含側鏈多胺準聚輪烷的合成及性質研究.pdf

1、葫蘆脲因其特殊的結構特征，已成為國內外研究熱點，特別是近幾年，葫蘆脲分子自組裝形成輪烷或者準輪烷在分子開關、分子梭、信息存儲等方面，以及葫蘆脲的主客體化學在生物體和藥物緩釋等方面都具有潛在價值。本文設計合成了不同結構特征具有葫蘆脲結構的準輪烷聚合物，探索了不同聚合物的聚集行為，同時研究了聚合物與DNA的鍵合作用，并制備了金納米粒子材料。論文首先綜述了葫蘆脲及其在多胺聚合物方面的研究應用成果，從而闡明了論文選題的科學意義，并圍繞多胺聚合物

2、與葫蘆脲的超分子相互作用進行了一系列理論與應用方面的研究。
　　 (1)設計合成了N-3-乙烯芐基丁二銨鹽酸鹽與葫蘆脲組裝輪烷單體，利用帶有葫蘆脲的N-3-乙烯芐基丁二銨鹽酸鹽的準聚輪烷單體(3VBCB)以過硫酸鉀(KPS)做引發(fā)劑，在水溶液中通過自由基聚合生成新型側鏈準聚輪烷P3VBCB。其結構通過1H NMR、EA、FT-TR、TGA、DSC和激光光散射進行了表征、測試和分析。同時，通過P3VBCB與DNA在溶液中電泳、UV

3、-Vis、熒光分析發(fā)現(xiàn)P3VBCB與DNA存在相互作用，且呈現(xiàn)正相關關系。P3VBCB具有較姒做壞DNA雙螺旋結構的性質，顯示較強的DNA變性劑的特征。
　　 (2)利用準輪烷單體N-3-乙烯芐基丁二銨鹽酸鹽和葫蘆[6]脲合成一種新的準輪烷單體與丙烯酰胺(AM)通過自由基聚合反應制備了具有準輪烷結構的共聚物PAM3VBCB。1H NMR，F(xiàn)TIR，元素分析數(shù)據(jù)表明葫蘆[6]脲穿在了聚合物的側鏈上，并沒有因為聚合反應而從側鏈脫落；

4、TGA和DSC表征數(shù)據(jù)表明聚合物的熱穩(wěn)定性隨著側鏈葫蘆[6]脲個數(shù)的增加而增強，主要是由于隨著側鏈葫蘆[6]脲個數(shù)的增加，共聚物的結構剛性增加導致的。DLS數(shù)據(jù)表明共聚物的水合動力學半徑隨著共聚物濃度的增加而增加，而且由于隨著溶液pH的增加，小分子葫蘆[6]脲從共聚物側鏈的脫落，造成其隨著溶液pH的增加而跳躍增加。同時出于葫蘆[6]脲的脫落，PAM3VBCB溶液的pH和電導率隨著NaOH滴加量的增加而出現(xiàn)跳躍。
　　 (3)制備

5、了單體N'-(乙烯基芐基)-1，4-丁二銨鹽酸鹽(4VB)和葫蘆[6]脲組裝合成一種新的準輪烷單體4VBCB，然后在水溶液中用K2S2O8為引發(fā)劑通過4VBCB與丙烯酰胺(AM)通過自由基聚合反應制備了帶有葫蘆[6]脲結構的共聚物PAM4VBCB，并通過1H NMR，F(xiàn)TIR，元素分析，激光光散射，TGA和DSC對其結構進行了表征。TGA和DSC數(shù)據(jù)表明共聚物的熱力學性質隨著AM與4VBCB摩爾比的降低而增強，DLS數(shù)據(jù)表明共聚物的平均

6、水合動力學半徑隨著共聚物濃度的增加而增加，這是由于側鏈準聚輪烷分子間相互作用的結果。PAM4VBCB-4水合動力學半徑隨著pH升高而突躍增加，這主要因為隨著pH升高，準聚輪烷中的葫蘆[6]脲脫落。在PAM4VBCB存在下用氯會酸與與硼氫化鈉通過水熱反應形成會納米顆粒負載的碳膜復合材料進行研究，通過XRD和TEM研究了金納米顆粒負載的碳膜復合材料的形貌特征，實驗結果表明共聚物PAM4VBCB可以通過簡易和對環(huán)境友好的條件制備尺寸在5-25

7、mm的會納米顆粒負載的碳膜復合材料。
　　 (4)利用4VBCB與N-異丙基丙烯酰胺(NAM)在水溶液中通過自由基引發(fā)的聚合反應制備了具有溫敏的含準輪烷結構的共聚物PNAM4VBCB，通過1HNMR，F(xiàn)TIR，元素分析，激光光散射，TGA和DSC對其結構進行了表征。DLS數(shù)據(jù)顯示準輪烷結構的水合動力學半徑隨著共聚物濃度的增加而增加。通過DLS和UV-Vis研究了共聚物的溫敏性，并且它們的相轉變溫度能夠通過調節(jié)NAM/4VBCB在

8、共聚物中的摩爾比進行控制。由于隨著溶液pH的增加準輪烷結構的小分子葫蘆[6]脲脫落，造成PNAM4VBCB溶液的pH和電導率隨著pH增加而出現(xiàn)突躍。同時，以PNAM4VBCB為模板用水熱合成一步法合成了會納米顆粒負載的碳膜復合材料。我們通過TEM研究金納米顆粒負載的碳膜復合材料來探究實驗驗條件對金納米顆粒負載情況的影響，實驗結果表明金納米顆粒的尺寸在5-25 nm的，并通過控制實驗參數(shù)成功的實現(xiàn)了兩種形貌的轉化
　　 (5)利用

9、一種準輪烷單體4VBCB與N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)通過自由基引發(fā)的聚合反應制備了具有準輪烷結構的共聚物PDMAA4VBCB。共聚物的結構通過1H NMR，F(xiàn)TIR，元素分析，掃描電鏡進行了表征，采用激光光散射測定了共聚物的分子量。掃描電鏡表明隨著4VBCB與DMAA的摩爾比例的增加，共聚物形成的小球直徑增加。DLS數(shù)據(jù)還表明共聚準輪烷PDMAA4VBCB具有溫度敏感的性質，并且相變溫度能夠通過調整共聚準輪烷中的DMAA4VBC