使用分子动力学模拟结合自由能计算的方法在原子水平上研究了谷胱甘肽与α-,β-和γ-环糊精的包结模式,计算了谷胱甘肽与3种环糊精之间6种可能包结过程的自由能变化.结果表明,谷胱甘肽的谷氨酸残基从α-环糊精大口端进入空腔最终形成的包结复合物最稳定;在该复合物中,谷氨酸残基的亚甲基链部分被完全包结在疏水空腔中,其氨基与羧基位于与α-环糊精的小口端,并与环糊精的伯羟基形成了氢键,同时半胱氨酸中的巯基位于环糊精的大口端,得到了有效的保护.因此,疏水相互作用和氢键相互作用构成了包结的主要驱动力.β-环糊精的优势包结模式与α-环糊精类似,但形成复合物的稳定性次之,而γ-环糊精由于空腔较大,优势的包结模式是谷氨酸残基从γ-环糊精小口端进入空腔,但所形成的复合物结构的稳定性最弱.     

环糊精的微环境效应——Ⅱ.环糊精对萘嵌戊烯光化学二聚反应的影响

我们研究了β-环糊精(β-CD)和γ-环糊精(γ-CD)对萘嵌戊烯的包结作用,发现γ-CD可以和萘嵌戊烯形成1:2宿主-客体包结络合物,从而促进客体光化学二聚生成顺式二聚体。而β-CD和萘嵌戊烯只形成1:1包结络合物,因而阻止客体光化学二聚反应的发生。在萘嵌戊烯的β-CD水溶液中,加入丙烯腈,可以生成顺式交叉加成产物。     

光敏感双亲性梳状SMA聚合物的合成及其胶束化

以含香豆素型苯乙烯类光敏单体(coumarin-containing styrene monomer, CS)与苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)为反应单体, 以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了光敏感三元苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)双亲交替聚合物P(St/CS-alt-MA), 再利用羧酸酐基元与正辛胺的室温胺解反应获得光敏感双亲性梳状聚合物P(St/CS-alt-MAA8). 用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、1H核磁共振(1H-NMR)等对该双亲梳状聚合物进行结构表征. 通过香豆素基元的光二聚作用, 使梳状聚合物溶解在DMSO中进行光照预交联; 非交联与预交联聚合物分别在选择性溶剂中自组装形成胶束; 利用羧酸基元与NaOH的离子化作用改变聚合物胶束的亲疏水性质. 动态激光光散射(DLS)与芘荧光探针实验表明预交联聚合物胶束较非交联胶束粒径大, 负载芘的能力强; 离子化作用使聚合物胶束解离重组成粒径更小的胶束, 但预交联胶束较非交联胶束小, 离子化后胶束疏水微区更加紧密, 负载芘的能力也增大.     

以羟丙基-β-环糊精为手性添加剂拆分2-取代芳基丙酸:取代基对手性识别的影响（英文）

以羟丙基-β-环糊精为手性添加剂,采用反相高效液相色谱法对2-取代芳基丙酸类物质进行了手性拆分。考察了流动相的组成,包括缓冲溶液、有机改性剂以及添加剂的浓度等。缓冲溶液的pH值、有机改性剂的种类与浓度,以及添加剂的浓度对色谱峰的保留时间和分离度均有较大的影响。以YMC ODS-C_(18)(150 mm×4.6 mm,5μm)为色谱柱,乙腈-0.10 mol/L磷酸盐缓冲液(pH 3.3,含25 mmol/L添加剂)为流动相,测定了各2-取代芳基丙酸与羟丙基-β-环糊精的包结常数,考察了羟丙基-β-环糊精对各物质的包结形式。实验结果表明,羟丙基-β-环糊精与各对映体均以1∶1的形式包结,同时发现推电子取代基更有利于羟丙基-β-环糊精的包结行为,为羟丙基-β-环糊精对手性拆分的影响提供了一个有利的参考因素。     

不同电荷基团修饰环糊精与离子型表面活性剂的键合行为研究

采用紫外-可见光谱和荧光光谱滴定的方法测定了单(6-脱氧-6-苯胺)-β-环糊精(1)、单(6-脱氧-6-乙二胺-β-环糊精(2)和单[6-氧-(4-苯甲酸)β-环糊精(3)在磷酸缓冲溶液中分别与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAC)包结配位的稳定常数,并通过二维核磁等手段研究了主-客体之间的键合模式.结果表明,在环糊精的小口端修饰带有不同电荷的取代基,引入静电相互作用的识别位点,能够有效地改变环糊精对于离子型表面活性剂的键合能力,从而实现主体环糊精对于客体分子的选择性识别.