新型環(huán)糊精功能材料的制備與性能研究.pdf

1、環(huán)糊精是由一定數(shù)量的D-(+)-吡喃葡萄糖分子通過α-1，4-糖苷鍵首尾相連形成的環(huán)狀低聚糖，其分子呈錐形筒狀結(jié)構(gòu)，外部分布著眾多具有化學(xué)反應(yīng)活性的羥基，呈親水性；內(nèi)部為疏水性空腔，從而使分子具有很好的包絡(luò)性能，可以包合不同的分子或離子，形成穩(wěn)定的包合物，是一類研究最廣泛的類酶天然生物大分子，在化學(xué)分離、醫(yī)藥、食品、化妝品、衛(wèi)生用品、包裝材料和分離材料等方面有廣泛的應(yīng)用。但其自身的一些缺點(diǎn)也限制了它們在功能材料領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。環(huán)糊精作

2、為反應(yīng)性功能材料使用時(shí)，存在兩大問題：一是其本身的反應(yīng)活性較低，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到很大限制；二是環(huán)糊精呈粉狀，在實(shí)際應(yīng)用過程中存在著如何循環(huán)使用以及和產(chǎn)物分離的問題，過去人們往往用有機(jī)溶劑萃取的方法來回收環(huán)糊精，不僅麻煩而且需要較高的成本。本文主要針對這兩大問題進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容有： 1、通過化學(xué)改性的方法合成了6位乙二胺基修飾的環(huán)糊精衍生物，與羧基酞菁通過DCC縮合方法得到了通過乙二胺連接環(huán)糊精-酞菁超分子主體化合物；FT-

3、IR譜圖存在明顯的酰胺Ⅰ鍵、酰胺Ⅱ鍵吸收峰，表明該產(chǎn)物通過酰胺鍵連接；1HNMR譜圖在6-9ppm出現(xiàn)酞菁的特定吸收峰，2-6ppm存在環(huán)糊精的吸收峰，1-2ppm出現(xiàn)亞甲基的吸收峰，說明該產(chǎn)物中存在酞菁、環(huán)糊精及亞甲基結(jié)構(gòu)；UV-vis譜圖在280-350nm、620-700nm存在明顯的B帶、Q帶等酞菁吸收峰，表明該產(chǎn)物具有與酞菁相類似的分子結(jié)構(gòu);通過原子吸收光譜測鈷原子含量，進(jìn)而計(jì)算酞菁?xì)埢暮浚Y(jié)果表明該產(chǎn)物中分子比例約為4分

4、子環(huán)糊精修飾1分子酞菁。 2、在堿性介質(zhì)中通過環(huán)氧化法將環(huán)糊精-酞菁接枝到粘膠纖維(纖維素纖維)上，用FT-IR圖譜對照考察了經(jīng)堿化處理的粘膠纖維、環(huán)氧化的粘膠纖維以及接枝環(huán)糊精-酞菁粘膠纖維，發(fā)現(xiàn)環(huán)糊精-酞菁已成接枝粘膠纖維；以酚酞作為客體分子用UV-vis考察其包合性能，發(fā)現(xiàn)該功能纖維保留有環(huán)糊精的空腔結(jié)構(gòu)，仍具有包合性能；分別用UV-vis和AAS光譜測定了功能纖維上環(huán)糊精的含量，兩者結(jié)果接近，這也在一定程度上說明了環(huán)糊精

5、-酞菁化合物中兩者的摩爾比例約為4:1。 3、通過化學(xué)改性的方法以IBX為氧化劑在DMSO中可將α-、β-、γ-環(huán)糊精氧化成相應(yīng)的6位環(huán)糊精單醛，F(xiàn)T-IR和1HNMR證實(shí)了其分子結(jié)構(gòu)；通過還原氨化反應(yīng)可將6位α-、β-、γ-環(huán)糊精單醛分別接枝到殼聚糖纖維和蠶絲纖維上，用FT-IR表征了其結(jié)構(gòu)，用UV-is以相應(yīng)的指示劑為客體考察了其包合性能，并分別測定了接枝率；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，β-環(huán)糊精對殼聚糖纖維的接枝率最高可達(dá)到15.96％，約

6、為纖維素纖維的2倍(纖維素纖維的環(huán)糊精接枝率為7.81％);而蠶絲絲素纖維的接枝率只有2.24％，這可能與其自由氨基含量較低有關(guān)，同時(shí)也從另一個(gè)側(cè)面說明了接枝率隨氨基含量的增加而增加；對同種纖維來說，接枝率α-環(huán)糊精＞p-環(huán)糊精＞γ-環(huán)糊精，這可能是由于其分子的空間尺寸決定的，分子的空間尺寸越大，位阻也越大，接枝率越低。 4、分別用α-、β-、γ-.環(huán)糊精接枝殼聚糖纖維和β-環(huán)糊精接枝蠶絲纖維包合桂皮酸、草莓醛、環(huán)丙沙星、左氟沙

7、星，考察了其包合性能和釋放行為；結(jié)果表明，接枝到氨基纖維上的各種環(huán)糊精依然保留有疏水性空腔，可包合尺寸大小適宜的有機(jī)分子;包合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，生成的包合物越不穩(wěn)定；包合反應(yīng)是分子間的范德華力在起作用；該纖維在較低溫度下包合藥物較穩(wěn)定，在較高溫度(30-40℃)下大量釋放，一般釋放度在70％以上，這為纖維的重復(fù)使用提供了可能。接枝環(huán)糊精功能纖維在適宜的條件下包合客體分子(芳香物質(zhì)、藥物分子等)，可得到具有芳香、醫(yī)療保健功能的新型