[發明專利]基于環糊精的超支化聚輪烷的制備方法

無效

• 申請號: 200710047156.5
• 申請日: 2007-10-18
• 公開（公告）號: CN101139405A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 萬會師;朱新遠;陳亮;顏德岳
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08B37/16
• 分類號: C08B37/16;C08K5/36;C08K5/3462;C08K5/17;C08K5/20;C08K5/10
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種化工技術領域的方法，具體是一種基于環糊精的超支化聚輪烷的制備方法。

背景技術

輪烷是一類由一個環狀分子套在一個啞鈴狀的線型分子上而形成的內鎖型超分子體系。如果包含多個環狀分子，則成為聚輪烷。聚輪烷是一種新型的超分子結構，這類超分子包結物是研究生物實體之間相互作用和性質的一個有效模型。在此基礎上開發的新型智能材料和分子器件也有重要應用前景。另外，該體系也被用于生物降解材料、藥物載體和釋放、分子識別、化學傳感器、聚合物分離和分子模擬等方向的研究，有巨大的應用前景。

經對現有技術的文獻檢索發現，目前利用環糊精設計聚輪烷的體系主要分為二大類。一類是線型聚合物直接和環糊精復合，然后再用大基團進行封端得到主鏈型聚輪烷：Harada等在《J.Org.Chem.》(有機化學雜志，1993年，58卷，7524～7528頁)上發表了“Preparation?and?Characterization?ofPolyrotaxanes?Containing?Many?Threaded?Alpha-Cyclodextrins”(具有α-環糊精的聚輪烷的合成和制備)，該文先將α-環糊精和線型的聚乙二醇進行復合，然后再用大的封端劑，如2，4-二硝基氟苯對大分子準聚輪烷進行封端，得到了聚輪烷。另一類是通過線型聚合物和半輪烷反應得到側鏈型聚輪烷：Ritter等在《Angew.Chem.Int.Ed.》(德國應用化學，1995年，34卷，309～311頁)上發表了“Side-chain?Polyrotaxanes?with?a?Tandem?Structure?Based?onCyclodextrins?and?a?Polymethacrylate?Main?Chain”(基于環糊精和聚甲基丙烯酸主鏈的串聯型側鏈聚輪烷)，該文通過線型聚甲基丙烯酸和環糊精的半輪烷反應得到了側鏈型聚輪烷。在聚合物中，超支化聚合物是一類新型的重要高分子，可具有超支化結構的聚輪烷迄今未見報道。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種基于環糊精的超支化聚輪烷的制備方法。本發明是運用“先復合后聚合”的原理，先將多胺類化合物和環糊精在水溶液中復合得到小分子準輪烷，然后再和麥克爾(Michael)加成試劑聚合得到超支化聚合物。環糊精分子被超支化聚合物的支化點限制在聚合物鏈上，因此最終得到了一種利用超支化拓撲結構限制環糊精分子脫落的聚輪烷。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

步驟a：將多胺類化合物溶解在水溶液里面，然后加入環糊精，攪拌，自然冷卻得到多胺類化合物和環糊精的小分子復合物溶液；

步驟b：往上述得到的小分子復合物溶液中加入麥克爾加成試劑，通氮氣，攪拌；

步驟c：在反應完畢之后的溶液中加入過量的石油醚，繼續攪拌，以除去溶液中自由的環糊精，自由環糊精會和石油醚形成小分子復合物而產生沉淀，將得到的混濁液離心除去沉淀，得到透明的兩相溶液，分液，保留下層水相，再冷凍干燥得到粉末狀固體。

步驟a中，所述加入環糊精，是指：加入大于0到等摩爾量的環糊精。

步驟a中，所述攪拌，是指：在高于60攝氏度的條件下攪拌5個小時。

步驟b中，所述加入麥克爾加成試劑，是指：加入等摩爾量的麥克爾加成試劑。

步驟b中，所述通氮氣，是指：通氮氣10-15分鐘除去空氣，密封好。

步驟b中，所述攪拌，是指：在常溫下攪拌3-5分鐘，然后加熱到40攝氏度繼續攪拌120小時。

步驟c中，所述繼續攪拌，其時間為3-5小時。

本發明所述的多胺類化合物，包括：1-(2-胺乙基)哌嗪、乙二胺、己二胺、N-乙基乙二胺、N-甲基丙二胺、二乙基三胺、三乙基四胺、四乙基五胺、五乙基六胺，以及其它多胺類單體中的一種。

本發明所述的麥克爾加成試劑，包括：二乙烯基砜、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、N，N-亞甲基雙丙烯酸酯、N，N-亞甲基雙甲基丙烯酰胺、N，N-亞甲基雙甲基丙烯酸酯，以及其它雙烯類單體、雙丙烯酸類單體或雙甲基丙烯酸類單體的一種。

本發明所用的環糊精是α-環糊精、β-環糊精和γ-環糊精中的一種。

本發明的原理是利用環糊精的空腔可以復合多官能度的小分子單體，得到小分子準輪烷，然后和其他單體共聚合得到超支化聚輪烷，其中環糊精分子是被超支化聚合物的支化點鎖住而不能脫落。