功能性膽甾化合物的設(shè)計(jì)合成、分子組裝及對(duì)環(huán)境的響應(yīng)能力.pdf

1、大自然通過(guò)創(chuàng)造精美的復(fù)雜分子自組裝形成超分子結(jié)構(gòu)來(lái)維持生命的進(jìn)行。因此,開(kāi)發(fā)環(huán)境響應(yīng)的超分子功能材料將顯得特別重要。雖然有機(jī)小分子凝膠通過(guò)平衡分子間氫鍵作用、π-π相互作用、范德華力等可以形成有序的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而使合適的有機(jī)溶劑凝膠化,但是設(shè)計(jì)刺激誘導(dǎo)的有機(jī)小分子凝膠作為一類新型的自組裝材料仍然充滿挑戰(zhàn)。本論文設(shè)計(jì)合成了四類基于膽甾基團(tuán)的有機(jī)小分子凝膠因子,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)研究了外部刺激對(duì)凝膠的形貌結(jié)構(gòu)、成膠機(jī)理、分子堆積結(jié)構(gòu)的影響。

2、全文包括以下四個(gè)部分:
　　 1.超聲波誘導(dǎo)、熱力學(xué)修復(fù)的可逆有機(jī)凝膠體系
　　 1)合成了一系列含膽甾和萘酰胺的凝膠因子、通過(guò)控制可形成氫鍵的個(gè)數(shù)及強(qiáng)弱來(lái)調(diào)控其成凝膠行為,發(fā)現(xiàn)含有兩個(gè)氫鍵位點(diǎn)的凝膠可由超聲波控制形成二維的表面結(jié)構(gòu);
　　 2)該凝膠可通過(guò)溶膠-凝膠的熱力學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)換變成三維空心球結(jié)構(gòu),這兩種結(jié)構(gòu)可多次可逆轉(zhuǎn)換,且其表面疏水性也發(fā)生相應(yīng)的變化;
　　 3)首次在凝膠體系中實(shí)現(xiàn)由超聲波誘導(dǎo)、

3、熱力學(xué)修復(fù)的表面結(jié)構(gòu)和疏水性變化,對(duì)聲音對(duì)軟材料及生物組織的影響提出了有價(jià)值的分子模型。
　　 2.超聲波調(diào)控的不同空間尺度自組裝凝膠體系
　　 1)設(shè)計(jì)合成了一類含有不同長(zhǎng)度碳鏈膽甾和萘酰胺的凝膠因子;通過(guò)控制可形成氫鍵的空間環(huán)境和分子的溶解性來(lái)調(diào)控其成凝膠行為;
　　 2)隨著碳鏈的增加,凝膠結(jié)構(gòu)由三維空心球過(guò)渡到乳凸?fàn)罾w維結(jié)構(gòu),凝膠機(jī)械強(qiáng)度開(kāi)始下降,超聲波的輻射對(duì)凝膠結(jié)構(gòu)的影響開(kāi)始減小。
　　 3)

4、通過(guò)溶膠-凝膠的轉(zhuǎn)變過(guò)程發(fā)現(xiàn):在超聲輻射和熱力學(xué)修復(fù)狀態(tài)下的凝膠,表面疏水性能發(fā)生相應(yīng)的變化;同時(shí),超聲波在納秒范圍內(nèi)產(chǎn)生熱壓,選擇性地調(diào)節(jié)了分子間和分子內(nèi)聚集的非共價(jià)鍵之間的相互作用。
　　 3.自發(fā)驅(qū)動(dòng)的凝膠體系的研究
　　 1)設(shè)計(jì)合成了一種含有多個(gè)氫鍵的膽甾、方酸以及萘酰胺的C2對(duì)稱的凝膠化合物。該化合物的方酸核能夠與脂肪多胺作用形成凝膠,同時(shí)凝膠以動(dòng)力學(xué)的方式自發(fā)地收縮并釋放溶劑;
　　 2)通過(guò)溶膠-

5、凝膠的轉(zhuǎn)變過(guò)程發(fā)現(xiàn):在熱力學(xué)的條件下,這種收縮的凝膠能夠恢復(fù)到最初狀態(tài)并吸入所有溶劑。因此,這種凝膠可以充當(dāng)溶劑泵把凝膠內(nèi)的物質(zhì)通過(guò)動(dòng)力學(xué)作用運(yùn)送到凝膠之外;
　　 3)通過(guò)時(shí)間依賴的XRD和CLSM的測(cè)試,我們發(fā)現(xiàn)凝膠從層狀的囊泡逐漸轉(zhuǎn)變成緊密堆集的六方結(jié)構(gòu)。這種自發(fā)釋放現(xiàn)象清楚地顯示該凝膠體系對(duì)外界刺激有較好響應(yīng),因此在生物應(yīng)用、藥物緩釋等方面都存在著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 4.超聲波觸發(fā)上轉(zhuǎn)換納米晶(UCNPs)的

6、自組裝凝膠體系
　　 1)設(shè)計(jì)合成了一類含有不同肽鏈長(zhǎng)度的膽甾酸和萘酰胺的凝膠化合物,在上轉(zhuǎn)換納米晶(UCNPs)存在下,通過(guò)分子間強(qiáng)的氫鍵相互作用及范德華力在超聲波的觸發(fā)下形成有機(jī)凝膠;
　　 2)上轉(zhuǎn)換納米晶(UCNPs)的加入增強(qiáng)了凝膠的機(jī)械強(qiáng)度,同時(shí)在980nm激光的激發(fā)下發(fā)出不同顏色的光,形成多彩色的熒光有機(jī)凝膠,由于分子間的相互作用而使這個(gè)兩組分體系更加穩(wěn)定;
　　 3)超聲控制了含有油酸的上轉(zhuǎn)換納米