理论教育 环糊精化学:超分子自组装与材料应用

环糊精化学:超分子自组装与材料应用

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:环糊精化学主要涉及环糊精的三大类化学反应:以环糊精外侧羟基的取代为主的有机化学,以环糊精空腔与各类客体分子之间的自组装为主的超分子化学,制备环糊精聚合物的高分子化学。接着在第二章又专门介绍了环糊精与小分子的自组装产物以及环糊精与大分子的自组装产物的制备和表征方法。进而在其他章节分别详细介绍了环糊精化学在分子开关、药物控释、刺激响应性光电材料、智能水凝胶等领域的广泛应用。

环糊精化学:超分子自组装与材料应用

环糊精化学主要涉及环糊精的三大类化学反应:以环糊精外侧羟基的取代为主的有机化学,以环糊精空腔与各类客体分子之间的自组装为主的超分子化学,制备环糊精聚合物的高分子化学。环糊精外侧有3n个羟基,这些羟基都可以通过经典有机化学而引入取代基。当这些取代基是普通的有机小分子时,所得到的产物一般称为环糊精衍生物,其中最常见的是β-环糊精衍生物。环糊精衍生物可广泛用于各种药物/食品助剂,合成中间产物等领域。但这些取代反应所涉及的化学过程,与其他羟基或者多羟基化合物的有机化学并没有太大区别,因而本书也就不再赘述,只在第二章中用一节的篇幅做了简单的概括和总结。

环糊精空腔可以与客体分子通过主客体相互作用发生自组装(包结作用),得到环糊精自组装体(包结物)。这里有两组目前在科学界平行使用的概念:自组装与自组装体,包结与包结物。前者更符合超分子化学的术语规范,但后者对于形容环糊精与客体自组装后的产物更直接和形象一些。本书根据使用场合语境的需要,平行地使用这两组概念。最初,人们发现环糊精可以通过和许多药物分子的自组装实现疏水性药物在水溶液中的增溶与缓释。这个重要的有益应用推动人们实现了环糊精的工业化生产。而环糊精工业化的实现又反过来大大推动了环糊精自组装的研究。其中所涉及的客体分子也从药物分子,拓展到食品、化妆品染料分子,甚至气体。而当客体分子从小分子被扩展到大分子/聚合物以后,由于聚合物具有许多独特的如可加工性能、高力学性能等优良性能,环糊精化学开始从超分子自组装走向真正的材料应用。在本节的三、四,我们大致介绍了可以与环糊精发生自组装的各类小分子和大分子客体。接着在第二章又专门介绍了环糊精与小分子的自组装产物以及环糊精与大分子的自组装产物的制备和表征方法。进而在其他章节分别详细介绍了环糊精化学在分子开关、药物控释、刺激响应性光电材料、智能水凝胶等领域的广泛应用。(www.daowen.com)

由于环糊精具有良好的水溶性,有时为了避免其溶解,便于应用和处理,会将环糊精聚合/交联起来,或者将环糊精修饰在聚合物链的侧链上,由此产生的一类材料被称为环糊精聚合物。环糊精聚合物是近年来兴起的新材料,本书将在第三章对其做专门的介绍。

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