以殼聚糖為模板原位聚合制備氧化還原活性水凝膠及其應(yīng)用.pdf

1、通過簡單地把殼聚糖/對(duì)苯二酚的酸性溶液暴露在空氣中，我們合成了一種新型的氧化還原活性的水凝膠，該水凝膠是以聚對(duì)苯二酚(PHQ)作為聚合物氧化還原電對(duì)，以殼聚糖為基質(zhì)的。體系中的PHQ是以空氣中的氧氣作為氧化劑，以殼聚糖為模板通過對(duì)苯二酚(HQ)的氧化聚合反應(yīng)原位合成的。這是首次報(bào)道對(duì)苯二酚在酸性條件下的氧化聚合反應(yīng)，也首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)苯二酚的模板聚合。動(dòng)力學(xué)研究表明，當(dāng)殼聚糖/對(duì)苯二酚的摩爾比小于0.96時(shí)，聚合反應(yīng)速率與殼聚糖濃度成正比，

2、超過該點(diǎn)時(shí)，聚合反應(yīng)速率隨殼聚糖濃度的增大保持不變。該結(jié)果表明對(duì)苯二酚的模板聚合主要是遵循“選取”機(jī)理。另外，聚合反應(yīng)對(duì)對(duì)苯二酚的級(jí)數(shù)為0.375，反應(yīng)活化能為70.0 kJ/mol。殼聚糖/對(duì)苯二酚溶液中，對(duì)苯二酚的氧化聚合反應(yīng)使溶液凝膠化，凝膠化是由殼聚糖與聚對(duì)苯二酚的氫鍵作用物理交聯(lián)引起的。隨殼聚糖和對(duì)苯二酚濃度的增大以及溫度升高，凝膠化時(shí)間縮短。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明該水凝膠是氧化還原活性的，并且其氧化還原活性非常穩(wěn)定。所以該原位形成的

3、水凝膠在生物醫(yī)藥領(lǐng)域可以有很好的應(yīng)用價(jià)值。
　　為了開發(fā)殼聚糖/PHQ水凝膠的潛在應(yīng)用，以殼聚糖水凝膠為基質(zhì)，PHQ為氧化還原電對(duì)合成了新型的氧化還原活性水凝膠薄膜。首先，通過殼聚糖與戊二醛的交聯(lián)組裝單組份殼聚糖層層自組裝(LBL)膜。然后，用對(duì)苯二酚的酸性溶液處理殼聚糖LBL膜，從而在膜中引入氧化還原活性的PHQ。AFM的結(jié)果證實(shí)了PHQ的生成會(huì)引起膜的粗糙度和厚度的增加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在膜中的氧化聚合反應(yīng)也是以氧氣為氧化劑，殼聚

4、糖為模板的。殼聚糖/PHQ膜的循環(huán)伏安曲線證明了引入PHQ后，殼聚糖膜轉(zhuǎn)變成氧化還原活性的膜。該新型的氧化還原活性膜在電流型生物傳感器方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　鄰苯二酚(CQ)也能以殼聚糖為模板，氧氣作為氧化劑實(shí)現(xiàn)其氧化聚合反應(yīng)。殼聚糖酸性溶液中，鄰苯二酚的氧化聚合反應(yīng)原位生成了聚鄰苯二酚(PCQ)，用UV和FTIR進(jìn)行了表征。這是首次報(bào)道鄰苯二酚的模板聚合。動(dòng)力學(xué)研究表明:鄰苯二酚的模板聚合是遵循“選取”機(jī)理，聚合反應(yīng)對(duì)鄰苯二