[發明專利]水溶性單分子膠束及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811289768.X
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109575297B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 何軍坡;鄭軻;任杰
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J31/06;C07C29/124;C07C33/22;C07C331/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于類樹枝狀聚合物技術領域，具體為一種水溶性單分子膠束及其制備方法。本發明以活性聚合物陰離子鏈與硅?氯基團的偶合反應，迭代地合成外圍含有很多丁烯基雙鍵的三代類樹枝狀共聚物，再以丙烯酸或單甲醚聚乙二醇丙烯酸酯與其丁烯基雙鍵反應，得到外圍含有羧酸基團或者PEG鏈段的類樹枝狀共聚物。所制備的共聚物最外層是以疏水性聚合物為主鏈，以親水性聚合物為側鏈的刷狀聚合物，其分子結構阻礙不同分子間的團聚，從而使其在溶液中以單分子膠束狀態存在。G3PVSt?g?PEG可作為納米反應器有效地催化疏水化合物與親水化合物在水溶液中的反應，避免了在反應過程中使用有機溶劑，且該納米反應器易于回收利用，節約用水。

技術領域

本發明屬于類樹枝狀聚合物技術領域，具體涉及一種水溶性單分子膠束及其制備方法和應用。

背景技術

1985年，Newkome首次以雙親性樹枝狀分子為例，提出了單分子膠束的概念（G.R.Newkome, Z. Yao, G.R.Baker, V.K.Gupta.J. Org. Chem.,1985, 50, 2003–2004）。單分子膠束是由單個聚合物分子形成的膠束，這類分子往往含有性質完全不同的內核與外殼（W. Cao, L. Zhu.Macromolecules,2011, 44, 1500–1512）。與自組裝形成的膠束相比，單分子膠束的各個組成部分通過共價鍵結合在一起，因此聚合物溶劑的性質發生變化時，單分子膠束的穩定性更強。另外，單分子膠束沒有臨界膠束濃度（CMC），聚合物濃度極稀時，膠束依然能夠保持穩定的結構。基于這些優勢，單分子膠束在催化納米反應器、相轉移催化劑、模板以及載體等領域備受關注（D. Wang, C. Deraedt, J. Ruiz, D.Astruc.Acc. Chem. Res.,2015, 48, 1871–1880;Y. Lin, X. Liu, Z. Dong, B. Li, X.Chen, Y. S. Li.Biomacromolecules,2008, 9, 2629–2636; X. Pan, Y. He, J. Jung,Z. Lin.Science, 2016, 353, 1268–1272; I. N. Kurniasih, J. Keilitz, R.Haag.Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 4145–4164）。

很多具有支化結構的雙親性聚合物都可以在溶液中形成單分子膠束。迄今為止，人們已經以雙親性樹枝狀聚合物、超支化型聚合物、類樹枝狀聚合物、星狀聚合物以及刷狀聚合物和環狀聚合物制備了出了各種單分子膠束（X. Fan, Z. Li, X. J. Loh.Polym. Chem.,2016, 7, 5898–5919）。從分子結構的精確度以及最外層分子鏈末端的功能化潛能來看，在這些聚合物中，樹枝狀聚合物是制備單分子膠束的較好選擇。但是，它們的合成步驟很復雜，而且在溶液中的分子尺寸往往較小，這些因素極大地限制了其在單分子膠束領域的應用。與樹枝狀聚合物相比，類樹枝狀聚合物最大的特點在于分子支化點之間由高分子鏈而不是小分子相連（A. Hirao, H. S. Yoo.Polymer Journal, 2011, 43, 2–17）。因此，這類聚合物不僅具有比較精確的分子結構，而且可以通過調控支化臂聚合度以及聚合物的代數來控制整個分子的尺寸。擁有較大尺寸的單分子膠束可以供更大的疏水性內腔，從而增強其應用性能，因此類樹枝狀聚合物在單分子膠束的制備領域具有獨特的優勢。

到目前為止，已經有一些關于類樹枝狀聚合物形成單分子膠束的報道，但是多數都需要復雜的合成步驟，而且往往需要脫除保護基的方法來獲得水溶性基團，因此這些方法的實際應用前景十分渺茫（Y. Wang, G. Qi, J. He.ACS Macro Lett., 2016, 5, 547–551）。