功能性膽甾化合物的設計合成、分子組裝及對環(huán)境的響應能力.pdf

1、大自然通過創(chuàng)造精美的復雜分子自組裝形成超分子結構來維持生命的進行。因此,開發(fā)環(huán)境響應的超分子功能材料將顯得特別重要。雖然有機小分子凝膠通過平衡分子間氫鍵作用、π-π相互作用、范德華力等可以形成有序的三維網絡結構,從而使合適的有機溶劑凝膠化,但是設計刺激誘導的有機小分子凝膠作為一類新型的自組裝材料仍然充滿挑戰(zhàn)。本論文設計合成了四類基于膽甾基團的有機小分子凝膠因子,在此基礎上詳細研究了外部刺激對凝膠的形貌結構、成膠機理、分子堆積結構的影響。

2、全文包括以下四個部分:
　　 1.超聲波誘導、熱力學修復的可逆有機凝膠體系
　　 1)合成了一系列含膽甾和萘酰胺的凝膠因子、通過控制可形成氫鍵的個數及強弱來調控其成凝膠行為,發(fā)現含有兩個氫鍵位點的凝膠可由超聲波控制形成二維的表面結構;
　　 2)該凝膠可通過溶膠-凝膠的熱力學過程轉換變成三維空心球結構,這兩種結構可多次可逆轉換,且其表面疏水性也發(fā)生相應的變化;
　　 3)首次在凝膠體系中實現由超聲波誘導、

3、熱力學修復的表面結構和疏水性變化,對聲音對軟材料及生物組織的影響提出了有價值的分子模型。
　　 2.超聲波調控的不同空間尺度自組裝凝膠體系
　　 1)設計合成了一類含有不同長度碳鏈膽甾和萘酰胺的凝膠因子;通過控制可形成氫鍵的空間環(huán)境和分子的溶解性來調控其成凝膠行為;
　　 2)隨著碳鏈的增加,凝膠結構由三維空心球過渡到乳凸狀纖維結構,凝膠機械強度開始下降,超聲波的輻射對凝膠結構的影響開始減小。
　　 3)

4、通過溶膠-凝膠的轉變過程發(fā)現:在超聲輻射和熱力學修復狀態(tài)下的凝膠,表面疏水性能發(fā)生相應的變化;同時,超聲波在納秒范圍內產生熱壓,選擇性地調節(jié)了分子間和分子內聚集的非共價鍵之間的相互作用。
　　 3.自發(fā)驅動的凝膠體系的研究
　　 1)設計合成了一種含有多個氫鍵的膽甾、方酸以及萘酰胺的C2對稱的凝膠化合物。該化合物的方酸核能夠與脂肪多胺作用形成凝膠,同時凝膠以動力學的方式自發(fā)地收縮并釋放溶劑;
　　 2)通過溶膠-

5、凝膠的轉變過程發(fā)現:在熱力學的條件下,這種收縮的凝膠能夠恢復到最初狀態(tài)并吸入所有溶劑。因此,這種凝膠可以充當溶劑泵把凝膠內的物質通過動力學作用運送到凝膠之外;
　　 3)通過時間依賴的XRD和CLSM的測試,我們發(fā)現凝膠從層狀的囊泡逐漸轉變成緊密堆集的六方結構。這種自發(fā)釋放現象清楚地顯示該凝膠體系對外界刺激有較好響應,因此在生物應用、藥物緩釋等方面都存在著廣泛的應用前景。
　　 4.超聲波觸發(fā)上轉換納米晶(UCNPs)的

6、自組裝凝膠體系
　　 1)設計合成了一類含有不同肽鏈長度的膽甾酸和萘酰胺的凝膠化合物,在上轉換納米晶(UCNPs)存在下,通過分子間強的氫鍵相互作用及范德華力在超聲波的觸發(fā)下形成有機凝膠;
　　 2)上轉換納米晶(UCNPs)的加入增強了凝膠的機械強度,同時在980nm激光的激發(fā)下發(fā)出不同顏色的光,形成多彩色的熒光有機凝膠,由于分子間的相互作用而使這個兩組分體系更加穩(wěn)定;
　　 3)超聲控制了含有油酸的上轉換納米