环糊精改性聚D-乳酸及其性能开题报告

1. 研究目的与意义

环糊精(简称CD)是由612个D一吡喃葡萄糖 单元通过l，4一糖苷键结合而成的一系列环状低聚糖的总称，其中研究较多且具有广泛应用价值的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子。研究表明，环糊精分子的每个D( )一吡喃葡萄糖单元都是椅式构象。由于连葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转，使得环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的圆环。由于环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够像酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体包络各种适当的客体，如有机小分子、无机离子以及气体分子等。其内腔疏水而外部亲水的特性，使其可依据范德华力、疏水相互作用力、主客体间的匹配作用等与许多有机、无机的分子离子形成包合物及分子组装体系，因而成为化学和化工研究者研究的对象和热点。环糊精的环可扩缩，故具有选择性的包合作用，即分子识别作用，其结果是形成主客体包合物，并且其本身就有酶模型的特征。因此，在催化、分离、食品、医药、农业、环保、日用化工等领域中，环糊精有着广阔的应用前景。不仅如此，由于环糊精具有环的可扩缩性和修饰特性以及分子识别分子催化作用，它已渗透到二十一世纪的热门学科： 环境科学、生命科学、能源科学、材料科学、工业、农业以及国防科学等领域。它也是新兴的主客体化学、超分子化学等研究的重要内容。由于环糊精在水中的溶解度和包结能力，通过修饰改变环糊精的理化特性已成为化学修饰环糊精的重要目的之一。

2. 国内外研究现状分析

近年来，导电聚合物因其显著的潜在应用而迅猛发展，并引起了材料化学和电化学界的关注^[1]。扬州大学的龚向东等人成功的构筑了聚苯胺一环糊精包裹复壁碳纳米管(mwnt)并修饰电极。羟基环糊精使mwnt稳定的分散在水介质中，并且促进聚苯胺和mwnt的结合。此外他们还研究了其形貌、水溶性以及导电性能。其复合材料负载金纳米粒子的循环伏安曲线研究说明对甲醇的电氧化反应有很好的电催化活性。这些研究结果显示基于聚苯胺的超分子组装在很多电化学领域有着广阔的应用前景^[2]。水溶性聚环糊精对纳米碳材料的超分子功能化是目前纳米材料研究的一个热点。扬州大学的张旺等人利用水溶性聚环糊精(cdp)制备了超分子功能化的单壁碳管、多壁碳管、石墨烯、碳60(纳米碳材料、cdpcnms)。由于碳材料与cdp的非共价键相互作用，cdpcnms在水相显示了良好的分散性。此外，他们还通过循环伏安研究了cdpcnms 的超分子识别性能。结果表明：cdpcnms不仅保留了纳米碳材料的性质，而且具备卓越的超分子识别性能^[3]。近年来，探索和合成新的抗肿瘤药物已成为人类对抗癌症的有效手段，大量的抗肿瘤新药被合成 出来并进入了临床应用研究。为此，南开大学的杨洋等人根据顺铂药物的作用原理，结合超分子化学的主一客体相互作用，合成了一种邻苯二硒桥联双β一环糊精铂(ii)配合物以及具有生物兼容性的金刚烷修饰乙二醇5000高分子，并研究了各个组分以及主一客体包合物在体内外的抗肿瘤活性。实验结果表明，合成的主客体化合物表现出了与顺铂相近的抗癌活性。因此，该项研究有望成为一种自组装超分子药物传递的新方法^[4]。 β 一cd诱导的超分子金属凝胶的gel sol转化 智能凝胶能通过gelsol相互转变或颜色变化来响应外界对其产生的温度、光学、化学等刺激，在化学传感器、光学材料、药物缓释材料等方面有重要的应用前景。为此，西北师范大学的姚红等人利用超分子可逆的非共价键相互作用自组装形成超分子凝胶比传统材料更容易实现对外界的刺激响应。他们研究发现配体n，n一二羧甲基苯并咪唑内口盐(a)在纯水中可与铅离子通过配位作用形成超分子金属有机水凝胶，而当a进入βcd空腔形成超分子包合物后，包结作用竞争配位作用使得超分子金属凝胶无法形成。但同时包结作用具有动态可逆性，因此，当对包结体系进行超声辐射或加人甲基橙作为竞争客体时，a从βcd空腔中释放，达到solgel的恢复。包结物的形成为这种超分子金属凝胶增加了更多的动态开关性能^[5]。 1992年，harada等^[6]首次发现聚乙二醇(peg)可以进入α-环糊精空腔内形成包合物，并采用红外分析、核磁共振、x射线衍射对包合物进行了表征。之后，许多高分子和环糊精的包合物被制备出来 ^[7-11]。研究表明，聚合物和环糊精形成包合物后，热稳定性有一定提高^[12,13]。β-环糊精与线型胆固醇-聚乙二醇衍生聚合物(peg-chol)生成包合物后，随着环糊精含量的增加，包合物的储能模量提高^[14]。聚合物和环糊精形成包合物后，其亲水性也会改变^[15，16]。综上所述，环糊精化学作为一门新兴的边缘热点学科越来越受到科学家的青睐。由于环糊精及其衍生物内部的疏水空腔可以参与对形状尺寸匹配的客体分子的包合和识别，这一特性不仅使其在酶的模拟、分子识别、手性分离和药物载体等方面有着广阔的应用前景，而其超分子组装为构建分子机器、反应媒介、光电材料等方面的研究和发展也奠定了基础。总而言之环糊精化学的发展在各领域的应用难以尽举。

参考文献

[1]geng y，li j，jing x，wang f．polyaniline doped with macromolecular acids[j]．synth．met．，1997，84：8182．

3. 研究的基本内容与计划

研究内容： 1、以d-乳酸为原料，采用熔融聚合制备聚d-乳酸，研究聚合工艺的影响。

2、以环糊精与d-乳酸为原料，采用熔融共聚法制备共聚物，研究原料配比对共聚物体系的影响。

3、以环糊精与聚d-乳酸为原料，采用熔融共聚法制备共聚物，研究原料配比对共聚物体系的影响。

4. 研究创新点

由于聚乳酸类材料的疏水性和降解性能差的特点对其应用造成了局限性，亲水性能是影响聚乳酸降解性的主要因素之一，为此，人们力图通过改变分子量或引入功能侧基等方法来改善其亲水性能，但这些方法都有一定的局限性，相比之下通过分子设计来改善其亲水性能具有一定的优越性。