基于β-環(huán)糊精和長(zhǎng)鏈脂肪族二元酸的超分子自組裝研究.pdf

1、以環(huán)糊精為主體分子通過(guò)分子識(shí)別進(jìn)行自組裝的研究是目前超分子化學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。本文通過(guò)制備β-環(huán)糊精與系列長(zhǎng)鏈二元酸的包合物，探討和分析了β-環(huán)糊精與二元酸體系超分子自組裝形成包合物的過(guò)程以及包合物的結(jié)構(gòu)；在此基礎(chǔ)上制備β-環(huán)糊精與二元酸二負(fù)離子包合物并研究了包合體系在水溶液中的構(gòu)象；利用長(zhǎng)鏈脂肪族二元酸的疏水鏈段結(jié)構(gòu)，通過(guò)縮聚的方法制備了系列兩親性縮聚物并進(jìn)一步研究了縮聚物與β-環(huán)糊精的包合行為；對(duì)于形成包合物的體系進(jìn)行了包合機(jī)理

2、分析。具體內(nèi)容如下： 1．利用共沉淀法和固相研磨法兩種不同的方法制得了β-環(huán)糊精與系列長(zhǎng)鏈二元酸的超分子自組裝制備包合物；運(yùn)用傅立葉變換紅外光譜、差熱分析、元素分析、X-射線衍射分析確證了包合物的形成；包合物中β-環(huán)糊精與二元酸的物質(zhì)的量比為 2：1；β-環(huán)糊精分子通過(guò)氫鍵及疏水相互作用包覆于二元酸分子表面，形成了管道狀的[3]準(zhǔn)輪烷結(jié)構(gòu)。 2．在化學(xué)計(jì)量比為2:1的β-環(huán)糊精與二元酸包合物的基礎(chǔ)上，通過(guò)包合物與堿作用，

3、得到β-CD與二元酸雙負(fù)離子的包合物；通過(guò)紅外光譜、核磁共振氫譜證實(shí)該包合物經(jīng)過(guò)NaOH處理形成β-環(huán)糊精與二元酸雙負(fù)離子包合物的過(guò)程中保持了兩個(gè)β-環(huán)糊精分子與二元酸亞甲基鏈包合形成的[3]準(zhǔn)輪烷結(jié)構(gòu)。 3．以游離態(tài)的β-環(huán)糊精作為基準(zhǔn)，在比較1:1包合的β-環(huán)糊精與二元酸雙負(fù)離子和 2:1 的β-環(huán)糊精與二元酸雙負(fù)離子包合物核磁共振譜圖對(duì)應(yīng)氫原子核磁共振峰的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前已知的相關(guān)理論，確定了化學(xué)計(jì)量比為 1:1 的β-環(huán)

4、糊精與二元酸雙負(fù)離子包合物中亞甲基骨架采取了 gauche 紐結(jié)后的排列方式，β-環(huán)糊精分子與8個(gè)亞甲基相包合；而 2:1 的β-環(huán)糊精與二元酸雙負(fù)離子包合物中亞甲基鏈采取了反式構(gòu)象，每個(gè)β-環(huán)糊精分子與4個(gè)亞甲基進(jìn)行包合。通過(guò)二維核磁譜進(jìn)一步確定了其包合模式為[3]準(zhǔn)輪烷結(jié)構(gòu)。 4．通過(guò)縮聚反應(yīng)制備了二元酸之一(DA13)與未封端及單甲氧基封端 PEG 的四種兩親性縮聚物；在環(huán)糊精飽和水溶液體系中，利用共沉淀法，通過(guò)加入縮聚物

5、客體分子，成功地制得并離心分離出了 CP613、CP1113、CP2013與β-環(huán)糊精的包合物。 5．通過(guò)紅外光譜、X-射線衍射及核磁共振譜分析確認(rèn)了三種縮聚物包合物的形成；通過(guò)<'1>H-NMR 分析了包和物中β-環(huán)糊精與縮聚物分子鏈的包合情況，由相關(guān)氫的核磁共振峰的峰形確定了包合物中主客體分子間的包合位點(diǎn)，通過(guò)積分面積比計(jì)算出包合物中β-環(huán)糊精分子鏈數(shù)目的包合比例。 6．針對(duì)碳原子數(shù)為 13 的二元酸與單羥基封端的縮

6、聚物 (CP1113) 具有的明確的三嵌段結(jié)構(gòu)，運(yùn)用紫外—可見(jiàn)吸收光譜法、差示掃描量熱及核磁共振譜等方法分析了CP1113與β-環(huán)糊精的包合過(guò)程；確定了 CP1113 上PEO鏈節(jié)與β-CD分子的數(shù)目比為 7.5:1；因此β-環(huán)糊精除部分相對(duì)固定在酯羰基附近和在疏水結(jié)構(gòu)中心亞甲基鏈節(jié)上滑動(dòng)外，其余大部分環(huán)糊精分子與PEO鏈段進(jìn)行了包合； 7．CP1102 由于中心疏水鏈段過(guò)短，不能有效地形成縮聚物鏈與環(huán)糊精相互作用的穩(wěn)定中心，因