基于柱芳烴的五重響應型氧化硅納米載體的制備及其可控釋放性能的研究
發(fā)布時間：2021-12-18 11:06
本論文設(shè)計了基于準輪烷結(jié)構(gòu)的納米閥門,并將其改性到介孔二氧化硅納米微球（MCM-41）的表面,從而制備出了酸性刺激/堿性刺激/Mg2+刺激/氧化還原電壓刺激/紫外光刺激等五重刺激響應型納米載體,并且研究了該納米載體的可控釋放性能。實驗主要分為以下幾個部分。首先合成出客體分子2,2’-二硫代雙[乙胺]-N-丁氨基苯（Cys-NAB）和主體分子水溶性柱[5]芳烴（WP[5]）,并通過等溫滴定量熱實驗和主客體絡合的一維核磁氫譜,來研究兩者之間的主客體絡合行為,WP[5]在Cys-NAB鏈上的移動符合預期,這也為納米載體實現(xiàn)可控釋放提供了基礎(chǔ)。其次,合成了7-（（2-溴乙基）（乙基）胺）-4-羥甲基香豆素（Br-DEAHMC）,再通過異氰酸丙基三乙氧基硅烷將Br-DEAHMC和Cys-NAB連接到MCM-41的表面,得到MCM-Cys-NAB,然后在納米載體中裝載羅丹明（RhB）和苯并三氮唑（BTA）,并用WP[5]加蓋封裝。通過透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、紅外光譜分析（FTIR）、N2吸附脫附等溫線（BET）、熱失重分析（TGA...
【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
柱[5]芳烴的俯視圖和側(cè)視圖
碩士學位論文基于柱芳烴的五重響應型氧化硅納米載體的制備及其可控釋放性能的研究3圖1.2水溶性柱[5]芳烴的合成2011年，侯軍利課題組[23]也報道了一種水溶性柱芳烴的合成。前面兩步都類似得到乙氧基羰基取代的柱[5]芳烴，而后用LiAlH4將酯基還原成醇羥基，接著經(jīng)過溴化反應、疊氮化反應和加氫還原反應，最終得到末端為氨基的水溶性柱[5]芳烴。2011年，黃飛鶴課題組報道了另一種水溶性柱[5]芳烴的制備。他們是將1，4-二溴乙氧基苯和多聚甲醛加入到1,2-二氯乙烷溶液中，并用BF3(OC2H5)2催化發(fā)生成環(huán)反應，得到1，4-二溴乙氧基取代的柱[5]芳烴，最后和三甲胺反應，生成水溶性的柱芳烴銨鹽。此外，作者還證明了這種水溶性的柱[5]芳烴與辛烷基磺酸鈉在水溶液中有出色的主客體絡合行為。2012年，該課題組又首次報道了水溶性柱[6]芳烴的合成[24]，并且它的水溶性可以通過調(diào)節(jié)pH，進行可逆的控制。1.2.2基于柱芳烴的主客體化學柱芳烴是杯芳烴的類似物，它高度對稱的特殊結(jié)構(gòu)也使得它具有著獨特的主客體絡合性能。與杯芳烴相比，其對稱結(jié)構(gòu)更有利于線狀客體分子的貫穿，并與之形成主客體復合物，此外柱芳烴的骨架更為堅硬且不易形變，這也使得它能夠與各式各樣的客體分子進行分子識別和自組裝。因此柱芳烴很受主客體化學研究者們的歡迎。2008年，Ogoshi等[25]合成了羥基取代的柱[5]芳烴，并發(fā)現(xiàn)在丙酮溶液中，它與紫羅堿鹽（C8BpyC8）和吡啶鹽（C8Py）及其派生物均有不錯的絡合能力，而與兩端接有剛性分子的金剛烷基紫羅堿鹽（AdBpyAd）[26]卻無法識別，如圖1.3，這是由于兩端的金剛烷基體積大，無法穿過柱[5]芳烴的空腔。
1緒論碩士學位論文4圖1.3柱[5]芳烴與C8BpyC8,C8Py,AdBpyAd形成的主客體復合物此外，Ogoshi課題組[27]還研究了柱芳烴與季銨鹽的主客體化學。他們將1,4-二甲氧基柱[5]芳烴在BBr3的CHCl3溶液中，可控地脫去其中一個甲基，得到單功能的柱[5]芳烴。他們發(fā)現(xiàn)，該單功能柱[5]芳烴能夠與十烷基三甲基六氟磷酸(OTMA)在CDCl3中形成主客體絡合物，而在Acetone-d6中卻沒有觀察到絡合物的形成，如圖1.4。這是因為這種主客體絡合是由陽離子-π作用驅(qū)動的，而陽離子-π作用跟溶劑的種類有關(guān)，在丙酮這種極性較強的溶劑中，陽離子-π作用也就被極大地弱化了，所以這種絡合作用只能發(fā)生在極性較小的CDCl3中。圖1.4單功能化柱[5]芳烴在不同極性的溶劑中的主客體作用2010年，Ogoshi課題組[28]報道了柱[5]芳烴與離子液體分子的主客體絡合，全羥基取代的柱[5]芳烴與1-己基-3-甲基咪唑衍生物（[C6mim]X）能夠形成1:2的主客體復合物，如圖1.5（a）。在此之前，柱[5]芳烴與客體分子絡合的化學計量數(shù)都是1:1，這是首例1:2的柱[5]芳烴-客體復合物。而在復合物中加入競爭客體辛基紫羅堿鹽（C8Bpy）后，[C6mim]X與柱[5]芳烴發(fā)生分離，如圖1.5（b）。這是因為C8Bpy與柱[5]芳烴的結(jié)合能力遠大于[C6mim]X與柱[5]芳烴的結(jié)合能力。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]層間水分子含量對銅鐵水滑石超分子作用力的影響[J]. 施煒,胡軍,倪哲明,李遠,劉嬌. 物理化學學報. 2012(08)
本文編號：3542262
【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
柱[5]芳烴的俯視圖和側(cè)視圖
碩士學位論文基于柱芳烴的五重響應型氧化硅納米載體的制備及其可控釋放性能的研究3圖1.2水溶性柱[5]芳烴的合成2011年，侯軍利課題組[23]也報道了一種水溶性柱芳烴的合成。前面兩步都類似得到乙氧基羰基取代的柱[5]芳烴，而后用LiAlH4將酯基還原成醇羥基，接著經(jīng)過溴化反應、疊氮化反應和加氫還原反應，最終得到末端為氨基的水溶性柱[5]芳烴。2011年，黃飛鶴課題組報道了另一種水溶性柱[5]芳烴的制備。他們是將1，4-二溴乙氧基苯和多聚甲醛加入到1,2-二氯乙烷溶液中，并用BF3(OC2H5)2催化發(fā)生成環(huán)反應，得到1，4-二溴乙氧基取代的柱[5]芳烴，最后和三甲胺反應，生成水溶性的柱芳烴銨鹽。此外，作者還證明了這種水溶性的柱[5]芳烴與辛烷基磺酸鈉在水溶液中有出色的主客體絡合行為。2012年，該課題組又首次報道了水溶性柱[6]芳烴的合成[24]，并且它的水溶性可以通過調(diào)節(jié)pH，進行可逆的控制。1.2.2基于柱芳烴的主客體化學柱芳烴是杯芳烴的類似物，它高度對稱的特殊結(jié)構(gòu)也使得它具有著獨特的主客體絡合性能。與杯芳烴相比，其對稱結(jié)構(gòu)更有利于線狀客體分子的貫穿，并與之形成主客體復合物，此外柱芳烴的骨架更為堅硬且不易形變，這也使得它能夠與各式各樣的客體分子進行分子識別和自組裝。因此柱芳烴很受主客體化學研究者們的歡迎。2008年，Ogoshi等[25]合成了羥基取代的柱[5]芳烴，并發(fā)現(xiàn)在丙酮溶液中，它與紫羅堿鹽（C8BpyC8）和吡啶鹽（C8Py）及其派生物均有不錯的絡合能力，而與兩端接有剛性分子的金剛烷基紫羅堿鹽（AdBpyAd）[26]卻無法識別，如圖1.3，這是由于兩端的金剛烷基體積大，無法穿過柱[5]芳烴的空腔。
1緒論碩士學位論文4圖1.3柱[5]芳烴與C8BpyC8,C8Py,AdBpyAd形成的主客體復合物此外，Ogoshi課題組[27]還研究了柱芳烴與季銨鹽的主客體化學。他們將1,4-二甲氧基柱[5]芳烴在BBr3的CHCl3溶液中，可控地脫去其中一個甲基，得到單功能的柱[5]芳烴。他們發(fā)現(xiàn)，該單功能柱[5]芳烴能夠與十烷基三甲基六氟磷酸(OTMA)在CDCl3中形成主客體絡合物，而在Acetone-d6中卻沒有觀察到絡合物的形成，如圖1.4。這是因為這種主客體絡合是由陽離子-π作用驅(qū)動的，而陽離子-π作用跟溶劑的種類有關(guān)，在丙酮這種極性較強的溶劑中，陽離子-π作用也就被極大地弱化了，所以這種絡合作用只能發(fā)生在極性較小的CDCl3中。圖1.4單功能化柱[5]芳烴在不同極性的溶劑中的主客體作用2010年，Ogoshi課題組[28]報道了柱[5]芳烴與離子液體分子的主客體絡合，全羥基取代的柱[5]芳烴與1-己基-3-甲基咪唑衍生物（[C6mim]X）能夠形成1:2的主客體復合物，如圖1.5（a）。在此之前，柱[5]芳烴與客體分子絡合的化學計量數(shù)都是1:1，這是首例1:2的柱[5]芳烴-客體復合物。而在復合物中加入競爭客體辛基紫羅堿鹽（C8Bpy）后，[C6mim]X與柱[5]芳烴發(fā)生分離，如圖1.5（b）。這是因為C8Bpy與柱[5]芳烴的結(jié)合能力遠大于[C6mim]X與柱[5]芳烴的結(jié)合能力。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]層間水分子含量對銅鐵水滑石超分子作用力的影響[J]. 施煒,胡軍,倪哲明,李遠,劉嬌. 物理化學學報. 2012(08)
本文編號：3542262
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