β-环糊精高分子聚合物的制备及其应用

发布时间：2017-07-02 09:17

  本文关键词：β-环糊精高分子聚合物的制备及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：β-环糊精(β-CD)作为优良的包埋吸附材料,可以与多种疏水性物质形成包埋复合物,可增加疏水性药物在水中的溶解度,对敏感性天然色素和天然药物具有保护和缓释的作用。但β-环糊精由于其溶解性差,容易从水溶液中结晶析出,特别是其与某些疏水性药物或色素形成包埋复合物后,更容易从溶液体系中析出,因此,为了加大β-环糊精在水中的溶解度,本文以含乙烯基的β-环糊精衍生物为单体,通过与其他亲水性单体发生自由基共聚反应,制备水溶性β-环糊精高分子聚合物,以期增大β-环糊精在水中的溶解性和稳定性,增加疏水性药物在水中的溶解度和稳定性。超分子化学是近年来化学领域中的研究热点和最重要的发展方向之一,区别于传统化学中化学键的断裂与新化学键的生成,超分子化学更关注分子间的确定、识别与配位。由于环糊精可以同其他化学客体分子可以形成包埋复合物,因而关于β-环糊精自主装的研究便成为超分子化学领域中的典型代表和重要研究内容。本文也期望所制备的乙烯基β-环糊精衍生物为其他β-环糊精高分子聚合物的制备提供一条新的途径。本文的主要研究内容包括：顺丁烯二酸β-环糊精酯(CDM)和衣康酸β-环糊精酯(CDI)的制备。通过半干法以磷酸盐为催化剂催化顺丁烯二酸和衣康酸与β-环糊精的酯化反应。反应的条件为：顺丁烯二酸或衣康酸用量4 mol/mol β-CD;固液比1：0.6；反应温度110℃；阻聚剂4-甲氧基酚用量为2.5%酸用量；反应时间3.5 h。CDM和CDI的酯化率分别为70.38%和21.02%。CDM和CDI的结构表征结果表明两者均为单酯。与此同时,本文建立了一种评估β-环糊精不饱和酯酯化率的新方法。顺丁烯二酸β-环糊精酯-丙烯酰胺聚合物(Ⅰ) (CDM-AMI)的制备。以过硫酸钾为引发剂催化CDM和丙烯酰胺发生自由基链式反应。CDM-AM (Ⅱ)聚合物的合成条件如下：引发剂浓度选择0.02mol/L; CDM:AM质量比取1：1(CDM 3.6 g和丙烯酰胺3.6 g)；水添加量取10 ml；反应温度取70℃；反应时间取2 h。该条件下聚合物的得率为81%,重均分子量为40,500。研究表明该聚合物可以同纳他霉素(NM)和多菌灵(MBC)形成稳定复合物,并对形成的药物复合物的表观稳定常数和抑菌活性进行了研究。利用紫外光谱、核磁图谱、热重分析和相溶解度对药物复合物进行结构表征。303 K下,NM-CDM-AM (Ⅰ)和MBC-CDM-AM (Ⅰ)复合物的表观稳定系数分别为10,725.45 M-1和3,000.89 M-1。抑菌实验表明,NM-CDM-AM(Ⅰ)和MBC-CDM-AM(Ⅰ)复合物可以显著提高NM和MBC的药物溶解性和抑菌活性。顺丁烯二酸β-环糊精酯-丙烯酰胺聚合物(Ⅱ)(CDM-AM Ⅱ)的制备。以Y射线引发CDM和丙烯酰胺发生自由基链式反应。CDM:AM质量比取1：1(CDM 3.6 g和丙烯酰胺3.6 g)；二甲基甲酰胺(DMF)水溶液添加量取20 ml；辐照剂量取4 kGy。该制备条件下聚合物的得率为75%,聚合物的重均分子量为43,300。研究表明该聚合物可以同纳他霉素(NM)和多菌灵(MBC)形成稳定复合物,并对形成的药物复合物的表观稳定常数和抑菌活性进行了研究。利用紫外光谱、核磁图谱、热重分析和相溶解度对药物复合物进行结构表征。303 K下,NM-CDM-AM (Ⅱ)和MBC-CDM-AM (Ⅱ)复合物的表观稳定系数分别为13,446.06 M-1和2,595.3 M-11。抑菌实验表明,NM-CDM-AM (Ⅱ)和MBC-CDM-AM (Ⅱ)复合物可以显著提高NM和MBC的药物溶解性和抑菌活性。顺丁烯二酸β-环糊精酯-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物(CDM-NVP)的制备。以γ射线引发CDM和N-乙烯基毗咯烷酮(NVP)发生自由基链式反应.CDM-NVP聚合物的合成条件如下：CDM:NVP质量比取1：0.7(CDM 3.6 g和NVP2.52g),辐照剂量取4kGy, DMF水溶液用量取20 ml。该制备条件下聚合物的得率为84%,聚合物的重均分子量为20,000。研究表明该聚合物可以同纳他霉素(NM)和多菌灵(MBC)形成稳定复合物,并对形成的药物复合物的表观稳定常数和抑菌活性进行了研究。利用紫外光谱、核磁图谱、热重分析和相溶解度对药物复合物进行结构表征。303 K下,NM·CDM-NVP和MBC·CDM-NVP复合物的表观稳定系数分别为12,988.54 M-1和865.94 M-1。抑菌实验表明,NM·CDM-NVP和MBC·CDM-NVP复合物可以显著提高NM和MBC的药物溶解性和抑菌活性。
【关键词】：β-环糊精 商分子聚合物制备 分子构建 结构表征 抑菌活性
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O636.12
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 英文缩略表13-14
• 第一章 引言14-29
• 1.1 β-环糊精简介及其应用领域14-18
• 1.1.1 β-环糊精分子结构特点14-15
• 1.1.2 β-环糊精的理化性质15-16
• 1.1.3 β-环糊精的应用领域16-18
• 1.2 β-环糊精高分子聚合物的研究现状18-22
• 1.2.1 交联法制备β-环糊精高分子聚合物18-19
• 1.2.2 亲核取代法制备β-环糊精高分子聚合物19-20
• 1.2.3 氧化还原法制备β-环糊精高分子聚合物20-21
• 1.2.4 自由基链式反应制备β-环糊精高分子聚合物21-22
• 1.3 β-环糊精新型超分子制备的研究现状22-23
• 1.4 纳他霉素与多菌灵简介23-25
• 1.4.1 纳他霉素23-24
• 1.4.2 多菌灵24-25
• 1.5 吸附热力学25-27
• 1.5.1 等温吸附方程25-26
• 1.5.2 热力学方程26-27
• 1.6 本文研究目的意义和研究内容27-29
• 1.6.1 本文研究目的意义27
• 1.6.2 本文研究的主要内容27-29
• 第二章 乙烯基β-环糊精衍生物的制备29-49
• 2.1 引言29
• 2.2 材料与试剂29-30
• 2.3 主要仪器30
• 2.4 实验方法30-33
• 2.4.1 顺丁烯二酸-β-环糊精酯的制备30-31
• 2.4.2 顺丁烯二酸-β-环糊精酯的结构表征方法31-32
• 2.4.3 衣康酸-β-环糊精酯的制备32
• 2.4.4 衣康酸-β-环糊精酯的结构表征方法32-33
• 2.5 结果与分析33-47
• 2.5.1 CDM制备的影响因素33-35
• 2.5.2 CDM的结构表征与分析35-41
• 2.5.3 CDI制备的影响因素41-42
• 2.5.4 CDI制备的结构表征与分析42-47
• 2.7 讨论47-48
• 2.8 小结48-49
• 第三章 化学法制备顺丁烯二酸-β-环糊精酯-丙烯酰胺共聚物(CDM-AMI)49-69
• 3.1 引言49-50
• 3.1.1 丙烯酰胺简介49
• 3.1.2 CDM-AM(Ⅰ)合成机理49-50
• 3.2 材料与试剂50-51
• 3.3 主要仪器51
• 3.4 实验方法51-54
• 3.4.1 CDM-AM(Ⅰ)的制备51-52
• 3.4.2 CDM-AM(Ⅰ)的结构表征52
• 3.4.3 相溶解度实验52-53
• 3.4.4 等温吸附实验53
• 3.4.5 抑菌实验53-54
• 3.4.6 CDM-AM(Ⅰ)聚合物中丙烯酰胺单体残留量的测定54
• 3.5 结果与分析54-67
• 3.5.1 影响CDM-AM(Ⅰ)制备的因素54-57
• 3.5.2 CDM-AM(Ⅰ)的结构表征57-60
• 3.5.3 相溶解度60-61
• 3.5.4 CDM-AM(Ⅰ)药物复合物的结构表征61-64
• 3.5.5 CDM-AM(Ⅰ)吸附热力学64-65
• 3.5.6 CDM-AM(Ⅰ)药物复合物的抑菌效果65-66
• 3.5.7 CDM-AM(Ⅰ)中丙烯酰胺残留量66-67
• 3.6 讨论67-68
• 3.7 小结68-69
• 第四章 辐射法制备顺丁烯二酸-β-环糊精酯-丙烯酰胺共聚物(CDM-AM Ⅱ)69-85
• 4.1 引言69-70
• 4.2 材料与试剂70
• 4.3 主要仪器70
• 4.4 实验方法70-73
• 4.4.1 CDM-AM(Ⅱ)的制备70-71
• 4.4.2 CDM-AM(Ⅱ)的结构表征71-72
• 4.4.3 相溶解度实验72
• 4.4.4 CDM-AM(Ⅱ)制备条件对药物吸附的影响72
• 4.4.5 抑菌实验72
• 4.4.6 CDM-AM(Ⅱ)聚合物中丙烯酰胺单体残留量的测定72-73
• 4.5 结果与分析73-83
• 4.5.1 影响CDM-AM(Ⅱ)制备的因素73-74
• 4.5.2 CDM-AM(Ⅱ)聚合物的结构表征74-78
• 4.5.3 相溶解度78-79
• 4.5.4 CDM-AM(Ⅱ)制备条件对药物吸附的影响79-80
• 4.5.5 CDM-AM(Ⅱ)药物复合物的结构表征80-82
• 4.5.6 CDM-AM(Ⅱ)药物复合物的抑菌效果82
• 4.5.7 CDM-AM(Ⅱ)中丙烯酰胺残留量82-83
• 4.6 讨论83-84
• 4.7 小结84-85
• 第五章 辐射法制备CDM-NVP高分子聚合物85-103
• 5.1 引言85-87
• 5.1.1 NVP的理化性质85
• 5.1.2 NVP聚合物的性能与应用85-86
• 5.1.3 CDM-NVP聚合物辐照合成的机理86-87
• 5.2 材料与试剂87
• 5.3 主要仪器87
• 5.4 实验方法87-90
• 5.4.1 CDM-NVP聚合物的制备87-88
• 5.4.2 CDM-NVP聚合物的结构表征88
• 5.4.3 相溶解度实验88-89
• 5.4.4 CDM-NVP制备条件对药物吸附的影响89
• 5.4.5 抑菌实验89
• 5.4.6 CDM-NVP聚合物中丙烯酰胺单体残留量的测定89-90
• 5.5 结果与分析90-101
• 5.5.1 影响CDM-NVP制备的因素90-91
• 5.5.2 CDM-NVP的结构表征91-95
• 5.5.3 相溶解度95-96
• 5.5.4 CDM-NVP制备条件对药物吸附的影响96-97
• 5.5.5 CDM-NVP药物复合物的结构表征97-99
• 5.5.6 CDM-NVP药物复合物的抑菌效果99-100
• 5.5.7 CDM-NVP中N-乙烯基毗咯烷酮残留量100-101
• 5.6 讨论101-102
• 5.7 小结102-103
• 第六章 结论与展望103-106
• 6.1 本文主要结论103-104
• 6.2 本文创新点104
• 6.3 研究展望104-106
• 参考文献106-112
• 致谢112-113
• 作者简历113

【参考文献】

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本文编号：509320