含硼酸基团光学活性螺旋取代聚炔的制备与应用

摘要

功能性的硼酸基团能够与含有顺式多羟基的醇类、糖类、酚类发生络合生成可逆的硼酸酯键，并且这种动态、可逆的络合作用受外界pH的影响。基于可逆硼酸酯键来构筑智能响应性高分子已经成为当今的研究热点。含有硼酸的聚合物被广泛地应用于胰岛素的控释、糖蛋白的特异性识别、响应材料、生物传感器、药物载体与靶向控释等诸多领域。硼酸作为构筑智能聚合物材料及超分子材料的重要结构单元，已经受到科研工作者的广泛关注。
　　作为一种十分重要的手性表现形式，螺旋结构在自然界和生命体中无处不在，如遗传物质DNA、蛋白质结构、蜗牛的螺壳，可以说，螺旋结构对物质的性能、作用等有着深远的影响。取代炔类螺旋聚合物既可以将功能性的基团引入到聚合物中来，又保留有特殊的螺旋结构，因而被视为一种重要的功能性聚合物。本文中，我们制备了含有硼酸基团的取代炔单体，以此单体作为功能性单体，制备了光学活性的聚合物微球与凝胶并将材料应用于对映体的手性吸附与控释，主要研究内容如下:
　　1、成功合成了一种含有硼酸基团的取代炔单体，用此单体与手性取代炔丙酰胺单体共聚，采用悬浮聚合的方法，制备了含有硼酸基团的聚合物微球，扫面电镜的结果显示微球的直径为425±75μm，粒径均一。X射线光电子能谱显示，硼酸基团富集于聚合物微球的表面，这是硼酸基团的亲水性所致。圆二色谱和紫外光谱表明，组成微球的聚合物分子链形成了单手过量的螺旋结构，即聚合物微球表现出光学活性。当外界pH为碱性时，可以实现聚合物微球对多巴对映体的手性吸附，即优先吸附左旋多巴。当pH为酸性时，微球对多巴对映体表现出明显的手性控释效果，优先释放右旋多巴。吸附和控释实验表明组成微球的聚合物分子链的螺旋结构与功能性的硼酸基团在手性吸附与控释过程中起到了协同作用。
　　2、利用含有硼酸的取代炔丙酰胺单体与含有邻苯二酚基团的取代炔单体分别与手性单体以一定的摩尔比共聚，得到两种共聚物分子，圆二色谱和紫外光谱表明两种共聚物都形成了单手过量的螺旋结构。碱性条件下，两种共聚物上的硼酸基团与邻苯二酚基团发生络合，从而使聚合物分子链互相交联缠结形成凝胶。圆二色谱和紫外光谱表明共聚物凝胶依旧保持了光学活性。酸性条件下，随着硼酸酯键的解离，包裹于凝胶中的丙氨酸对映体被缓慢释放出来，并且聚合物凝胶对多巴对映体表出现手性控释的效果，即优先释放D体丙氨酸。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 取代炔类聚合物材料及其应用

1．1．1 取代炔类聚合物概述

1．1．2 取代炔类螺旋聚合物材料

1．1．3 取代炔类螺旋聚合物材料的应用

1．2 含有功能性硼酸基团的聚合物材料及其应用

1．2．1 含有硼酸基团的聚合物材料

1．2．2 含硼酸聚合物材料的应用

1．3 本课题的提出及意义

第二章 含硼酸的光学活性聚合物微球的制备及应用

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂及仪器

2．2．2 含硼取代炔单体的合成

2．2．3 含硼酸取代炔聚合物微球的制备

2．2．4 聚合物微球的吸附实验

2．2．5 聚合物微球的手性控释实验

2．2．6 聚合物微球的解吸与循环利用实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 含硼取代炔单体的表征

2．3．2 含硼酸光学活性聚炔微球的制备及其性能研究

2．3．3 聚合物微球对多巴对映体的手性吸附

2．3．4 含硼酸手性共聚物微球的手性控释及循环使用

2．4 本章小结

第三章 基于硼酸-儿茶酚胺络合作用的取代炔类光学活性聚合物凝胶的制备及应用

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂及仪器

3．2．2 含有硼酸及邻苯二酚侧基的手性共聚物的制备

3．2．3 基于硼酸-儿茶酚胺络合作用的聚合物凝胶的制备

3．2．4 聚合物凝胶的手性控释实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 含有硼酸及邻苯二酚侧基的手性共聚物的表征

3．3．2 基于硼酸-儿茶酚胺络合作用的聚合物凝胶的制备及性能表征

3．3．3 共聚物凝胶的手性控释

3．4 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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