环境响应性核壳结构微凝胶制备新方法的研究

发布时间：2017-10-19 17:19

  本文关键词：环境响应性核壳结构微凝胶制备新方法的研究

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【摘要】：微凝胶是指尺寸在几微米内具有三维交联结构的聚合物,具有不溶解只溶胀和对环境刺激响应速率快的特点,而在生物医药领域受到广泛的关注。与传统制备微凝胶的方法相比,基于超分子作用或协同作用制备微凝胶更为方便,快捷。由于非共价键的存在,超分子微凝胶的物理化学性质动态可逆。本文提出采用双重超分子作用(电荷吸引／主客体,电子给受／亲疏水性)构筑了具有核壳结构的微凝胶的新方法。主要研究内容和成果如下：(1)经多步反应合成了端基由p-CD修饰的线性长链大分子mPEG-CD,通过傅里叶红外和核磁氢谱表征证实了其化学结构。(2)利用正负电子吸引以及环糊精空腔包络萘环的主客体作用,将mPEG-CD, POSS以及2,6-二磺酸萘在水溶液中进行混合自组装。通过紫外-可见光谱证实了萘与环糊精发生了主客体作用。经动态光散射和透射电镜表征,观察到组装体的粒径范围为250-400 nm,且具有核壳结构。推断微凝胶内部为因正负电子吸引作用而形成的POSS聚集体,外围则是通过环糊精对萘环包络的线性长链分子mPEG-CD。在体系内加入NaCl或盐酸金刚烷胺后核壳结构无法再被观察到。证实两者破坏了原本体系中的超分子互相作用。水凝胶发生了解离。(3)通过芳香醛和联苯胺的缩合反应,制备了三种不同的芳香类希夫碱。分别对树枝状大分子PAMAM3.0的端基进行萘的修饰得到PAMAM-N,对线性大分子mPEG的端羟基进行蒽的取代得到mPEG-A。通过傅里叶红外光谱和核磁氢谱证实了其化学结构。(4)将席夫碱S2, PAMAM-N, mPEG-A在水溶液中混合自组装。经紫外可见和荧光光谱表征证实超分子组装的形成。经透射电子显微镜表征发现,微凝胶具有核壳结构。推断内核是由PAMAM-N电子受体和希夫碱电子给体相互作用形成的PAMAM-N交联聚集体,外壳是通过亲疏水性作用连接的长链大分子mPEG-A。
【关键词】：微凝胶 超分子组装 环境响应性 核壳结构
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ427.26
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 微凝胶12-13
• 1.2.1 微凝胶的定义12-13
• 1.2.2 微凝胶的发展概况13
• 1.3 微凝胶的各种制备方法13-19
• 1.3.1 乳液聚合法13-16
• 1.3.2 溶液聚合法16
• 1.3.3 沉淀聚合法16-17
• 1.3.4 悬浮聚合法17
• 1.3.5 超分子组装法17-19
• 1.4 环境响应性微凝胶的分类19-22
• 1.4.1 温度响应型19-20
• 1.4.2 pH响应型20
• 1.4.3 光响应型20-21
• 1.4.4 场响应型21-22
• 1.4.5 多重响应型22
• 1.5 微凝胶的应用22-24
• 1.5.1 药物缓释23
• 1.5.2 涂料改性23-24
• 1.5.3 污水处理24
• 1.6 本论文的意义及主要研究内容24-27
• 1.6.1 本课题的意义24
• 1.6.2 本课题的研究内容24-27
• 第二章 一种基于静电和主客体双重作用构筑微凝胶的方法研究27-45
• 2.1 前言27
• 2.2 实验部分27-32
• 2.2.1 原料与试剂27-29
• 2.2.2 实验仪器29
• 2.2.3 单6-对甲基苯磺酰基-β-环糊精(6-OTs-β-CD)的合成29-30
• 2.2.4 单6-叠氮基-β-环糊精(6-N3-β-CD)的合成30
• 2.2.5 端炔基聚乙二醇单甲醚(mPEG-A)的合成30-31
• 2.2.6 β-环糊精修饰的聚乙二醇单甲醚(mPEG-β-CD)的合成31
• 2.2.7 mPEG-β-CD与2,6-二磺酸萘及POSS的自组装31-32
• 2.3 分析测试32-33
• 2.4 结果与讨论33-43
• 2.4.1 6-OTs-β-CD的~1H NMR表征33
• 2.4.2 6-OTs-β-CD的红外光谱表征33-34
• 2.4.3 6-N_3-β-CD的~1H NMR表征34-35
• 2.4.4 6-N_3-β-CD的红外表征35-36
• 2.4.5 mPEG-Alk的~1H NMR表征36
• 2.4.6 mPEG-Alk的红外表征36-37
• 2.4.7 mPEG-β-CD的~1H NMR表征37-38
• 2.4.8 mPEG-β-CD的红外表征38-39
• 2.4.9 mPEG-β-CD与2,6-二磺酸萘主客体组装的紫外光谱39-40
• 2.4.10 mPEG-β-CD与2,6-二磺酸萘主客体组装2D ~1H NOESY图谱40-41
• 2.4.11 mPEG-β-CD/2,6-二磺酸萘/POSS组装体的动态光散射(DLS)表征41
• 2.4.12 mPEG-β-CD/2,6-二磺酸萘/POSS组装体的透射电子显微镜(TEM)表征41-43
• 2.5 本章小结43-45
• 第三章 一种基于电子给受与亲疏水双重作用构筑超分子微凝胶的方法研究45-63
• 3.1 前言45-46
• 3.2 实验部分46-50
• 3.2.1 原料与试剂46-47
• 3.2.2 实验仪器47
• 3.2.3 三种芳香醛席夫碱的制备47-48
• 3.2.4 端基由萘修饰的PAMAM-N的合成48-49
• 3.2.5 端基由蒽修饰的mPEG2000-A的合成49-50
• 3.2.6 希夫碱S2,PAMAM-N以及mPEG-A的超分子微凝胶的构筑50
• 3.3 分析测试50-51
• 3.4 结果与讨论51-61
• 3.4.1 三种芳香醛席夫碱的红外光谱表征51-52
• 3.4.2 三种芳香醛席夫碱的~1H NMR表征52
• 3.4.3 三种芳香醛席夫碱的紫外-可见光(UV-vis)光谱表征52-53
• 3.4.4 三种芳香醛席夫碱的荧光发射光谱53-54
• 3.4.5 PAMAM-N的红外光谱表征54-55
• 3.4.6 PAMAM-N的~1H NMR表征55-56
• 3.4.7 mPEG2000-A的红外光谱表征56-57
• 3.4.8 三元化合物的组装与组装体的荧光发射和激发光谱57-59
• 3.4.9 组装体的动态光散射(DLS)表征59-60
• 3.4.10 组装体的透射电子显微镜(TEM)表征60-61
• 3.5 本章小结61-63
• 第四章 总结与展望63-65
• 4.1 结论63-64
• 4.2 展望64-65
• 参考文献65-73
• 致谢73-75
• 攻读学位期间发表的学术论文75

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