基于轮烷结构的滑动环凝胶合成与表征综述
摘要:本文首先介聚轮烷凝胶的结构特点,并对以环糊精为主体,聚乙二醇为客体的超分子体系做举例,比较滑动轮凝胶相较于传统凝胶的优势及其特点。最后对滑动轮凝胶的研究意义做详细的介绍。
关键词:超分子;alpha;环糊精;聚轮烷;滑动轮凝胶
一、文献综述
超分子化学(supramolecular chemistry)亦称为主-客体化学(host-guest chemistry),它研宄的内容是分子间非共价键(如范德华作用力、氢键、亲-疏水相互作用、pi;-pi;键、静电引力、金属配位键)作用,研究的主体是比分子本身更复杂的集合体,超分子集合体通过分子间特有的相互作用力集合并组织起来。具有特定功能的超分子体系是通过主体和客体之间的分子识别,依靠分子间非共价键弱的相互作用力选择性地结合在一起形成的。
Paul Ebrlich的受体理论、Emil Fisher的“锁-钥”模型、Alfred Werner的配位理论是超分子化学的三个理论基础。
超分子科学体系以分子识别为基础、分子自组装为手段、组装体的功能为目标,在分子自组装、分子识别、超分子手性、超分子器件、超分子聚合物方面有很多应用,聚轮烷结构的超分子为其中分子识别与组装的一个重要应用,通常将超分子体系中的大环状物质称为主体,如环糊精、冠酿、杯芳烃、葫芦脲、环肽等等,区别于主体分子的另一组分客体分子则包含了从无机物小分子到高聚物高分子的众多化物种类。
而其中聚轮烷是通过自组装作用得到的一种内锁型主客体超分子体系,环状分子贯穿入线型高分子链,所形成的超分子结构引起了人们极大的兴。环状分子在轴聚合物分子链上可以滑动和旋转,使得聚轮烧成为具有独特的动力学特性的功能纳米材料。基于聚轮烷结构所设计的功能纳米材料已有报道。如将一个上的邻近环状分子进行交联,可以形成纳米分子管道;在此分子管道中加入导电聚合物可以形成纳米导电分子线。由于结构上的环状分子可以滑动和旋转,因此可以将设计成具有特殊动力特性的分子装置如分子梭、药物传输系统、多元配位体、能量传输体系以及带有可移动介晶侧链的结晶聚合物此外,己经用来制备一种新颖的聚合物网络结构,称之为“滑动环材料”。滑动环材料是通过将不同上的环糊精分子通过交联反应而形成的具有拓扑交联结构的材料。两个环糊精之间的交联点呈“8”字型,可以沿着高分子链自由滑动,因此就如滑轮作用一样,可以平衡材料的内应力。这种滑动的特性给予了滑动环材料独特的物理特性。滑动环材料的机械性能与一些生物材料的性能相似,如哺乳动物的皮肤、血管和组织。因此这种滑动环凝胶能够用来做制造隐形眼镜、人造皮肤和血管。所制备的无溶剂的滑动环弹性体的防划痕性能已经应用于手机的表面涂层。
本文选用了以环糊精为主体,聚乙二醇为客体的超分子体系。
