新型杯[4]芳烃-β-环糊精偶联物制备及其凝胶流变行为研究

摘要

将β-环糊精单元和杯[4]芳烃单元这两代超分子主体利用化学键偶联，探索具有一定功能的新型超分子主体。本文在单取代杯[4]芳烃-β-环糊精偶联物的合成、偶联物凝胶制备及凝胶流变行为研究进行以下工作:
　　1、以自制的5，11，17，23-四叔丁基-25，27-二羟基-26，28-二（乙氧羰基甲氧基）杯[4]芳烃和N-(2-胺乙基)-氨基去氧-β-环糊精（简称氨基环糊精）为原料，合成了5，11，17，23-四叔丁基-25，27-二羟基-26-（N-去氧-β-环糊精-胺乙基胺羰基甲氧基）-28-乙氧羰基甲氧基杯[4]芳烃（简称单酰胺偶联物）和5，17-二叔丁基-11-甲酰基-17-（N-去氧-β-环糊精-胺乙基胺基次甲基）-25，27-二羟基-26，28-二（乙氧羰基甲氧基）杯[4]芳烃（简称单席夫碱偶联物）两种杯[4]芳烃-β-环糊精偶联物，其中，单席夫碱偶联物为新化合物，结构经1H NMR、FT-IR及MS(Maldi-tof)确证。
　　2、研究了两个杯[4]芳烃-β-环糊精偶联物形成超分子凝胶的最低凝胶化浓度与相转移化温度，结果表明:单酰胺偶联物在DMSO/H2O(V/V=1)中最低凝胶浓度为50mg· mL-1，相转移转化温度为35℃;单席夫碱偶联物在DMSO/H2O(V/V=0.5)中最低凝胶浓度为58.33 mg·mL-1，相转移转化温度为40℃。
　　3、系统研究了单酰胺偶联物的剪切流变性能（动态温度扫描、动态时间扫描、动态应变扫描、动态频率扫描、稳态粘度扫描等）。
　　在50mg·mL-1下，单酰胺偶联物凝胶为温敏性凝胶，在20mg·mL-1、30 mg·mL-1低浓度体系试样仍然有粘弹性。低浓度时，外界微弱的剪切力和动态频率对微凝胶结构的稳定性影响较大，高浓度时，影响小。超分子凝胶强度和剪切粘度可以通过体系浓度来调控。动态应变γ0扫描结果表明:在低剪切应变下，凝胶稳定，在0.01％-10％高剪切应变下，凝胶的网络结构随应变增加受到破坏，呈剪切变稀行为。稳态粘度η扫描结果表明:在整个剪切γ范围，超分子凝胶表现非牛顿流体的剪切变稀的行为。
　　4、初步研究了单席夫碱偶联物凝胶的剪切流变性能。凝胶浓度58.33mg·mL-1下，不同温度的动态频率扫描结果表明:单席夫碱偶联物凝胶具有温敏性。在低温10℃下，呈现典型的弹性类固体响应，G'＜G'，升高温度(10℃-30℃)，G'和G均减小。在25℃、不同浓度下的稳态扫描和58.33mg·mL-1、不同温度的稳态扫描结果表明:凝胶粘度可由样品浓度与温度调控，凝胶试样的稳态η均随剪切γ增加而减小，呈典型的剪切变稀行为。不同温度凝胶样品η随温度增加而减小，不同浓度样品η随浓度增大而增大。

目录

声明

摘要

1．文献综述

1．1 杯[4]芳烃-β-环糊精偶联物合成

1．2 超分子凝胶研究进展

1．3 超分子凝胶流变行为研究

2．论文设计

2．1 选题背景

2．2 研究内容

2．3 技术路线与合成路线

2．3．1 技术路线

2．2．2 偶联物4、5的合成路线

3．杯[4]芳烃-β-环糊精偶联物的合成及结构表征

3．1 试剂与仪器

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验仪器

3．2 杯[4]芳烃、β-环糊精衍生物和酰胺类偶联化合物的合成

3．3 杯[4]芳烃衍生物3及单希夫碱偶联物5的合成

3．3．1 化合物3的合成

3．3．2 单席夫碱偶联物5的合成

3．4 结果与讨论

3．4．1 杯[4]芳烃-β-环糊精偶联化合物的合成与结构表征

3．5 本章小结

4．杯[4]芳烃-β-环糊精偶联物凝胶制备

4．1 试剂与仪器

4．1．1 实验试剂

4．1．2 实验仪器

4．2 实验部分

4．2．1 凝胶混合溶剂种类选择

4．2．2 最低凝胶化浓度测定

4．2．3 凝胶相转变温度测定

4．3 结果与讨论

4．3．1 偶联物凝胶混合溶剂种类选择

4．3．2 偶联物最低凝胶化浓度选择

4．3．3 凝胶相转变温度测量

4．4 本章小结

5．杯[4]芳烃-β-环糊精偶联物凝胶流变学行为研究

5．1 试剂与仪器

5．1．1 实验仪器

5．2 实验部分

5．2．1 凝胶振荡剪切流变学行为研究

5．3 结果与讨论

5．3．1 单酰胺偶联物凝胶流变行为测试

5．3．2 单席夫碱偶联物凝胶流变行为测试

5．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

作者简介