鹽析效應(yīng)引發(fā)的芳香性介孔組裝體的可控調(diào)節(jié)
項(xiàng)目類別：廣東省自然科學(xué)基金-自由申請(qǐng)
參與人員：黃哲鋼、黃利平、巫珊珊、張玲玲、謝思穎、包思涵
起止日期：2017.5.1-2020.5.1
生物體系可以精確地利用非共價(jià)鍵相互作用形成高度有序的功能組裝體，設(shè)計(jì)與合成具有自組裝能力的分子、研究分子間相互作用及其協(xié)同效應(yīng)以及構(gòu)建具有不同化學(xué)和物理性質(zhì)的功能超分子體系是超分子科學(xué)的研究熱點(diǎn)。設(shè)計(jì)和合成納米級(jí)別刺激響應(yīng)性的分子使得人們能夠可逆的通過(guò)外界刺激來(lái)控制和改變體系的宏觀物性，因而其在物理、化學(xué)、材料、生物等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。在這類響應(yīng)性物質(zhì)中，能夠?qū)崿F(xiàn)介孔轉(zhuǎn)化的納米球狀結(jié)構(gòu)，可以作為藥物輸送和納米反應(yīng)的載體，在生物化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注。由脂類、短肽和嵌段共聚物的組裝形成的介孔球，由于弱的組裝驅(qū)動(dòng)作用，經(jīng)常在環(huán)境刺激下溶解成單分子，具有較弱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域具有一定的局限性。剛?cè)岱枷銉捎H分子具有共軛的剛性嵌段和容易彎曲的柔性嵌段，使其在外界環(huán)境的改變下能夠迅速響應(yīng)進(jìn)行分子幾何構(gòu)型轉(zhuǎn)換，在組裝結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，設(shè)計(jì)和合成結(jié)構(gòu)可控的剛?cè)岱枷銉捎H分子在智能刺激響應(yīng)材料領(lǐng)域具有重要的意義。剛?cè)崆抖纬肿又型ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)剛?cè)狍w積比、剛棒的各向異性和柔性鏈的橫截面積等這參數(shù)之間的協(xié)同作用，可以調(diào)控組裝體的結(jié)構(gòu)和性能。我們從優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)入手，設(shè)計(jì)和合成鹽智能型兩親性芳香分子。通過(guò)鹽的濃度變化調(diào)節(jié)分子的親水能力，實(shí)現(xiàn)芳香性嵌段的三維有序到二維有序結(jié)構(gòu)，通過(guò)三維芳香嵌段的組裝制備介孔球體，通過(guò)二維芳香嵌段的組裝制備實(shí)心的纖維。為了調(diào)控芳香嵌段的幾何構(gòu)型設(shè)計(jì)合成四聯(lián)苯取代的咔唑。咔唑的中心氮原子被SP2雜化，可以形成較大的共平面結(jié)構(gòu)。如果氮原子被芳香基取代，咔唑平面和取代的芳基平面內(nèi)存在較多的電子分布，共平面結(jié)構(gòu)得到破壞。由此本課題通過(guò)咔唑和多重聯(lián)苯共軛制備C2-、C3-對(duì)稱性螺旋槳芳香嵌段，研究螺旋槳的可控共平面性質(zhì)。另外，為了賦予分子的兩親性子，螺旋槳的兩個(gè)末端引入聚環(huán)氧乙烷嵌段，通過(guò)鹽的濃度調(diào)控聚環(huán)氧嵌段和水的相互作用，實(shí)現(xiàn)嵌段的親水和疏水調(diào)控。借用紫外可見(jiàn)光譜、熒光光譜等實(shí)驗(yàn)手段考察不同鹽濃度環(huán)境中芳香嵌段的共平面能力，利用透射電鏡、原子力顯微鏡研究三維和二維芳香嵌段的組裝結(jié)構(gòu)，利用動(dòng)態(tài)光散射和表面吸附手段研究介孔結(jié)構(gòu)。我們希望借助這種結(jié)構(gòu)與功能可以調(diào)控芳香嵌段的幾何構(gòu)型和聚集結(jié)構(gòu)，制備智能介孔球狀組裝體，并借助介孔的軟結(jié)構(gòu)進(jìn)行疏水性分子和藥物的裝載和釋放性能研究，最終為智能輸送藥物提供一種新的方法。