纤维素纤维接枝β-环糊精预聚体的制备及性能研究

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1、浙江理工大学硕士学位论文摘要环糊精的结构是一个环外亲水，环内疏水且有一定尺寸的立体手性空腔，它们的分子上下表面分布着众多化学反应性相同的伯羟基和仲羟基，这些可修饰也可生成氢键的基团与临近的疏水空腔共存，该疏水性空腔可作为分子主体识别各种有机、无机和生物分子形成主一客体包合物，因而具重要的研究价值。通过交联剂可将环糊精单体合成交联聚合物，这种交联聚合物保留环糊精原有的空腔结构，可以继续与客体分子发生包结反应。同时聚合物中多个环糊精单元包结客体的过程表现出了协同效应和临基效应等高分子效应，使聚合物包结作用强于环糊精单体。另外，交联度低的交联产物具有比单体大得多的水溶性。这为环糊精的单体识别

2、开拓了新领域，目前这方面工作仍然处在在发展中，且其具有广阔的应用前景。本文首先合成了环糊精交联预聚体，然后将其接枝到纤维素纤维上，通过包结苯甲酸药物，研究了该功能纤维在医疗保健方面的应用。本论文的主要研究内容如下：1．以环氧氯丙烷为交联剂，合成了三种水溶性13一环糊精预聚体。通过红外测试可知，B一环糊精预聚体保留了环糊精原有的空腔结构，可以继续与客体分子发生包结反应。由苯酚一硫酸法测定了13一环糊精预聚体的平均交联度。2．在碱性介质中合成了环氧化纤维素纤维，进一步合成了接枝p一环糊精预聚体纤维素纤维。通过红外表征了13一环糊精预聚体已经接枝到纤维素纤维上。通过包结酚酞溶液，考察了该功能

3、纤维上B一环糊精预聚体的包络性能。结果表明，该功能纤维仍然具有13一环糊精原有的包络性能，该疏水性空腔可以包结尺寸大小适宜的有机物分子，而且投料比为1：2的13一环糊精预聚体的接枝率较高。故试验中我们采用i：2的B一环糊精预聚体。并探讨了纤维素纤维接枝l：2的13一CD预聚体的最佳工艺条件。3．利用纤维素纤维上D-CD预聚体的包合性能，制备了包合苯甲酸药物的功能性纤维素纤维，并测定了接枝B-CD预聚体纤维素纤维上药物的含量。测定了不同温度下包合药物的稳定常数和表观热力学参数，表明包合反应为放热反应。由△H和△s也可以表明，苯甲酸与D—CD包合体系中，疏水作用力对包合反应几乎不起作用，而

4、是分子问的范德华力在起作用。考察了包合药物在水溶液中的稳定性和释放性能，结果表明，温度低于20℃时包合药物较稳定，在35。C左右开始大量释放，36．5"C左右释放度达到91％以上；在30℃时80min内包合苯甲酸的接枝B-CD纤维素纤维逐渐释放出苯甲酸，经过80min后基本达到平衡。由此可知，该纤维在人体温度37℃左右释放几乎达到了最佳状态，这正适合用于开发医疗保健用服装。T浙江理工大学硕士学位论文本研究首次制备了含环糊精预聚体的功能性纤维素纤维，并对功能纤维的合成工艺进行了探讨，利用该功能纤维中环糊精预聚体的包络识别作用，进行包合苯甲酸的研究，为该纤维在医疗保健用功能服装方面的应用进

5、行了有意义的探索。另一方面，本研究把环糊精从粉体材料制备成纤维状材料，纤维材料可以加工成各种形态的材料，这对环糊精在功能材料、分离分析技术、生物医学工程、环保、医疗保健和其他高新技术领域的应用，具有积极的意义。关键词：13一CD预聚体；包合反应；药物；动力学；热力学；功能性纤维Ⅱ浙江理工大学硕士学位论文CelluloseFiberGraftingwithD-CyclodextrinPrepolymer：SynthesisandPerformanceStudyAbstractCyclodextrinswhichpossessacage—likesupramolecularchiralst

6、ructureareafamilyofcyclic01igosaccharidescomposedofq一(1，4)linkedglucopyranosesubunits．Theyhavetworimsofhydroxylgroupslocatedontheedgesoftheringthatcaneitherbemodifiedorbeusedtoattachothercatalyticandfunctionalgroups，andtheapolarhydrogensandetheMikeoxygensareattheinsideofthetorus—likemolecules．Th

7、isresultinamoleculewithahydrophilicoutsideandanapolarcavitydescribedasa“microheterogeneousenvironment'’．Asaresultofthiscavity，cyclodextrinsareabletoformhost—guestcomplexeswithawidevarietyoforganic，inorganic，biologicalhydroph