[发明专利]双亲有机聚富勒烯树状分子交联的聚阳离子聚合物凝胶物质及其制备方法

说明书

所属技术领域

本发明是关于一种双亲有机聚富勒烯树状分子交联的聚阳离子聚合物凝胶物质及制备方法。

背景技术

一个富勒烯笼为一个有60～92个碳原子组成的纳米碳核心结构，即C₆₀、C₇₀、C₇₆、C₇₈、C₈₂、C₈₄或C₉₂。具有多个吸电子基的多管能团的富勒烯笼能够经受伴随富电子的亲和作用的亲电取代反应，该亲电取代反应导致吸电子的附加基团被各种各样的亲和物质所替代。该反应导致新富勒烯衍生物的合成。多管能团的富勒烯的动力反应速率依赖附加基团的释放能力而被显著的改变。因此吸电子的官能团的选择成为促进富勒烯交联聚合物凝胶的合成的关键，因为聚合物的增加的分子量趋向于逐步的快速的减低动力反应速率，并使得反应的产量低，时间长。在这个用途发明中，通用的聚环磺化富勒烯衍生物，F-(SO₄)_m和硝基聚富勒烯衍生物，F-(NO₂)_m被当作多胺的唯一的、高反应的三维(3D)交联试剂，就如同聚(烯丙胺)，为了构建聚合物凝胶的双亲和亲水超分子复合物纳米网格。举例来说，大量的聚环磺化富勒烯和硝基聚富勒烯能够被预枝接到一具有多个原位部分交联位点的聚(烯丙胺)聚合物的胺基上。每个富勒烯笼上的剩余的大量吸电子的附加基团保持各自的活性并为下一步的反应做好准备，以与各种各样的亲核试剂一在聚合物凝胶网格内的枝状纳米结构。该合成设计策略是本发明的基础。

众所周知，如C₆₀和C₇₀的一种富勒烯笼对诸如单态氧(¹O₂)和自由基(HO·、O₂-·、NO_x等)的各种活性氧自由基(ROS)的攻击非常的敏感。该反应性据推测能与这种分子的内在的大电负性相互关联。它们作为生物媒介中的自由基清除物以预防和治疗自由基相关疾病，也可以作为化妆品中的抗氧化剂以抗老化及添加在食品中以抗降解，还可以作为香烟过滤嘴中NO_x-去除剂。具体参见美国专利号5,648,523。

聚阳离子聚合物特别有活性供作为水处理和伤口愈合中的消毒中所使用的抗菌药物，作为抗肥胖中的脂肪和胆汁酸绑定者(减肥药物)，作为解毒作用中的去除贵重金属离子的螯合剂，作为血液稀释中的抗凝血剂，以及作为转基因和基因治疗的载体。具体参见综述Adv.Polm.Sci.，2006，192，9-58；Yue，et al.，Biomaterials Sci.2013(DOI：10.1039/c2bm0030j)。

发明内容

本发明一方面是关于一种双亲有机聚富勒烯树状分子交联的聚阳离子聚合物凝胶物质，该物质具有如下结构式：

其中，F为一富勒烯核心；P₁和P₂各自是聚(N-2-氨乙基丙烯酰胺)、聚[丙烯酰胺-co-(N-2-氨乙基丙烯酰胺)]、聚(赖氨酸)、聚(烯丙胺)、聚(乙撑亚胺)、聚苯乙烯A-NH₂或壳聚糖的聚阳离子卤化物(X)盐；

每个E各自是-OH、E₁、E₂、E₃、E₄或E₅；其中