论文部分内容阅读
环糊精是由一定数量的D-(+)-吡喃葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键首尾相连形成的环状低聚糖,其分子呈锥形筒状结构,外部分布着众多具有化学反应活性的羟基,呈亲水性;内部为疏水性空腔,从而使分子具有很好的包络性能,可以包合不同的分子或离子,形成稳定的包合物,是一类研究最广泛的类酶天然生物大分子,在化学分离、医药、食品、化妆品、卫生用品、包装材料和分离材料等方面有广泛的应用。但其自身的一些缺点也限制了它们在功能材料领域的进一步应用。环糊精作为反应性功能材料使用时,存在两大问题:一是其本身的反应活性较低,使其应用领域受到很大限制;二是环糊精呈粉状,在实际应用过程中存在着如何循环使用以及和产物分离的问题,过去人们往往用有机溶剂萃取的方法来回收环糊精,不仅麻烦而且需要较高的成本。本文主要针对这两大问题进行研究,主要研究内容有:
1、通过化学改性的方法合成了6位乙二胺基修饰的环糊精衍生物,与羧基酞菁通过DCC缩合方法得到了通过乙二胺连接环糊精-酞菁超分子主体化合物;FT-IR谱图存在明显的酰胺Ⅰ键、酰胺Ⅱ键吸收峰,表明该产物通过酰胺键连接;1HNMR谱图在6-9ppm出现酞菁的特定吸收峰,2-6ppm存在环糊精的吸收峰,1-2ppm出现亚甲基的吸收峰,说明该产物中存在酞菁、环糊精及亚甲基结构;UV-vis谱图在280-350nm、620-700nm存在明显的B带、Q带等酞菁吸收峰,表明该产物具有与酞菁相类似的分子结构;通过原子吸收光谱测钴原子含量,进而计算酞菁残基的含量,结果表明该产物中分子比例约为4分子环糊精修饰1分子酞菁。
2、在碱性介质中通过环氧化法将环糊精-酞菁接枝到粘胶纤维(纤维素纤维)上,用FT-IR图谱对照考察了经碱化处理的粘胶纤维、环氧化的粘胶纤维以及接枝环糊精-酞菁粘胶纤维,发现环糊精-酞菁已成接枝粘胶纤维;以酚酞作为客体分子用UV-vis考察其包合性能,发现该功能纤维保留有环糊精的空腔结构,仍具有包合性能;分别用UV-vis和AAS光谱测定了功能纤维上环糊精的含量,两者结果接近,这也在一定程度上说明了环糊精-酞菁化合物中两者的摩尔比例约为4:1。
3、通过化学改性的方法以IBX为氧化剂在DMSO中可将α-、β-、γ-环糊精氧化成相应的6位环糊精单醛,FT-IR和1HNMR证实了其分子结构;通过还原氨化反应可将6位α-、β-、γ-环糊精单醛分别接枝到壳聚糖纤维和蚕丝纤维上,用FT-IR表征了其结构,用UV-is以相应的指示剂为客体考察了其包合性能,并分别测定了接枝率;结果发现,β-环糊精对壳聚糖纤维的接枝率最高可达到15.96%,约为纤维素纤维的2倍(纤维素纤维的环糊精接枝率为7.81%);而蚕丝丝素纤维的接枝率只有2.24%,这可能与其自由氨基含量较低有关,同时也从另一个侧面说明了接枝率随氨基含量的增加而增加;对同种纤维来说,接枝率α-环糊精>p-环糊精>γ-环糊精,这可能是由于其分子的空间尺寸决定的,分子的空间尺寸越大,位阻也越大,接枝率越低。
4、分别用α-、β-、γ-.环糊精接枝壳聚糖纤维和β-环糊精接枝蚕丝纤维包合桂皮酸、草莓醛、环丙沙星、左氟沙星,考察了其包合性能和释放行为;结果表明,接枝到氨基纤维上的各种环糊精依然保留有疏水性空腔,可包合尺寸大小适宜的有机分子;包合反应为放热反应,温度越高,生成的包合物越不稳定;包合反应是分子间的范德华力在起作用;该纤维在较低温度下包合药物较稳定,在较高温度(30-40℃)下大量释放,一般释放度在70%以上,这为纤维的重复使用提供了可能。接枝环糊精功能纤维在适宜的条件下包合客体分子(芳香物质、药物分子等),可得到具有芳香、医疗保健功能的新型纤维材料,这为制备新型功能纤维提供了可能。