環糊精有著中空的圓筒結構,環外親水,環內疏水,這種特殊的結構使其具有對分子進行包合的能力,廣泛應用于色譜分離、選擇性合成的催化劑、食品、醫藥和農藥等多種領域。多個環糊精單元存在于高分子鏈上即構成了環糊精聚合物。它不但保持了環糊精的包絡識別功能,又兼具有聚合物較好的機械強度、穩定性和化學可調性,而且在溶解性上也有一定的改變。本論文設計并合成出多種不同類型的環糊精聚合物,利用新型的葡萄糖酶電極對環糊精聚合物中的環糊精單元進行了測定,并利用熒光光譜分析環糊精聚合物對染料分子進行包合識別的過程。論文主要研究內容和結果如下:
1.環糊精聚合物的合成,主要合成了三種環糊精聚合物。(1)以聚苯乙烯為高分子載體,對其進行修飾,在對位引入氨基。同時對環糊精進行修飾合成環糊精磺酰酯,然后將環糊精磺酰酯與氨基修飾的聚苯乙烯反應使環糊精固載到苯乙烯高分子鏈上合成了固載化的環糊精聚合物:對-(6-氨基-環糊精)-聚苯乙烯;(2)以丙烯酰胺為原料,通過Hoffman降級重排合成聚乙烯胺高分子骨架,再與單-6-對甲基苯磺酰基-β-環糊精酯反應,將環糊精固載,合成聚環糊精-聚-(乙烯胺);(3)以乙二胺為原料對β-環糊精的6位羥基進行胺化修飾,在縮合劑作用下與甲基丙烯酸反應,合成可聚合環糊精單體單-6-(甲基丙烯酰乙二胺)-β-環糊精,在過硫酸銨的引發下與甲基丙烯酸發生共聚合成甲基丙烯酸與單-6-(甲基丙烯酰乙二胺)-β-環糊精共聚產物。以上三種環糊精聚合物采用紅外光譜,熱重分析對產物進行表征。
2.利用鉛筆電極固定葡萄糖氧化酶制成葡萄糖酶電極,然后利用此電極對環糊精聚合物中環糊精單元進行定量檢測,發現環糊精聚合物中環糊精單元質量與響應電流存在很好的線性關系。與Sulfate-Phenol比色法測定環糊精單元結果相比,相對偏差在8%以內,且酶電極穩定性好,可實時動態監測,可以多次反復使用或長時間存放。
3.用環糊精聚合物將吖啶紅分子包合,研究了其包合物的熒光光譜,發現由于環糊精聚合物與吖啶紅形成了包合物,使得吖啶紅的熒光激發波長紅移,發射波長藍移,并使吖啶紅的熒光強度增強。通過對環糊精聚合物與吖啶紅的包合常數的計算,發現聚環糊精—聚—(乙烯胺)的包合能力最強,熱力學參數表明在包合過程中范德華力為主要的推動力。并且環糊精的高分子鏈在不同程度上對包合有增強效果。
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