具有ucst的阳离子聚多肽的合成、侧基调控及响应性的研究

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1、学校代码10530学号201510141370分类号O63密级公开硕士学位论文具有UCST的阳离子聚多肽的合成、侧基调控及响应性的研究学位申请人葛成龙指导教师唐浩宇教授学院名称化学学院学科专业化学研究方向高分子化学与物理二零一八年六月Synthesis、Side-chainRegulationandResponsivenessofCationicPolypeptideswithUCSTCandidateChenglongGeSupervisorProfessorHangyuTangCollegeCollegeofChemistyP

2、rogramChemistySpecializationPolymerChemistryandPhysicsDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018摘要刺激响应聚合物是一类对外界的刺激做出相应响应的聚合物，比如温度响应、光响应、pH响应等等，作为智能响应型高分子中的一员，在很多领域都有着潜在的应用价值，例如传感器、药物递送以及组织工程等。在这些刺激响应聚合物中，温度响应和pH响应是研究的较为广泛的。本文设计合成了一系列刺激响应1型阳离子聚多肽，通过

3、HNMR、FTIR、GPC以及CD等表征了其结构，通过UV-vis、DLS等探究了其刺激响应性，并且探究了其结构-性质的关系。这不仅丰富了刺激响应聚多肽的种类，同时也为以后相关的研究提供了指导。本文具体探究内容如下：第二章中我们通过单边酯化、环化、开环聚合、点击化学以及离子交换反应设计合成了一种侧基为锍基的具有温度和pH双重响应的阳离子聚多肽，并且对聚合物的结构与性质进行了表征与研究，我们发现该聚合物具有温度和pH双重响应性，随着pH的增大，聚合物出现了由澄清到浑浊的转变，而这一转变的pH的差值仅为0.05，并且该聚合物在一定的p

4、H范围同时具有UCST性质，随着pH的增大，聚合物的UCST相转变温度也逐渐增大，我们推测了该转变的机理为静电相互作用。同时我们发现，随着聚合物浓度和NaBF4浓度的增大，聚合物的UCST相转变温度也随之升高，随着NaCl浓度的增大，聚合物的UCST相转变温度降低。第三章中我们通过溴化、叠氮化、点击化学以及离子交换反应合成了一种侧基为Y形的具有UCST性质的阳离子聚多肽。通过FTIR以及CD测试我们知道，该聚合物在固态时和水溶液中均为α-螺旋构象，构象的稳定性同侧链的结构以及反离子的种类有关。并且该聚合物在甲醇、乙醇和去离子水中具

5、有UCST性质，其相转变温度同聚合物侧链的结构、溶剂的种类以及反离子的种类有关。为了更加深入的研究聚合物结构-性质之间的关系，我们合成了一种非Y形的聚合物PPLG-ImX(X=Br,I和BF4)并且对其进行了表征，并且比较了Y形与非Y形聚合物温敏性的差异，结果表明，聚合物在醇中温敏性的差异主要归因于氢键的作用，而在去离子水中的温敏性的差异主要来源于静电相互作用。我们随后对阳离子聚多肽的应用进行了初步的探索，在第四章中，我们设计制备了一系列PVA/聚多肽双重网络水凝胶，分析了离子基团种类、分子量、次级结构以及阳离子聚多肽含量对水凝胶

6、机械性能的影响，研究了水凝胶形成的机理。在本章中，我们提供了一个对传统PVA水凝胶改性的方法，改善了PVA水凝胶的机械性能，从而更好地诠释了阳离子聚多肽结构-性质的关系。关键词：刺激响应聚合物；聚多肽；开环聚合；水凝胶；高临界溶解温度IAbstractStimuli-responsivepolymershaverecentlyreceivedmuchattentionfortheirinterestingconformationalorchemicalchangesinresponsetoexternaltriggers,such

7、astemperature,pH,light,andotherstimuli.Theyhaveshowngreatpotentialinvariousapplications,includingsensors,drugdelivery,andtissueengineering.Amongallexternaltriggers,temperatureandpHarethemoststudiedbecausetheyarethemostcommonenvironmentstimulators.Herein,wedesignandsyn

8、thesizeaseriesofstimuli-responsivecationicpolypeptides.Themolecularstructureswerecharacterized1byHNMR,FTIR,GPCandCDandthesti