本文關(guān)鍵詞：基于大環(huán)主體分子的超分子凝膠設(shè)計(jì)合成與性質(zhì)研究

  更多相關(guān)文章： 水溶性聚合物 準(zhǔn)聚輪烷 自組裝 葫蘆脲 環(huán)糊精 超分子凝膠

【摘要】：超分子化學(xué)的研究對(duì)象是分子單元通過(guò)非共價(jià)鍵(靜電作用、范德華力、疏水作用力、氫鍵、π-π堆積以及電荷轉(zhuǎn)移作用)等構(gòu)成的分子聚集體。其研究核心是分子識(shí)別與分子組裝,即主體(受體)與客體(底物)通過(guò)超分子作用選擇性結(jié)合,組裝產(chǎn)生一定的功能。環(huán)糊精(Cyclodextrin, CD)是超分子化學(xué)中一類重要的大環(huán)主體分子,環(huán)糊精分子呈空心截錐狀,空腔內(nèi)壁為富電子疏水性微環(huán)境,而空腔外部的羥基使其表現(xiàn)親水性。表面親水,內(nèi)部疏水,這是環(huán)糊精分子重要的特征之一,這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)使得環(huán)糊精可以在水中與多種有機(jī)、無(wú)機(jī)客體自組裝。由于其低生物毒性和較好的降解性,CD分子可以作為藥物載體、化妝品添加劑及食品添加劑等在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。葫蘆脲(Cucurbit[n]uril, CB[n])是繼冠醚、環(huán)糊精和杯芳烴后一類新興的主體大環(huán)分子。它是由n個(gè)甘脲單元以亞甲基橋聯(lián)而成的大環(huán)化合物,具有兩端開口的疏水空腔。葫蘆脲的兩端端口各有n個(gè)羰基,這是客體分子中陽(yáng)離子部分的結(jié)合位點(diǎn)。因此,葫蘆脲不僅可以容納尺寸合適的客體分子(或離子),還可以通過(guò)離子-偶極作用和氫鍵作用鍵合金屬陽(yáng)離子或者有機(jī)客體中的帶電部分,從而形成穩(wěn)定的超分子絡(luò)合物。在葫蘆脲的同系物中,CB[8]空腔尺寸較大,可以同時(shí)容納兩個(gè)芳香平面分子,形成三分子絡(luò)合物。當(dāng)其中一分子為富電子客體(如萘基,Np),一分子為貧電子客體(如紫精,MV2+)時(shí),兩芳香分子在CB[8]空腔加強(qiáng)的分子間電荷轉(zhuǎn)移作用下可以與CB[8]緊密絡(luò)合,形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物。利用這一原理,CB[8]可以用來(lái)構(gòu)筑超分子凝膠。另外,分子剛性和大尺寸也是環(huán)糊精和葫蘆脲等大環(huán)分子的重要特性,利用這一特點(diǎn)組裝而成的準(zhǔn)聚輪烷在較低組裝比例下即可表現(xiàn)出新穎的物理、化學(xué)性質(zhì)�；诖�,本論文主要研究了以下內(nèi)容：1.設(shè)計(jì)合成了2-(4-乙烯基芐基)萘醚(VBN)與N-異丙基丙烯酰胺(NIPAA)溫敏型共聚物(PVBN-co-NIPAA),將其與MV2+和CB[8]通過(guò)電荷轉(zhuǎn)移作用組裝制備主客體復(fù)合物PVN-R。通過(guò)核磁共振氫譜計(jì)算了聚合物的共聚比,通過(guò)調(diào)節(jié)MV2+和CB[8]的加入量,控制形成的PVN-R的組裝比例。利用紫外-可見分光光度計(jì)和旋轉(zhuǎn)流變儀,考察了不同共聚比例和不同CB[8]組裝比例的PVN-R濁點(diǎn)變化和溫度響應(yīng)凝膠化過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示, PVN-R的濁點(diǎn)隨聚合物中VBN單元共聚比例增大而降低,隨CB[8]組裝比例增大而升高。而PVN-R的凝膠點(diǎn)溫度變化規(guī)律與濁點(diǎn)一致。這說(shuō)明可以通過(guò)調(diào)節(jié)MV2+和CB[8]的加入量來(lái)調(diào)控PVN-R超分子凝膠的凝膠化行為。流變測(cè)試結(jié)果顯示,這種超分子凝膠在較低的固含量條件下(0.75 wt%)仍能保持較好的力學(xué)性能。2.設(shè)計(jì)合成了一種含有金剛烷胺基團(tuán)的單體N,N-二甲基-N-(4-乙烯基芐基)-金剛烷胺(VBAd),將其與N-異丙基丙烯酰胺(NIPAA)共聚得到一種溫度敏感型聚合物VBAd-co-NIPAA。利用核磁共振氫譜對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,計(jì)算出兩共聚單元比例,激光光散射測(cè)得其分子量。將p-環(huán)糊精(β-CD)和CB[8]分別與VBAd-co-NIPAA組裝制備溫度敏感型側(cè)鏈準(zhǔn)聚輪烷VANIPAA-CD和VANIPAA-CB。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,VANIPAA-CB水溶液在34℃以上呈可流動(dòng)的渾濁液體狀態(tài),而VANIPAA-CD則在34℃左右表現(xiàn)可逆的溫度響應(yīng)凝膠化現(xiàn)象。我們還考察了p-CD組裝比例對(duì)準(zhǔn)聚輪烷VANIPAA-CD溫度響應(yīng)凝膠化過(guò)程和凝膠性能的影響,流變測(cè)試結(jié)果表明,VANIPAA-CD的凝膠點(diǎn)隨著p-CD組裝比例增大略有降低,而濁度測(cè)試顯示其濁點(diǎn)不隨p-CD組裝比例的改變而變化。綜合透射電鏡實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)可能的原因是,p-CD組裝比例增大導(dǎo)致鏈段剛性增強(qiáng),故此在較低的溫度下即可形成凝膠網(wǎng)絡(luò)。3.設(shè)計(jì)合成了N-甲基-N-(4-乙烯基芐基)-4,4-聯(lián)吡啶(VBMV)與N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)水溶性共聚物(VBMV-co-DMA),利用核磁共振氫譜計(jì)算了兩種共聚單元的比例。另外設(shè)計(jì)合成了2-(6-溴己基)-萘醚(BHN),并將其接枝到氨基改性的納米二氧化硅表面。在DMSO/H2O混合溶劑中,高聚物側(cè)鏈紫精與納米二氧化硅表面萘基在CB[8]的存在下可以形成三分子電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物CB[8]/MV2+/Np,進(jìn)而制備超分子納米凝膠。通過(guò)流變測(cè)試考察了不同DMSO/H2O比例對(duì)該超分子納米凝膠力學(xué)性能的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),較高DMSO/H2O比例條件下制備的超分子凝膠具有較好的力學(xué)性質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：水溶性聚合物 準(zhǔn)聚輪烷 自組裝 葫蘆脲 環(huán)糊精 超分子凝膠
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O641.3
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 緒論14-37
• 1.1 超分子化學(xué)14-15
• 1.2 環(huán)糊精15-19
• 1.2.1 環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)15-16
• 1.2.2 環(huán)糊精的分子識(shí)別性質(zhì)16-17
• 1.2.3 基于環(huán)糊精分子的超分子體系17-19
• 1.3 葫蘆脲19-27
• 1.3.1 葫蘆脲的分子結(jié)構(gòu)19-21
• 1.3.2 葫蘆脲的合成21-22
• 1.3.3 葫蘆脲的分子識(shí)別性質(zhì)22-24
• 1.3.4 基于葫蘆脲分子的超分子體系24-27
• 1.4 論文選題及研究?jī)?nèi)容27-29
• 參考文獻(xiàn)29-37
• 第二章 側(cè)鏈CB[8]主客體復(fù)合物PVN-R的可控凝膠化研究37-58
• 2.1 引言37-38
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分38-42
• 2.2.1 試劑38-39
• 2.2.2 表征方法39-40
• 2.2.3 合成步驟40-42
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論42-52
• 2.3.1 溫敏型共聚物PVBN-co-NIPAA的結(jié)構(gòu)表征42-44
• 2.3.2 PVN-R的結(jié)構(gòu)表征44-45
• 2.3.3 PVN-R的刺激響應(yīng)凝膠化過(guò)程45-47
• 2.3.4 凝膠流變性能研究47-49
• 2.3.5 凝膠微觀結(jié)構(gòu)表征49-50
• 2.3.6 凝膠形成機(jī)理推斷50-51
• 2.3.7 競(jìng)爭(zhēng)客體對(duì)溫度響應(yīng)凝膠化過(guò)程的影響51-52
• 2.4 本章小結(jié)52-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 第三章 基于p-CD與CB[8]的準(zhǔn)聚輪烷溫度響應(yīng)行為研究58-77
• 3.1 引言58-59
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分59-64
• 3.2.1 試劑59
• 3.2.2 測(cè)試表征59-61
• 3.2.3 合成步驟61-64
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論64-73
• 3.3.1 溫敏型共聚物VBAd-co-NIPAA的結(jié)構(gòu)表征64-65
• 3.3.2 超分子準(zhǔn)聚輪烷VANIPAA-CB與VANIPAA-CD的結(jié)構(gòu)及溫度響應(yīng)過(guò)程65-70
• 3.3.3 凝膠流變性能70-72
• 3.3.4 微觀結(jié)構(gòu)表征及凝膠形成機(jī)理72-73
• 3.4 本章小結(jié)73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 第四章 基于CB[8]超分子作用的納米復(fù)合凝膠77-94
• 4.1 引言77-78
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分78-82
• 4.2.1 試劑78
• 4.2.2 表征方法78-79
• 4.2.3 合成步驟79-82
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論82-90
• 4.3.1 側(cè)鏈紫精聚合物VBMV-co-DMA的結(jié)構(gòu)82-83
• 4.3.2 表面改性納米二氧化硅結(jié)構(gòu)表征83-84
• 4.3.3 基于CB[8]超分子納米凝膠的凝膠化過(guò)程84-86
• 4.3.4 凝膠流變性能表征86-88
• 4.3.5 凝膠形成機(jī)理推斷88-90
• 4.4 本章小結(jié)90-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 全文總結(jié)94-96
• 致謝96-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及專利97-99
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表99

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郭劍峰;;衛(wèi)敏:無(wú)處不在的超分子[J];科技潮;2009年05期

2 陳強(qiáng),譚民裕,劉偉生;超分子中分子間弱相互作用力的研究方法概述[J];化學(xué)通報(bào);2001年04期

3 李長(zhǎng)順;;超分子材料研究進(jìn)展[J];廣東化工;2006年09期

4 詹海鶯;劉海洋;胡軍;江煥峰;;卟啉超分子的組裝合成及其應(yīng)用新進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué)(B輯:化學(xué));2009年03期

5 Э.П.Высоцкая;倪宜平;;聚酯長(zhǎng)絲的染料得色量與其超分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J];國(guó)外紡織技術(shù)(化纖、染整、三廢治理分冊(cè));1980年12期

6 咸文淑;纖維的超分子結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)[J];合成纖維;1981年04期

7 劉漢興,蘭興文;高模量維綸濕法長(zhǎng)絲超分子結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J];合成纖維;1981年06期

8 許長(zhǎng)安;;煤的超分子結(jié)構(gòu)與煤塵致病作用的特點(diǎn)[J];鐵道勞動(dòng)衛(wèi)生通訊;1983年01期

9 梁伯潤(rùn);;熱致性羥丙基纖維素液晶的超分子結(jié)構(gòu)[J];中國(guó)紡織大學(xué)學(xué)報(bào);1990年03期

10 周成飛;醫(yī)用超分子材料[J];現(xiàn)代化工;1992年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蘇成勇;;金屬-有機(jī)超分子與環(huán)境能源材料[A];2012年中西部地區(qū)無(wú)機(jī)化學(xué)化工學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

2 蘇成勇;;金屬-有機(jī)超分子結(jié)構(gòu)、組裝與應(yīng)用[A];第六屆全國(guó)物理無(wú)機(jī)化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

3 蘇成勇;;金屬-有機(jī)超分子材料與能源環(huán)境[A];第十二屆固態(tài)化學(xué)與無(wú)機(jī)合成學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

4 ;超分子結(jié)構(gòu)與材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十四屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集-第6分會(huì)：膠體與界面化學(xué)技術(shù)、應(yīng)用與產(chǎn)品[C];2013年

5 ;超分子結(jié)構(gòu)與材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十四屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集-第4分會(huì)：膠體分散與多組分體系[C];2013年

6 王憲龍;梁昌萍;周成合;;磺胺雙三唑新化合物的設(shè)計(jì)合成及其銀超分子抗菌藥物研究[A];大環(huán)化學(xué)和超分子化學(xué)的新發(fā)展——當(dāng)前學(xué)科交叉的一個(gè)重要橋梁——中國(guó)化學(xué)會(huì)全國(guó)第十五屆大環(huán)化學(xué)暨第七屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2010年

7 張鋒;陳慧蘭;;芳香碘基在新型配位超分子構(gòu)筑中的應(yīng)用[A];大環(huán)化學(xué)和超分子化學(xué)研究進(jìn)展——中國(guó)化學(xué)會(huì)全國(guó)第十二屆大環(huán)第四屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2004年

8 ;超分子結(jié)構(gòu)與材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十四屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集-大會(huì)報(bào)告[C];2013年

9 孫炎;王宏;方銘清;肖蕭;楊亞江;;圓二色譜研究具有手性結(jié)構(gòu)的超分子凝膠的相轉(zhuǎn)變行為[A];2010年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)（暨第十一次全國(guó)高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)）會(huì)議論文集[C];2010年

10 崔艷杰;劉麗;孟河;龐文琴;;一個(gè)新穎的具有超分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化化合物的水熱合成與表征[A];大環(huán)化學(xué)和超分子化學(xué)研究進(jìn)展——中國(guó)化學(xué)會(huì)全國(guó)第十二屆大環(huán)第四屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 超艾;超分子結(jié)構(gòu)與材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)論證[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2007年

2 記者：游雪晴　實(shí)習(xí)生：姜靖;超分子：探索在化學(xué)學(xué)科前沿陣地[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬新賢;苯并咪唑類衍生物超分子凝膠的制備及其發(fā)光性能研究[D];蘭州大學(xué);2015年

2 李亞男;芳香磺酸有機(jī)超分子晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合成與性能研究[D];黑龍江大學(xué);2015年

3 李杰偉;氟/氰基取代對(duì)超分子弱作用及其光電性質(zhì)影響的理論研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

4 丁雪華;基于氫鍵構(gòu)筑的含氮雜環(huán)超分子晶體結(jié)構(gòu)及其理論研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

5 岳亮;多金屬氧簇離子有機(jī)骨架自組裝[D];吉林大學(xué);2015年

6 周培;基于核苷酸配體的手性配合物和超分子組裝體的研究[D];北京理工大學(xué);2015年

7 譚麗麗;基于柱芳烴的有機(jī)功能材料的制備與應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2016年

8 閆毅;多金屬氧簇超分子復(fù)合物動(dòng)態(tài)自組裝研究[D];吉林大學(xué);2011年

9 任玲玲;超分子結(jié)構(gòu)層柱型固定化青霉素�；傅牟鍖咏M裝[D];北京化工大學(xué);2001年

10 馬棟;功能化超分子水凝膠的研究[D];中山大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 暢若星;多重氫鍵鍵合的聚乳酸/聚（乙烯-co-丁烯）超分子彈性體[D];浙江大學(xué);2016年

2 王碩;以{BW_(12)}為建筑塊的雜化材料的合成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究[D];哈爾濱師范大學(xué);2016年

3 鐘陽(yáng);CBn與發(fā)光金屬配合物的超分子自組裝研究[D];遼寧大學(xué);2013年

4 謝菊生;2-己基苯并咪唑酰腙類超分子凝膠的制備及其性質(zhì)研究[D];蘭州大學(xué);2016年

5 張遠(yuǎn)超;均苯三甲酰胺衍生物的設(shè)計(jì)合成與超分子性質(zhì)[D];吉林大學(xué);2016年

6 楊鑫;基于二苯醚羧酸的功能超分子的合成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)[D];重慶師范大學(xué);2016年

7 田玲玲;兩類水性凝膠因子與羥丙基-β-環(huán)糊精的超分子共組裝研究[D];華中科技大學(xué);2014年

8 鄒曉春;基于水溶性柱[6]芳烴構(gòu)筑的刺激響應(yīng)性超分子藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體系[D];南京航空航天大學(xué);2015年

9 廖烈強(qiáng);二胺衍生物與脂肪胺構(gòu)建新型雙組分超分子熱致可逆有機(jī)凝膠[D];贛南師范學(xué)院;2015年

10 鞏彥君;基于離子自組裝構(gòu)建的超分子納米材料及其功能[D];山東大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1024699