新型兩親性甾族衍生物的合成及其自組裝行為的研究.pdf

1、分子自組裝可用于制備多種多樣的具有先進(jìn)結(jié)構(gòu)和功能的納米材料，是當(dāng)前研究的一個(gè)研究熱點(diǎn)，在仿生學(xué)、材料學(xué)、分離技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都具有很高的研究?jī)r(jià)值。因此，研究?jī)捎H性分子自組裝行為非常必要。 甾族化合物是一類天然產(chǎn)物，常用作分子組裝的構(gòu)造子，也是液晶、雙分子層脂質(zhì)膜的重要組成部分。這些性質(zhì)與其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(含有疏水的甾環(huán)結(jié)構(gòu)和不對(duì)稱碳原子、具有剛性)密切相關(guān)。氨基葡萄糖是天然產(chǎn)物，生物相容性好；分子中含有手性碳原子，為手性識(shí)別提

2、供基礎(chǔ)；含有羥基和氨基，利于形成氫鍵。本研究利用氨基葡萄糖對(duì)膽固醇、脫氧膽酸等甾族化合物進(jìn)行親水改性，合成了一類新型的兩親性甾族衍生物；通過溶膠—凝膠法和超聲乳化溶劑擴(kuò)散法制備該類甾族衍生物的納米材料，考察其自組裝行為。主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.設(shè)計(jì)、合成了新型的兩親性甾族衍生物—N—膽固醇琥珀酰基氨基葡萄糖(N—cholesteryl succinyl glucosamine，CSG)和N—脫氧膽酰基氨基葡萄糖(N—deoxyc

3、holyl glucosamine，DCG)，并采用傅立葉紅外波譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometry，F(xiàn)T—IR)、核磁共振波譜儀(Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry，NMR)和質(zhì)譜等分析儀器對(duì)原料、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。以上兩個(gè)化合物，未見文獻(xiàn)報(bào)道。 2.采用溶膠—凝膠法制備CSG和DCG的自組裝體并考察二者在16種不同

4、極性溶劑中形成凝膠的能力。濃度為5.0mg/mL時(shí)，CSG能使其中的5種醇類有機(jī)試劑形成凝膠，而DCG在16種溶劑中都無法形成凝膠。通過掃描電鏡(Scanning Electron Microscopy，SEM)、透射電鏡(Transmission Electron Microscopy，TEM)、圓二色譜(Circular Dichroism，CD)和小角X—射線衍射儀(Small—angleX—ray Diffraction，SAX

5、RD)考察CSG分子自組裝行為結(jié)果表明，CSG形成的聚集體具有多級(jí)結(jié)構(gòu)：首先CSG通過手性堆疊自組裝形成直徑在9—10nm的細(xì)納米纖維，這些細(xì)的納米纖維再以不規(guī)則的六方堆積的方式進(jìn)行排列，構(gòu)成直徑在40-100nm的粗納米纖維(即細(xì)納米纖維的“捆束”)，最后粗納米纖維互相粘連形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，使有機(jī)溶劑“固定”，從而形成凝膠；以CSG有機(jī)凝膠為模板，四乙氧基硅烷(TEOS)為前體，通過溶膠—凝膠聚合的方法制備了直徑大約為100nm的二

6、氧化硅納米管。 3.采用超聲乳化溶劑擴(kuò)散法制備CSG和DCG的納米材料。利用掃描電鏡、透射電鏡、小角X—射線衍射儀和動(dòng)態(tài)光散射研究自組裝體的性質(zhì)。CSG自組裝體系表現(xiàn)出pH值敏感的自組裝行為：當(dāng)水相的pH值大于4.7時(shí)，超聲后CSG能均勻分散形成帶乳光的納米分散液，電鏡結(jié)果顯示CSG先自組裝形成具有高軸向比的細(xì)納米纖維，然后又聚集形成直徑在50-100納米范圍內(nèi)的粗納米纖維；當(dāng)水相pH值小于4.7時(shí)，超聲后CSG無法分散均勻，迅

7、速形成白色絮狀沉淀，本研究認(rèn)為這是分子間的氫鍵被破壞的結(jié)果。對(duì)于DCG自組裝體系，有機(jī)相的組成和水相的pH值對(duì)自組裝體的形態(tài)具有重要影響。當(dāng)以二甲基亞砜作為有機(jī)相時(shí)，通過控制水相的pH值可以使DCG聚集體的形態(tài)從膠束向囊泡轉(zhuǎn)變。而且隨著納米分散液靜置時(shí)間的延長(zhǎng)，在酸性條件下形成的DCG囊泡發(fā)生融合現(xiàn)象。DCG分子自組裝表現(xiàn)出pH敏感性目前未見文獻(xiàn)報(bào)道。以經(jīng)典的分子堆積參數(shù)理論和關(guān)于膠體穩(wěn)定性的Derjaguin—Landau—Verwe