基于双烯合成反应的环糊精类水凝胶的制备与表征

论文摘要

双烯合成反应（Diels-Alder反应）是一种反应条件温和、选择性高的反应。环糊精不仅可以与聚合物进行包合形成超分子结构，而且也可以与小分子药物形成包合物，延缓药物的释放。因此，本文将Diels-Alder反应引入到环糊精类的水凝胶的制备中，首先通过对羟乙基β-环糊精进行修饰合成了基于环糊精的亲双烯体，同时，合成出含有呋喃环结构的三种双烯体：丙烯酸糠酰胺双烯体、聚乙烯醇（PVA）缩糠醛双烯体、聚乙二醇（PEG）2000酰胺化双烯体，然后通过双烯合成反应，在水相中成功地制备了三类含环糊精的水凝胶，即具有温度/pH敏感性的环糊精类水凝胶、基于聚乙烯醇（PVA）的环糊精类水凝胶、含有超分子结构的环糊精类水凝胶。论文中水凝胶的制备及表征分为以下三部分：1.首先利用马来酸酐与糠胺反应，得到了一种新型的单体丙烯酸糠酰胺，然后使其与不同比例的N-异丙基丙烯酰胺聚合合成了大分子双烯体。同时，通过AMI和羟乙基β-环糊精反应合成了亲双烯体（HCD-AMI）。最后，通过Diels-Alder反应用均相法与非均相法两种方法制备出水凝胶。并进行了FTIR，UV，NMR，GPC，SEM等表征，研究了水凝胶的溶胀动力学性能、非均相法制备的水凝胶药物释放性能。结果表明两种方法均能制备出水凝胶，水凝胶符合二级溶胀动力学，其中非均相制备的水凝胶可以作为可注射水凝胶来应用。2.含有聚乙烯醇（PVA）环糊精水凝胶的制备过程中，采用PVA缩合糠醛制备双烯体。交联剂采用HCD-AMI。最后，通过Diels-Alder反应快速的制备水凝胶。并进行了FTIR，NMR等表征，研究了水凝胶的溶胀动力学性能和药物释放性能。结果表明制备的水凝胶溶胀符合二级溶胀动力学，四种缩醛度的水凝胶药物释放速度不同，可以作为难溶性药物缓释材料。3.超分子水凝胶的制备过程中，先用丁二酸酐对聚乙二醇（PEG）进行修饰，合成了羧基封端的PEG，使其与糠胺反应后，得到了大分子双烯体，通过大分子双烯体与α-CD的超分子自组装得到了聚准轮烷。同时，采用甲基丙烯酸羟乙酯与N，N二甲基丙烯酰胺共聚物与AMI反应，得到了大分子亲双烯体。最后，通过合成的大分子双烯体与大分子亲双烯体进行Diels-Alder反应制备水凝胶。并进行了NMR，TG，XRD等表征，研究了水凝胶的溶胀动力学性能及药物释放性能。结果表明制备的水凝胶可以作为水溶性药物缓释材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 环糊精的性质
• 1.1.1 环糊精与聚合物自组装原理
• 1.1.2 环糊精自组装成超分子体系
• 1.1.3 环糊精与各种聚合物形成的超分子水凝胶
• 1.1.4 自组装方法制备环糊精超分子水凝胶进展
• 1.1.5 化学交联法制备环糊精水凝胶
• 1.1.6 光照交联方法制备环糊精超分子水凝胶
• 1.1.7 环糊精类聚合物微球
• 1.2 环糊精类智能水凝胶的分类
• 1.2.1 pH/温度双重敏感型水凝胶
• 1.2.2 生物大分子响应型水凝胶
• 1.2.3 光/温度双重敏感型水凝胶
• 1.3 环糊精水凝胶的溶胀动力学研究
• 1.4 双烯合成反应在聚合物制备中的应用
• 1.5 环糊精类水凝胶的应用
• 1.5.1 在生物技术方面的应用
• 1.5.2 在药物缓释方面的应用
• 1.5.3 在基因工程方面的应用
• 1.6 本课题的选题目的及意义
• 第二章 pH/温度双重敏感型智能水凝胶制备及表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要料及试剂
• 2.2.2 主要仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 原料及试剂的纯化
• 2.3.2 缓冲溶液的配制
• 2.3.3 丙烯酸糠酰胺的合成 （FM）
• 2.3.4 丙烯酸糠酰胺与 N-异丙基丙烯酰胺共聚 （PFMIPN）
• 2.3.5 AMI 的合成
• 2.3.6 交联剂的制备（HCD-AMI）
• 2.3.7 双烯合成反应制备水凝胶
• 2.3.8 表征方法
• 2.3.9 聚合物的低临界温度（LCST）的测定
• 2.3.10 水凝胶的溶胀度（SR）测定
• 2.3.11 扫描电镜（SEM）
• 3.3.12 大豆苷元的装载及释放原理图
• 3.3.13 药物缓释实验
• 3.3.14 大豆苷元的浓度与吸光度的标准曲线
• 2.3.15 体外降解实验
• 2.4 结果讨论
• 2.4.1 AMI 的合成
• 2.4.2 HCD-AMI 的合成
• 2.4.3 丙烯酸糠酰胺单体（FM）的合成
• 2.4.4 PFMIPA 的合成
• 2.4.5 双烯合成反应制备水凝胶
• 2.4.6 表征方法
• 2.4.7 交联剂的红外图
• 2.4.8 不同投料比对溶胀度的影响
• 2.4.9 不同 pH 对溶胀度的影响
• 2.4.10 温度对溶胀度的影响
• 2.4.11 扫描电镜
• 2.4.12 pH 可逆性
• 2.4.13 水凝胶对大豆苷元的控制释放
• 2.4.14 体外降解实验
• 2.5 小结
• 第三章 聚乙烯醇水凝胶的制备及表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料及试剂
• 3.2.2 主要仪器
• 3.2.3 原料及试剂的纯化
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 聚乙烯醇（PVA）缩糠醛的合成
• 3.3.2 水凝胶的制备
• 3.3.3 红外谱图
• 3.3.4 溶胀度的测定
• 3.3.5 凝胶质量分数的测定
• 3.3.6 异胺肼的浓度与吸光度的标准曲线
• 3.3.7 药物缓释实验
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 缩醛度的测定
• 3.4.2 红外谱图
• 3.4.3 双烯合成反应制备水凝胶
• 3.4.4 缩醛度对溶胀度的影响
• 3.4.5 异胺肼载药量
• 3.4.6 异胺肼释放
• 3.4.7 大豆苷元释放
• 3.4.8 pH 对药物释放的影响
• 3.5 小结
• 第四章 超分子水凝胶的制备及表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂及原料
• 4.2.2 主要仪器
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 原料及试剂的纯化
• 4.3.2 含有呋喃环的大分子双烯体的制备
• 4.3.3 甲基丙烯酸羟乙酯与 N,N 二甲基丙烯酰胺共聚物的合成
• 4.3.4 含有马来酰亚胺的大分子亲双烯体的制备
• 4.3.5 超分子水凝胶的制备
• 4.3.6 超分子水凝胶的溶胀性能
• 4.3.7 阿司匹林的标准曲线
• 4.3.8 超分子水凝胶对水溶性药物阿司匹林的释放性能
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 红外谱图
• 4.4.2 含有呋喃环的大分子双烯体的核磁谱图
• 4.4.3 含有马来酰亚胺的大分子亲双烯体的核磁谱图
• 4.4.4 热分析图
• 4.4.5 XRD 分析图
• 4.4.6 溶胀动力学
• 4.4.7 阿司匹林的药物释放动力学研究
• 4.6 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历