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基于亚胺键的刚柔嵌段动态超分子聚集体的构筑

山蕊

基于亚胺键的刚柔嵌段动态超分子聚集体的构筑

山蕊1
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作者信息

  • 1. 延边大学
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摘要

超分子化学是研究两个或两个以上的分子由一种或多种作用力驱动自发的从无序到有序排列或聚集的过程,这一过程能够形成具有一定几何规则的稳定结构,并且通常是动态平衡的。超分子自组装的驱动力包括非共价相互作用如氢键作用、π-π堆积作用、金属-配位作用、范德华力、偶极-偶极相互作用、亲疏水作用、主客体作用、静电作用等等[1-2]。随着超分子化学的发展,动态共价化学由于其同样具有动态可逆的特征且作用力比非共价键相互作用更强而受到广泛关注。利用动态共价化学为人们构筑新型刺激响应型材料、自愈型水凝胶、以及应用在药物传递方面的纳米囊泡等提供又一可行途径。动态亚胺键由于其反应副产物较少这一特点受到广泛关注,但其在水溶液中易发生水解。因此构筑能够在水溶液中稳定存在的亚胺键,这对其在生命体系中实现功能至关重要。 在本篇论文中我们成功设计并合成由芳醛为刚棒部分、以聚乙二醇(PEO)链为柔性部分的两亲性刚棒-线团单体分子A1、B1,它们分别与联苯二胺在不同的pH条件下反应得到含有动态亚胺键的聚合物TMa、TMb系列,通过核磁氢谱(1H-NMR)、飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、全反射红外光谱(ATR-IR)对其进行初步表征,确认在强酸性条件下亚胺键发生水解,不能稳定存在;在弱酸及碱性环境下,醛基和氨基发生反应生成亚胺键,并且其比例有所增加。随后,利用紫外-荧光光谱(UV-FL)、圆二色谱(CD)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等手段研究亚胺键的形成对其在稀溶液中发生的自组装行为的影响,实验结果表明,在稀溶液中,单体分子自组装为短的纳米管状结构或卷曲的片状结构,酸性条件下,其在稀溶液中的组装体仍保留纳米管状结构;在弱酸及碱性环境中,增大反应条件的pH,生成的亚胺键的比例有所增加,其组装体由短的纳米管状结构或卷曲的片状结构向纳米片状结构转变。由于亚胺键比例的增加,聚合物共轭单元增大,使其聚合物结构趋于平面化,π-π堆积作用增强,有利于形成纳米片状结构。降低pH至酸性时,DLS结果表明,自组装聚集体尺寸发生动态可逆变化。

关键词

亚胺键/动态共价键/动态可逆/刚柔嵌段分子/超分子聚集体

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授予学位

硕士

学科专业

化学

导师

陈铁;金龙一

学位年度

2020

学位授予单位

延边大学

语种

中文

中图分类号

O6
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