[发明专利]一种基于环糊精树枝状超分子聚合物的制备方法及其应用

说明书

一种基于环糊精树枝状超分子聚合物的制备方法及其应用。所述聚合物为以2,3‑双(β‑环糊精‑1,2,3‑三唑‑氧)‑萘酚、葫芦[8]脲作为主体分子与客体金刚烷‑双联吡啶阳离子通过分子间非共价相互作用构筑的三元树枝状超分子纳米组装体。所述聚合物组装体的制备充分利用糊精和葫芦[8]脲两种大环主体的识别和组装特性，即通过环糊精与金刚烷基团的有效键合和葫芦[8]脲稳定的萘酚单元与双联吡啶阳离子间的电荷转移两种超分子相互作用构筑获得；该树枝状超分子组装体的多孔结构能够有效包封模型底物分子，且具有缓慢释放包封底物分子的作用；制备工艺简单、易于实施且材料成本低，在底物分子包封、缓释等领域有较大的应用前景。

【技术领域】

本发明涉及超分子功能材料及树枝状聚合物技术领域，特别是一种基于2,3-双(β-环糊精-1,2,3-三唑-氧)-萘酚/葫芦[8]脲/金刚烷-双联吡啶阳离子三元超分子树枝状聚合物的制备方法及其应用。

【背景技术】

树枝状聚合物因其独特的结构性能被广泛应用于生物医疗、纳米材料、航空航天以及电子器件等领域，逐渐成为当代化学发展前言领域之一。采用传统共价键方法合成树枝状分子需要大量过量试剂才能使反应完全，并且分离所需条件苛刻，产物纯化困难大。超分子化学主要研究分子间非共价相互作用，包括分子识别和分子组装，因其新颖内容、广泛用途而成为一门新型前沿边缘学科。利用超分子策略构筑形成的树枝状超分子聚合物被赋予新奇特性，其一，分子识别与组装方法能够简化繁杂的合成步骤，其二，非共价相互作用赋予树枝状超分子聚合物动态可逆特性。联合不同大环主体化合物，有效整合利用不同大环主体选择性键合的互补性特点进行分子组装能够实现更加简便高效构筑树枝状超分子聚合物。环糊精是一类由D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4糖苷键首尾相连成环的大环化合物。葫芦脲是由甘脲和甲醛通过缩合获得的一类具有南瓜形状的大环化合物。环糊精通过疏水作用对结构尺寸匹配的分子进行包结，同时葫芦脲通过离子偶极相互作用能够实现对阳离子有机分子的键合。此外，环糊精和葫芦脲均易于制备、安全无毒、生物相容。因此，基于环糊精和葫芦脲两种大环主体的识别和组装特性构筑树枝状超分子聚合物能够降低合成制备成本、增加可逆调控性、提高功能利用度。

【发明内容】

本发明的目的是针对上述技术分析，结合环糊精和葫芦[8]脲两种大环主体的识别和组装特性，环糊精与金刚烷基团的有效键合和葫芦[8]脲稳定的萘酚单元和双联吡啶阳离子间的电荷转移作用，提供一种基于环糊精树枝状超分子聚合物的制备方法，并将其应用于装载样品分子，实现对小分子底物的有效包封和缓慢释放。本制备方法简单，适于放大合成和实际生产应用。并且通过简单调节组装体聚合物构筑单元的含量方便调控所制备组装体对底物分子的包封能力。

本发明的技术方案：

一种基于环糊精树枝状超分子聚合物，以2,3-双(β-环糊精-1,2,3-三唑-氧)-萘酚、葫芦[8]脲作为主体分子与客体金刚烷-双联吡啶阳离子通过分子之间的非共价相互作用构筑的三元树枝状超分子纳米组装体；其中2,3-双(β-环糊精-1,2,3-三唑-氧)-萘酚、金刚烷-双联吡啶阳离子、葫芦[8]脲的质量比为：15.33：3.15-6.30：7.97-15.94。

所述基于环糊精树枝状超分子聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)2,3-双(炔丙基-氧)-萘酚的合成

将2,3-二羟基萘溶解于丙酮中，搅拌条件下依次加入溴丙炔和碳酸钾。在氮气保护条件下反应18-24小时后，停止搅拌将反应液冷却，抽滤滤去固体滤渣，将滤液进行旋蒸以除去溶剂，将所得固体通过200-300目硅胶色谱柱分离，使用二氯甲烷作淋洗剂，得白色粉末，并使用石油醚进行重结晶过程，最终可以得到晶状2,3-双(炔丙基-氧)-萘酚；

(2)2,3-双(β-环糊精-1,2,3-三唑-氧)-萘酚的合成