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上海大学张阿方教授课题组在智能环糊精及其聚轮烷方面取得重要进展
2019-05-08 来源:中国流变网    点击次数:46次    

  环糊精作为一类明星大环化合物,一直以来受到了科研工作者的青睐和关注。它具有制备简单、优异的主客体包络能力及良好的生物相容性等优势,在超分子化学、催化、生物医药和智能材料等众多领域得到了广泛的应用。然而,传统的环糊精及其衍生物普遍缺乏可调控的智能响应性,从而在一定程度上限制了环糊精的应用。

  张阿方教授团队通过齐聚烷氧醚改性,设计合成了一系列智能环糊精衍生物及其聚合物(J. Mater. Chem. 2012, 22, 17424;Polym. Chem. 2015, 6, 1300; ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 13258)。这类改性环糊精不仅表现出优异的温度响应特性,如相变迅速、滞后性小且相变温度可调,同时环糊精对客体的包络行为可通过其智能响应性得以多重控制,从而成功应用于温度和重金属离子传感器(图1)。这些研究工作不仅为环糊精智能化提供了新思路,拓展了环糊精的功能和应用领域,同时也为开发制备新型智能聚合物材料提供了崭新途径。

图1. 烷氧醚化智能环糊精衍生物及其对温度、氧化还原及金属离子的响应行为

  最近,该团队进一步采用烷氧醚化环糊精为构筑基元,结合封端基团的光裂解反应,制备了一类光降解的温度敏感型环糊精聚轮烷衍生物,研究了聚轮烷拓扑结构对其温度敏感行为和降解行为的显著影响(Macromolecules 2019, DOI:10.1021/acs.macromol.9b00267)。该类聚轮烷在水溶液中表现出特征的热响应行为,具有快速和可逆的相变,滞后性小,且相变温度可通过改变齐聚烷氧醚的链长或接枝率在30-55 的范围内调控。紫外光照可实现封端基团的裂解,导致整个聚轮烷发生降解,其温敏行为也随之消失(图2)。这类温度与光双重响应性的聚轮烷有望应用于药物控释和生物材料等领域。

图2. 温度敏感性环糊精聚轮烷及其光控降解行为

  论文第一作者是上海大学材料学院硕士生祝润朗钱阿攀闫家涛博士张阿方教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金(21304056, 21374058, 21474060和21574078)和上海市仿生与智能高分子材料重点创新团队的资助。

  论文链接:

  https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acs.macromol.9b00267

  https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsami.8b01514

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/PY/C4PY01444H#!divAbstract

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/jm/c2jm33328g#!divCitation

 
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