酪氨酸衍生物的合成及其凝胶性能研究

论文摘要

小分子凝胶因具有完全热可逆性、独特的自组装结构、环境响应性等特性在纳米材料制备、环境治理、药物载体等领域具有良好的应用前景。原料易得、可再生、合成工艺简单的新型胶凝剂的设计合成及其结构和凝胶性能的关系是该领域研究的重要方向。本文合成了一类新型的酪氨酸衍生物，研究了其结构与胶凝行为之间的关系，以及凝胶的微观形貌和成胶机理，在此基础上初步探讨了其水凝胶在药物载体方面的应用。（1）薄层色谱、核磁共振氢谱、红外光谱分析表明，以易得可再生的Boc-L-酪氨酸甲酯为原料，在室温下成功合成了一类新型的酪氨酸衍生物，即十二烷基Boc-L-酪氨酸甲酯（BDTE）、十二烷基-L-酪氨酸甲酯（DTE）、十二烷基Boc-L-酪氨酸（BDT）、双十二烷基-L-酪氨酸甲酯-1,6-己二酰胺（TEDHB）和双十二烷基-L-酪氨酸-1,6-己二酰胺（TDHB）。（2）考察了BDET、DTE、BDT、TEDHB及TDHB对18种不同溶剂的胶凝行为。结果表明，TEDHB可使烷烃类溶剂、二甲基亚砜及植物油成凝胶；TDHB可使苯和三氯甲烷成凝胶，且三氯甲烷凝胶形成时需要超声诱导；TDHB和BDT可形成pH敏感的水凝胶；酪氨酸衍生物的结构不同，其胶凝行为具有明显差别。（3）研究了TEDHB在环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷中的临界胶凝浓度（MGC）以及TEDHB-正辛烷凝胶体系中胶凝剂浓度对凝胶-溶胶相转变温度（TGS）的影响，结果表明，MGC与烷烃溶剂的碳原子数有关，随着烷烃溶剂的碳原子数的增加，其MGC减小；随着胶凝剂浓度的增大，TEDHB-正辛烷凝胶的TGS升高。（4）通过SEM观察凝胶的微观结构，发现其微观结构因胶凝剂、溶剂种类及胶凝剂浓度的不同而不同，有纤维网状结构、不规则的褶皱状片层、3D螺旋网络结构等。FTIR分析表明，分子间氢键是凝胶形成的重要推动力；TDHB-水凝胶和BDT-水凝胶与其固体相比，氢键强度变弱；超声作用使TDHB-三氯甲烷溶液中不同类型氢键的比例发生了变化，进而形成凝胶。结合XRD和紫外光谱分析推断出他们在凝胶中可能的堆积方式。（5）研究了盐酸环丙沙星（CPFX）对BDT水凝胶的TGS和粘弹性的影响，结果表明CPFX对BDT水凝胶的TGS和粘弹性有相似的影响。随着CPFX加入量增大TGS和粘弹性增大，在CPFX/BDT=0.3时最大，继续加入CPFX则会减小，这与CPFX在凝胶中的存在方式有关。通过SEM分析不同载药量的BDT凝胶的微观结构，结合CPFX和BDT的结构特点，推断出CPFX在凝胶中可能有3种不同的存在方式。（6）研究了CPFX在BDT水凝胶静态下的扩散释放规律，结果表明，胶凝剂浓度固定时随着载药凝胶中CPFX浓度的增大，CPFX的累积释放量增大；CPFX含量相同的BDT凝胶其胶凝剂的浓度越大累积释放率越低。不同胶凝剂浓度、相同CPFX/BDT比值的凝胶累积缓释率基本相同。BDT凝胶对CPFX具有良好的缓释效果，其缓释行为受凝胶的稳定性和微观形貌影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 凝胶的概念
• 1.3 小分子凝胶和小分子胶凝剂
• 1.4 氨基酸衍生物类胶凝剂
• 1.4.1 有保护基的氨基酸衍生物胶凝剂
• 1.4.2 不含保护基团的氨基酸衍生物胶凝剂
• 1.4.3 多肽小分子胶凝剂
• 1.5 小分子凝胶的研究方法
• 1.5.1 流变学方法
• 1.5.2 显微学方法
• 1.5.3 衍射方法
• 1.5.4 波谱学方法
• 1.6 小分子凝胶的应用
• 1.7 研究思路及内容
• 2 酪氨酸衍生物的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品
• 2.2.2 主要设备及仪器
• 2.2.3 十二烷基 Boc-L-酪氨酸的制备
• 2.2.4 双十二烷基-L-酪氨酸甲酯-1,6-己二酰胺的制备
• 2.2.5 双十二烷基-L-酪氨酸-1,6-己二酰胺的制备
• 2.2.6 结构表征方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 BDTE 的表征
• 2.3.2 BDT 的表征
• 2.3.3 DTE 的表征
• 2.3.4 TEDHB 的表征
• 2.3.5 TDHB 的表征
• 2.4 本章小结
• 3 酪氨酸衍生物凝胶行为研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 主要设备及仪器
• 3.2.3 凝胶实验
• 3.2.4 临界凝胶浓度的测定
• 3.2.5 凝胶-溶胶相转变温度的测定
• 3.2.6 SEM 测定
• 3.2.7 UV-vis 测定
• 3.2.8 FTIR 测定
• 3.2.9 XRD 测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 酪氨酸衍生物的凝胶性能
• 3.3.2 干凝胶的显微形貌特征
• 3.3.3 UV-vis 分析
• 3.3.4 FTIR 分析
• 3.3.5 胶凝机理分析
• 3.4 本章小结
• 4 CPFX 在 BDT 水凝胶体系中的扩散释放
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验药品
• 4.2.2 主要设备及仪器
• 4.2.3 不同 pH 缓冲溶液的制备
• 4.2.4 凝胶的制备
• 4.2.5 凝胶 TGS的测定
• 4.2.6 凝胶流变性的测定
• 4.2.7 载药凝胶的 SEM 测定
• 4.2.8 CPFX 的静态释放实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 CPFX 对水凝胶的 TGS的影响
• 4.3.2 CPFX 对水凝胶的粘弹性的影响
• 4.3.3 CPFX 对水凝胶的显微形貌的影响
• 4.3.4 CPFX 的释放行为
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 5.1 主要结论与创新
• 5.2 课题不足及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士期间发表的论文