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環(huán)糊精(準(zhǔn))聚輪烷的七種形態(tài)介紹(線型/星型/嵌段共聚物/pH敏感)

發(fā)布時(shí)間：2021-08-19 作者：axc 分享到：

環(huán)糊精聚輪烷是超分子化學(xué)的重要成員之一，由于它的尺寸可控性以及結(jié)構(gòu)獨(dú)特性等激起了研究人員的興趣.輪烷[1-3]像一串“珍珠鏈”(圖1)，是一類由環(huán)狀主體分子(珍珠)與穿過(guò)其內(nèi)腔的長(zhǎng)鏈線性客體分子(軸線)所組成的超分子體系，在長(zhǎng)鏈線性分子的兩端連接有防止大環(huán)主體分子滑脫的封端劑封端(塞子).準(zhǔn)輪烷是一類與輪烷具有相似結(jié)構(gòu)的超分子體系，二者的不同點(diǎn)在于輪烷的長(zhǎng)鏈線性分子兩端都存在封端劑封端，而準(zhǔn)輪烷長(zhǎng)鏈線性分子兩端不存在或只有一端存在封端劑封端.準(zhǔn)輪烷超分子體系很不穩(wěn)定，若線性分子與環(huán)狀分子之間的作用遭到破壞，環(huán)狀分子可以在線性分子上自由滑動(dòng)或脫落下來(lái).但是，改變外部環(huán)境、溫度、pH值、分子間的作用力等條件，其又可以恢復(fù)原態(tài).準(zhǔn)輪烷的這種可逆特性為分子機(jī)器、分子開關(guān)、*物載體等設(shè)計(jì)提供了潛在的應(yīng)用價(jià)值.根據(jù)準(zhǔn)聚輪烷的不同結(jié)構(gòu)可將其分為七種類型[4-8]：線型(準(zhǔn))聚輪烷、嵌段共聚物(準(zhǔn))聚輪烷、金屬軟連接(準(zhǔn))聚輪烷、(準(zhǔn))聚輪烷聚集體、pH敏感型(準(zhǔn))聚輪烷、側(cè)鏈型準(zhǔn)聚輪烷和星型準(zhǔn)聚輪烷.環(huán)糊精輪烷與準(zhǔn)輪烷在智能材料、組織工程支架等方面?zhèn)涫苎芯?

基于環(huán)糊精的(準(zhǔn))聚輪烷的各種形態(tài)介紹

1.線型(準(zhǔn))聚輪烷

在極性溶劑介質(zhì)中(如：水等)，聚合物鏈進(jìn)入環(huán)糊精空腔內(nèi)，從而形成準(zhǔn)聚輪烷，然后在聚合物鏈的兩端用大體積“塞子”進(jìn)行封端就得到了聚輪烷.多種直徑適合且疏水的線型聚醚、聚酯、聚硅醚等都可作為軸線分子.

2.嵌段共聚物(準(zhǔn))聚輪烷

嵌段共聚物是一類由兩種或兩種以上的不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的高分子鏈段通過(guò)共價(jià)鍵的作用連接而成的聚合物.例如，將單體A聚合成高分子鏈，然后與單體B高分子鏈連接形成AB型的兩嵌段共聚物，若含有多種單體高分子鏈則可形成多嵌段共聚物，從結(jié)構(gòu)角度劃分它們屬于線性嵌段共聚物.基于環(huán)糊精的嵌段共聚物則是以環(huán)糊精大分子為“珠子”，嵌段共聚物為“軸線”組成的超分子體系.

3.金屬軟連接(準(zhǔn))聚輪烷

金屬軟連接(準(zhǔn))聚輪烷是在自發(fā)形成金屬—配體鍵的絡(luò)合作用的驅(qū)動(dòng)下自組裝成具有納米結(jié)構(gòu)的超分子配位絡(luò)合物，被稱做“可拆卸的分子鏈條”，這種準(zhǔn)聚輪烷柔性大、可塑性強(qiáng)、在溶液中就可合成，為制備新型納米級(jí)別的準(zhǔn)聚輪烷開拓了新思路.

4 (準(zhǔn))聚輪烷聚集體

聚合法合成環(huán)糊精(準(zhǔn))聚輪烷，一步用環(huán)糊精去包合需要聚合的單體形成軸向的環(huán)糊精包合物；**步通過(guò)縮聚作用得到準(zhǔn)聚輪烷的中間體；第三步中間體用大體積的封端劑進(jìn)行封端得到環(huán)糊精聚輪烷.此法將**步和第三步通過(guò)“一鍋法”合成，因此不需要分離不穩(wěn)定的中間體.聚合法目前被應(yīng)用于電致發(fā)光器件、絕緣分子導(dǎo)線等領(lǐng)域.加成縮聚是常見的聚合法之一，亦是合成(準(zhǔn))聚輪烷的方法.

5.pH敏感(準(zhǔn))聚輪烷

pH敏感性在刺激響應(yīng)包合物體系中研究.對(duì)pH響應(yīng)的環(huán)糊精包合物體系通常可分為兩大類型：類是環(huán)糊精和客體分子的包合物不易受外界pH干擾，但主體或客體連接的聚合物本身具有pH敏感性，而使得環(huán)糊精包合物體系具有pH敏感性.**類是環(huán)糊精和客體分子包合常數(shù)隨pH不同而改變，包合物體系在包合—解離間轉(zhuǎn)變.這些準(zhǔn)聚輪烷在電子、分子開關(guān)，分子機(jī)器，生物醫(yī)藥等領(lǐng)域存在潛在的應(yīng)用價(jià)值.

6.側(cè)鏈型(準(zhǔn))聚輪烷

側(cè)鏈型準(zhǔn)聚輪烷是在分子鏈上連接側(cè)鏈作為軸分子，將環(huán)糊精分子通過(guò)包合作用穿入到側(cè)鏈軸分子中，然后用封端劑進(jìn)行封端.該種聚輪烷在新型功能化超分子機(jī)器方面有潛在的價(jià)值，激起了科學(xué)家們濃厚的研究興趣.

7.星型(準(zhǔn))聚輪烷

星型聚合物是一類由一個(gè)支點(diǎn)或核引出幾個(gè)或多個(gè)聚合物鏈的多支化聚合物.這種構(gòu)型的聚合物分為兩大類：**大類為星型聚合物；**大類為樹狀大分子.星型準(zhǔn)聚輪烷是一類將環(huán)糊精穿在星型聚合物上得到的超分子聚合物.星型聚合物有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)(如端基數(shù)量多，流體力學(xué)體積小、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低、結(jié)晶度低、鄰近聚合物鏈有良好的協(xié)同作用等)，因此，在智能材料、超分子組裝與自組裝應(yīng)用.