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《基于主客体作用的多重刺激响应型超分子水凝胶的制备及性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、基于主客体作用的多重刺激响应型超分子水凝胶的制备及性能V01.292008年1月高等学校化学CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIESNo.1124～129基于主客体作用的多重刺激响应型超分子水凝胶的制备及性能严军林,刘静,陈希,房喻(陕西师范大学化学与材料科学学院,应用表面与胶体化学教育部重点实验室,西安710062)摘要利用单一6一脱氧一6一氨基一环糊精(一CDNH)与双二茂铁亚甲基丁二胺季铵盐(FBI)之间的主一客体作用制备了一种性能特异的超分子水凝胶,该水凝胶具有显着的热可逆性和pH刺激响应性,(NH)ce(NO,)的引入导致凝胶液化,
2、体系的颜色也由淡黄色转变为墨绿色.扫描电镜结果表明,在凝胶中胶凝剂JB—CDNH:和FBI结合组成以带状纤维为特征的三维网络结构.HNMR,FTIR,XRD以及循环伏安等表征结果表明,FBI与一CDNH间的主客体包结作用和一CDNH分子间的氢键作用是凝胶形成并能稳定存在的主要原因.关键词超分子结构;口一环糊精;二茂铁;凝胶中图分类号0648.17文献标识码A文章编号0251-0790(2008)O1-0124-06除了传统的合成化学手段外,依据超分子化学原理设计搭建新型超分子结构已成为化学工作者13益重视的创造新物质的新途径¨～.与化学凝胶不同的是超分子凝胶中的网络结构依靠
3、胶凝剂分子间氢键,仃一仃堆积,疏水作用和静电作用等弱相互作用维系.这种结构上的差异使得化学凝胶和超分子凝胶在受到外场作用时会表现出完全不同的性质.例如,在搅拌,泵送和晃动等剪切作用下,两类凝胶虽然都可因为其中网络结构遭到破坏而发生相分离或相转变,对于化学凝胶,这种破坏一旦发生,就不能逆转,而超分子凝胶则有可能因剪切作用的去除而逐渐恢复.超分子凝胶所具有的这种刺激响应性使其在控制释放,组织培养,温和分离,分子材料模板合成,凝胶推进剂制备,信息储存与感知等方面表现出巨大的应用潜力-7i.除此之外,超分子凝胶又与其它凝胶类似,胶凝剂含量仅占2.5%甚至更低,这使以其为介质,在研究
4、分子识别,开展化学反应及合成新型分子材料等方面具有很大的优势.因此对超分子凝胶的研究受到了人们越来越多的关注.作为主客体化学的第二代主体分子,环糊精(Cyclodextrin,CD)以其外亲水,内疏水,能选择性地结合多种有机,无机以及生物分子形成主客体包结物的独特性质而备受关注¨砼.这种主一客体之间的相互作用不仅受客体尺寸,极性和电性等自身因素的影响,而且也受体系的温度,pH,介质极性以及场效应等外界因素的影响.因此,可以通过选择客体或改变环境条件等方式调节基于这种相互作用的超分子结构,从而控制材料的性能,实现特定的功能.自Harada等¨报道—CD与聚乙二醇的主客体相互作
5、用以来,利用CD与水溶性高分子问的主客体作用设计制备超分子水凝胶已有许多报道_】171.Tomatsu等引利用顺反结构偶氮苯与.CD的包结强度不同,将其引入侧基修饰具有十二烷基的聚丙烯酸与.CD的水凝胶体系中,使得该体系获得了光刺激响应性.这些基于主客体作用的凝胶体系大多数具有比较好的生物相容性,因而有望在药物缓释等生物医学领域获得应用.尽管cD不具有电活性,但其可以和某些尺寸匹配的氧化还原活性客体形成主客体包结物.基于此,Castro等设计制备了末端带有二茂铁(Ferrocene,Fc)基的树枝状化合物,研究了其与一CD的相互作用,发现在适当条件下,两者可以组装成为具有复
6、杂结构的高分子量,可溶性超分子包结物,但这种结构的形成与破坏可受电化学控制.Chen等将Fc组装到了碳纳米管表面,利用一CD与Fc的主客体作用制备了电化学控制的分子开关.收稿日期:2007-07—19基金项目:国家自然科学基金(批准号:20773083)和教育部科研项目(批准号:20040718001,306015)资助联系人简介:房喻,男,博士,教授,主要从事胶体与界面化学,光物理技术与应用.E-mail:yfang@snnu.educnNo,l严军林等:基于主客体作用的多重刺激响应型超分子水凝胶的制备及性能本文报道以单一6一脱氧一6一氨基一环糊精[一CDNH结构见图1(
7、A)]和双二茂铁亚甲基丁二胺的季铵盐[FBI结构见图1(B)]两种小分子间的主一客体作用为基础,搭建对化学氧化,pH和温度等多重敏感的超分子水凝胶的研究结果.1实验部分√PV1/N/^rFeI,F'e◎◎(A)(B)Fig.1Structuresof-CDNH2(A)andFBI(B)1.1试剂与仪器二茂铁(湖南湘中精细化学品厂),N,N一二甲基甲酰胺(天津科密欧化学试剂开发中心),三氯氧磷(中国亭新化工试剂厂),碘甲烷(北京化学试剂公司),无水碳酸钾,无水碳酸钠,无水氯化钙,无水硫酸镁,甲苯,正己烷,浓氨水
