本文關(guān)鍵詞：新核聚酰胺胺樹形分子合成及其增溶葉酸研究

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【摘要】：樹形分子是一種具有獨特樹枝狀結(jié)構(gòu)、納米尺寸的三維球形高分子化合物。由于樹形分子具有高度的幾何對稱性、精確的分子結(jié)構(gòu)、大量的表面官能團、分子內(nèi)存在空腔及分子量可控等特點，在化學(xué)和生物領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。尤其在生物醫(yī)用領(lǐng)域，樹形分子的結(jié)構(gòu)允許其對難溶性藥物分子（例如抗癌藥物分子）進行化學(xué)結(jié)合或物理封裝，形成樹形分子-藥物傳送系統(tǒng)。本論文對樹形分子的研究背景、結(jié)構(gòu)特點、合成手段及物化性質(zhì)等做了介紹，并對樹形分子的應(yīng)用方向進行簡單的概括，重點突出了樹形分子在藥物增溶和癌癥治療中的應(yīng)用。 聚酰胺胺（Polyamidoamine, PAMAM）樹形分子是被最早開發(fā)、目前研究最多的樹形分子類別。在分析化學(xué)、催化劑以及生物醫(yī)用等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的聚酰胺胺樹形分子核單元較小，導(dǎo)致樹形分子較為剛性，限制其在生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用潛力。樹形分子的柔順性對其基因轉(zhuǎn)染和藥物輸送性能有明顯影響，而通過增大樹形分子的核結(jié)構(gòu)可以有效提高樹形分子的柔順性。本論文嘗試以三聚乙二醇雙丙烯酸酯為核單元，旨在合成核空間更大，，核內(nèi)元素更豐富的聚酰胺胺樹形分子。但從實驗結(jié)果看未能合成目標化合物。此外，我們還嘗試以過量的三聚乙二醇雙丙烯酸酯與乙二胺反應(yīng)，旨在生成含有三聚乙二醇雙丙烯酸酯的支化單元，從而能夠利用較長的支化臂來提高整個樹形分子的柔順性。然而，實驗結(jié)果表明反應(yīng)較復(fù)雜，副產(chǎn)物較多，未能得到所需的長支化臂化合物。結(jié)合以上實驗結(jié)果，我們設(shè)計了一種含有酰胺鍵的雙氨基化合物用作樹形分子核單元。利用過量的乙二胺與丙烯酸甲酯反應(yīng)可以得到該目標化合物，以該化合物為初始核，通過重復(fù)的邁克爾加成反應(yīng)和酰胺化反應(yīng)合成得到1代到4代的新核聚酰胺胺樹形分子，并對其進行FT-IR和1H NMR結(jié)構(gòu)表征。這些化合物不但具有傳統(tǒng)乙二胺核聚酰胺胺樹形分子的結(jié)構(gòu)特點，而且其內(nèi)部核單元變長并帶有酰胺基團。核空間的增大將有利于提高樹形分子的柔順性，以及其作為助劑增溶難溶性藥物分子的能力。 大多數(shù)有機藥物分子的低水溶性限制了其在實際中的應(yīng)用。葉酸是一種B族維生素，是機體細胞生長繁殖必需物質(zhì)，然而其在水中的溶解度較低。本論文以葉酸為模型分子，分別在酸性與堿性條件下，比較了葉酸在樹形分子和小分子（乙二胺）溶液中的溶解度，并研究了不同末端官能團下樹形分子對葉酸溶解度的影響，研究并歸納了不同代數(shù)的樹形分子對葉酸的溶解趨勢。通過對樹形分子/葉酸溶液進行核磁表征，分析了樹形分子增溶葉酸的機理。結(jié)果表明，葉酸的離子化作用在整個增溶過程中起主導(dǎo)作用。在酸性條件下，葉酸的離子化程度較弱，樹形分子通過內(nèi)部空腔的包覆作用增溶；在堿性條件下，葉酸的離子化程度增強，與樹形分子表面氨基產(chǎn)生靜電相互作用，導(dǎo)致葉酸的溶解度明顯增加。與樹形分子相比，乙二胺的末端氨基更加自由，所以在堿性條件下增溶效果比樹形分子更好；而在酸性條件下，乙二胺增溶效果并不明顯，說明了樹形分子的樹形結(jié)構(gòu)在此條件下對葉酸的增溶更具有優(yōu)勢。 最后，本論文研究了所合成的新核聚酰胺胺樹形分子在酸性條件下，對葉酸的增溶效果。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的聚酰胺胺樹形分子相比，在低代時，新核樹形分子因核單元大，結(jié)構(gòu)更開放，而包覆效果較弱，增溶效果不如傳統(tǒng)樹形分子；隨著樹形分子代數(shù)的增加，新核樹形分子的結(jié)構(gòu)更加緊湊，得到的高代樹形分子具有更大的內(nèi)核空腔，從而有利于葉酸的包覆，增溶效果更好。
【關(guān)鍵詞】：聚酰胺胺樹形分子 核單元 葉酸 增溶 柔順性
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 目錄10-14
• 第1章 文獻綜述14-36
• 1.1 樹形分子的研究與發(fā)展14-15
• 1.2 樹形分子的結(jié)構(gòu)特點及性質(zhì)15-17
• 1.3 樹形分子的合成方法17-21
• 1.3.1 發(fā)散法合成18
• 1.3.2 收斂法合成18-19
• 1.3.3 發(fā)散-收斂合成法19-20
• 1.3.4 Click 合成法20-21
• 1.4 樹形分子的潛在性能研究21-24
• 1.4.1 樹形分子的生物降解性能21-23
• 1.4.2 樹形分子的毒性及免疫原性23-24
• 1.4.3 樹形分子的抗菌性能24
• 1.5 樹形分子的應(yīng)用24-30
• 1.5.1 樹形分子作為納米模板25
• 1.5.2 樹形分子作為自組裝分子25-26
• 1.5.3 樹形分子用于介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)染26
• 1.5.4 樹形分子用于藥物增溶26-30
• 1.6 樹形分子在癌癥治療中的作用30-32
• 1.7 樹形分子在生物醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用32
• 1.8 小結(jié)32-33
• 1.9 論文研究的意義及內(nèi)容33-36
• 1.9.1 選題思想33-34
• 1.9.2 研究內(nèi)容34-36
• 第2章 新核聚酰胺胺樹形分子的探索合成及表征36-58
• 2.1 研究意義36
• 2.2 合成方法一36-43
• 2.2.1 實驗藥品36-37
• 2.2.2 實驗儀器37
• 2.2.3 實驗策略37-38
• 2.2.4 實驗討論38-43
• 2.2.4.1 紅外表征（FT- IR）38-40
• 2.2.4.2 核磁表征（1H NMR）40-43
• 2.2.4.3 分析原因43
• 2.3 合成方法二43-45
• 2.3.1 研究意義43
• 2.3.2 實驗策略43-44
• 2.3.3 分析原因44-45
• 2.4 新核聚酰胺胺樹形分子的合成及表征45-56
• 2.4.1 研究意義45
• 2.4.2 研究內(nèi)容45
• 2.4.3 實驗部分45-48
• 2.4.3.1 核的合成47
• 2.4.3.2 G0.5 的合成47-48
• 2.4.3.3 G1 的合成48
• 2.4.3.4 G1.5 的合成48
• 2.4.4 結(jié)構(gòu)表征48-56
• 2.4.4.1 紅外表征48-51
• 2.4.4.2 核磁表征（1H NMR）51-56
• 2.5 本章小結(jié)56-58
• 第3章 乙二胺核樹形分子增溶葉酸的研究58-72
• 3.1 研究意義58-59
• 3.2 研究內(nèi)容59
• 3.3 實驗藥品及儀器59-60
• 3.3.1 實驗藥品59
• 3.3.2 實驗儀器59-60
• 3.4 實驗步驟60-61
• 3.4.1 葉酸的標準曲線60
• 3.4.2 增溶實驗60-61
• 3.5 討論61-67
• 3.5.1 堿性條件下對葉酸的溶解61-64
• 3.5.1.1 末端基團對葉酸溶解的影響61-63
• 3.5.1.2 末端氨基數(shù)目相同的整代樹形分子比較63
• 3.5.1.3 小分子與整代樹形分子比較63-64
• 3.5.2 酸性條件下對葉酸的溶解64-67
• 3.5.2.1 末端基團對葉酸溶解的影響64-66
• 3.5.2.2 末端氨基數(shù)目相同的整代樹形分子比較66
• 3.5.2.3 小分子與整代樹形分子比較66-67
• 3.6 樹形分子增溶葉酸的機理探究67-71
• 3.6.1 酸性條件下各代樹形分子-葉酸的核磁表征68-69
• 3.6.2 堿性條件下各代樹形分子-葉酸的核磁表征69-71
• 3.7 本章小結(jié)71-72
• 第4章 新核樹形分子增溶葉酸的研究72-76
• 4.1 研究意義和內(nèi)容72
• 4.2 實驗部分72-73
• 4.3 結(jié)果討論73-75
• 4.3.1 整代樹形分子的比較73
• 4.3.2 低代的樹形分子比較73-74
• 4.3.3 高代樹形分子比較74-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 第5章 總結(jié)76-78
• 參考文獻78-88
• 攻讀碩士期間已發(fā)表的論文88-90
• 致謝90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鄭世昭,徐偉箭;樹枝狀大分子的合成與研究進展[J];化工新型材料;2003年11期

2 侯昭升,張其震,朱鳴崗;樹形大分子的研究進展及現(xiàn)狀[J];山東化工;2002年02期

本文編號：631153