树枝状大分子聚酰胺—胺的合成与性能研究

论文摘要

树枝状大分子(Dendrimer)是一类新型的功能高分子化合物，它的特点是可以在分子水平进行分子的大小、形状和功能基团的设计。它与传统高分子相比分子中都含有重复的结构单元，但性质却表现出了很大的差异。尽管目前对这类大分子性质的研究还不是很深入，但在药物输送、催化剂、基因治疗及传感器等应用领域已取得了突破性的研究进展，每年有大量相关的研究论文发表在国外高水平的学术刊物上。所以，根据Dendrimer分子结构本身的特点，系统地开展分子结构与性能的研究，致力解决传统领域的实际问题，是一个非常有前途的研究方向。 本论文采用“发散合成法”分别合成了以氨和乙二胺为核心的两类树枝状大分子聚酰胺一胺(PAMAM)，采用红外光谱、核磁共振、端基分析等手段对合成产物的结构进行了表征，结果表明所合成的树枝状大分子与理论结构相符；采用表面活性剂的研究方法对这类新型大分子水溶液的特性粘度、表面张力、表面吸附量、临界胶束浓度、HLB值及分子尺寸等物性进行了研究，结果表明，特性粘度与分子的构型有关；表面活性与分子的端基结构有关；HLB值与分子的支化程度有关。此外，还通过表面活性剂的吸附实验证明了分子的大小为纳米级。有关聚酰胺—胺的许多表面性质的研究尚未见到任何报道。 本论文在进行PAMAM基本性质研究的同时，重点研究了这类新型高分子表面活性剂作为原油破乳剂的性能，在室内评价了PAMAM对不同体系的模拟O／W型乳液及现场采出液的破乳性能。研究结果表明，不同核心、不同支化代的端基为胺基的PAMAM虽然几乎没有表面活性，但却均表现出了良好的破乳性能，PAMAM对O／W型乳液的破乳行为与分子的核心、端基和支化代具有密切的关系，为进行这类新型破乳剂的分子设计提供了依据。本论文在开展PAMAM破乳性能的同时，通过测定吸附膜强度和液膜破裂率，研究了PAMAM作为O／W型原油破乳剂的作用机理，为开发一类具有新型化学结构的原油破乳剂奠定了基础，这些研究工作目前在国内外尚未见到任何报道。 本论文根据Dendrimer表面活性剂分子的结构特点，在对系列PAMAM表面活性剂进行增溶性能研究的基础上，重点研究了它们对与药物分子结构相近的有机化合物及典型药物分子的增溶作用，为了增加药物载体的水溶性，还对乙二胺为核的半代产品进行了端基修饰。实验结果表明，Dendrimer分子的水溶性及对药物分子的识别，不但与本身的分子结构有关，还与端基的性质有关。此外，该论文在研究这类高分子的结构与增溶性能关系的基础上，提出了新型高分子对药物分子的增溶机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 树枝状大分子的一般概念
• 1.2 树枝状大分子的发展历史
• 1.3 树枝状大分子的合成方法
• 1.3.1 发散合成法
• 1.3.2 收敛合成法
• 1.3.3 高度核心和支化单体合成法
• 1.3.4 双倍指数混合生长合成法
• 1.4 树枝状大分子的特殊性质
• 1.4.1 粘度
• 1.4.2 溶解性
• 1.4.3 热稳定性
• 1.4.4 结晶性
• 1.5 树枝状大分子的应用现状
• 1.5.1 分子结构与潜在功能
• 1.5.2 胶束与包容作用
• 1.5.3 分子自组装
• 1.5.4 分子界面膜
• 1.5.5 光电材料
• 1.5.6 催化剂
• 1.5.7 生物医药
• 1.6 原油破乳剂的开发研究进展
• 1.6.1 新型原油破乳剂的开发现状
• 1.6.2 原油破乳剂破乳机理的研究进展
• 1.7 树枝状大分子的结构与药物输送功能
• 1.7.1 物理包容小分子药物
• 1.7.2 化学键合小分子药物
• 1.7.3 生物活性树枝状大分子
• 1.8 树枝状大分子药物输送剂的研究进展
• 1.9 选题背景及主要工作内容
• 1.9.1 选题背景
• 1.9.2 主要工作内容
• 参考文献
• 第二章 聚酰胺—胺的合成、表征及性质研究
• 引言
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验所需的仪器及药品
• 2.1.2 以氨为核心PAMAM的合成
• 2.1.3 以乙二胺为核心PAMAM的合成
• 2.1.4 PAMAM合成工艺条件的研究
• 2.1.5 端基滴定分析
• 2.1.6 PAMAM溶解性能的测定
• 2.1.7 PAMAM特性粘度的测定
• 2.1.8 PAMAM水溶液表面张力的测定
• 2.1.9 半代PAMAM水溶液临界胶束浓度的测定
• 2.2 理论计算部分
• 2.2.1 半代PAMAM的HLB值计算
• 2.2.2 表面吸附量、分子截面积与分子尺寸的计算
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 聚酰胺—胺的合成原理
• 2.3.2 产品收率与合成工艺的讨论
• 2.3.3 产品的红外光谱分析
• 2.3.4 产品的核磁共振分析
• 2.3.5 整代产品的端基滴定分析
• 2.3.6 PAMAM的溶解性能与分子结构的关系
• 2.3.7 PAMAM的特性粘度与分子结构的关系
• 2.3.8 PAMAM水溶液的表面张力与结构的关系
• 2.3.9 CMC和HLB值与水溶液的性质
• 2.3.10 表面吸附量、分子截面积与分子尺寸与分子结构的关系
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 聚酰胺—胺型表面活性剂对原油乳液的破乳性能
• 引言
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验所需的原料、药品及仪器
• 3.1.2 O/W型模拟原油乳液的配制
• 3.1.3 破乳剂性能的评价方法
• 3.1.4 破乳机理的研究方法
• 3.1.5 系列PAMAM产品的破乳性能
• 3.1.6 以乙二胺为核PAMAM整代产品的破乳性能
• 3.1.7 以乙二胺为核3.0代PAMAM对三元复合驱采出液的破乳性能
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 乳液稳定性影响因素的分析
• 3.2.2 系列PAMAM产品的破乳性能
• 3.2.3 PAMAM的支化代对模拟乳液破乳率的影响
• 3.2.4 PAMAM的添加浓度对模拟乳液破乳率的影响
• 3.2.5 破乳温度对模拟乳液破乳率的影响
• 3.2.6 PAMAM对油滴液膜排液时间的影响
• 3.2.7 PAMAM对油滴液膜半生命期的影响
• 3.2.8 PAMAM对油滴液膜破裂速度常数的影响
• 3.2.9 3.0代PAMAM对三元复合驱采出液的破乳效果
• 3.2.10 含芳环树枝状破乳剂的合成与表征
• 3.2.11 含芳环树枝状破乳剂的破乳性能初步探索
• 3.3 小结
• 参考文献
• 第四章 聚酰胺—胺的端基修饰合成及对药物分子的增溶性能
• 引言
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验所需的仪器及药品
• 4.1.2 PAMAM—OH和PAMAM—K的合成
• 4.1.3 红外光谱的测定
• 4.1.4 表面活性的测定
• 4.1.5 增溶能力的测定方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 PAMAM-OH和PAMAM-K的合成原理
• 4.2.2 增溶实验原理
• 4.2.3 PAMAM-OH合成和分离条件
• 4.2.4 PAMAM-K合成和分离条件
• 4.2.5 PAMAM-OH的IR分析
• 4.2.6 PAMAM-K的IR分析
• 4.2.7 PAMAM-OH表面活性的测定
• 4.2.8 苯甲酸、水杨酸和布洛芬的标准曲线
• 4.2.9 PAMAM对苯甲酸、水杨酸和布洛芬的增溶
• 4.2.10 PAMAM-OH对苯甲酸、水杨酸和布洛芬的增溶
• 4.2.11 PAMAM-K对苯甲酸、水杨酸和布洛芬的增溶
• 4.2.12 SDS对苯甲酸、水杨酸和布洛芬的增溶
• 4.2.13 树枝状大分子PAMAM增溶机理的初步探讨
• 4.3 小结
• 参考文献
• 第五章 总结论
• 论文创新点
• 作者简介
• 论文发表情况
• 致谢
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