摘要
小分子有机凝胶因子在弱的非共价力相互作用下使溶剂固化在三维网状的纤维结构中,得到纳米软材料。热可逆性,敏感性和可触变性等优势让凝胶材料在传感器,纳米模板材料,药物控制释放等领域上颇有建树。引发越来越多的科研工作者通过微观调控分子结构,以达到预期的实验设想。 (1)简述小分子有机凝胶(LMOGS)及溶剂对凝胶化的影响,详细描述了凝胶自组装的驱动力种类。基于刺激响应型应用介绍了香豆素骨架构筑的小分子有机凝胶研究进展。 (2)染料污染破坏生态系统,给环境造成了严重问题。为了控制染料污染,设计并合成了三种新型香豆素基查尔酮有机凝胶因子Y1-3。在叔丁醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯和叔戊醇中表现出热可逆的凝胶行为。XRD、FI-IR和SEM研究推测了凝胶Y1-3自组装过程中存在π-π堆积,范德华力及分子间氢键。连接在查尔酮一侧的烷基链的增长会使干凝胶的层状网络结构变大,空隙增大,有利于吸附水中的染料。凝胶Y1-3在紫外灯光照射下表现出不可逆的凝胶行为。 (3)基于香豆素基查尔酮有机凝胶因子Y2-3,水合肼闭环合成两种新型香豆素基吡唑啉有机凝胶因子。凝胶剂Z1-2在醇溶剂和DMSO溶液中均有凝胶化行为,叔丁醇中形成的凝胶(CGC=1.84%,1.41%)在紫外光照射下分别发出蓝色和黄绿色荧光。Z1-2在VTHF/Vdeionizedwater=9:1溶液中可以特异性识别Fe3+,并表现出较高的灵敏度。值得注意的是,在香豆素单元的7位上引入二乙胺基会增大检测线范围。此外,Z2在BHK-21活细胞中具有较低的毒性,而且可以在细胞核中感知Fe3+荧光猝灭。 (4)设计并合成新型双香豆素基查尔酮凝胶因子W,在乙醇、叔丁醇和异丙醇溶液中具有良好的凝胶行为。紫外吸收光谱,红外光谱和XRD测试表达凝胶化的驱动力分别为:π-π堆积,氢键作用和范德华力。在Teas图中分析了溶剂对凝胶化行为的影响。分子结构中的两个羟基使凝胶因子W在VTHF/Vdeionizedwater=9:1溶液中对金属Al3+特异性识别。凝胶因子W在BHK-21和Hela活细胞中毒性低,说明凝胶材料W在生物医药方面有一定的应用前景。