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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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2020年  33卷  第6期

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研究亮点
CO2基超支化聚炔酯:一种新型功能化平台聚合物
张兴宏
2020, 33(6): 515-518. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200830001
摘要:
作为一种丰富、无毒和廉价的碳一化合物,二氧化碳(CO2)已被用于合成系列线形聚合物(如聚碳酸酯、聚氨酯和聚脲等),但以CO2为单体直接合成超支化聚合物鲜有报道。近期,华南理工大学秦安军和唐本忠团队利用CO2、多官能度炔和二卤代物在常压条件下合成了一种新结构的超支化聚炔酯,其特别之处是分子中含有反应活性显著不同的两种炔基,因而可以实现多步选择性化学后修饰,如:制得了高载药量的两亲性超支化聚前药分子、高能量转移效率的“光捕获”体系和纯白光聚合物。这一研究为直接利用CO2合成功能型超支化聚合物提供了一条新途径。
聚肽均聚物/嵌段共聚物自组装构建手性纳米环
马晨, 黄晓宇
2020, 33(6): 519-521. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200804001
摘要:
环状结构因其独特的结构和性能受到了广泛的关注。手性在自然界中广泛存在,手性材料在诸多领域表现出优异的性能。聚合物可以自组装形成丰富的结构,包括环状和手性组装体。最近,华东理工大学林嘉平教授和蔡春华教授团队研究发现,聚肽均聚物/嵌段共聚物体系可以自组装形成均匀的手性纳米环:其中均聚物纤维卷积缠绕成均一的环状结构,该过程类似于DNA分子链的缠绕成环;嵌段共聚物在均聚物环表面自组装形成手性螺旋结构,螺旋的手性、螺纹宽度可通过共聚物的手性和分子量有效调控。他们的研究为均匀纳米环的制备提供了新途径,还为环表面手性等纳米结构的构建提供了新策略。
研究论文
高分子键合血管阻断剂与BLZ945纳米药物协同治疗肿瘤
王月, 沈娜, 卫琦, 汤朝晖
2020, 33(6): 522-531. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200612001
摘要:
聚(L-谷氨酸)接枝聚乙二醇单甲醚/康普瑞汀A4(C-NPs)具有良好的肿瘤血管靶向性和疗效,然而,C-NPs可导致M2型肿瘤相关巨噬细胞(M2-TAMs)浸润,进而使肿瘤复发,其应用受到了限制。首先验证了BLZ945能诱导M2-TAMs凋亡,并可与C-NPs协同抑制肿瘤生长,然后设计并制备了高分子键合血管阻断剂与BLZ945纳米药物聚(L-谷氨酸)接枝聚乙二醇单甲醚/康普瑞汀A4/BLZ945(CB-NPs),用于协同治疗肿瘤。通过核磁和红外光谱分析确认了其化学结构;动态光散射测试结果表明其水合半径为(59 ± 19) nm;高效液相色谱测试结果表明康普瑞汀A4(CA4)和BLZ945的载药量分别为10.7%和8.4%。体内抑瘤结果表明CB-NPs对初始体积410 mm3的肿瘤生长抑制率为79%,抑瘤效果显著。
基于卟啉基多孔有机聚合物的CO2吸附及催化性能
刘程, 李国宁, 张曼霞, 翁志焕, 蹇锡高
2020, 33(6): 532-539. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200116001
摘要:
为了实现在温和环境及无助催化剂的条件下高效催化CO2 与环氧烷烃的环加成反应,设计合成了两种卟啉基多孔有机聚合物—含羧基的卟啉基多孔有机聚合物(PPOP-COOH)和含季铵盐离子对的卟啉基多孔有机聚合物(PPOP-I),通过前修饰和后修饰的方式分别在聚合物中引入季铵盐阴阳离子对亲核基团和金属活性中心。通过红外光谱和物理吸附仪表征了聚合物的化学结构和孔结构,研究了其作为催化剂对催化CO2与环氧烷烃的环加成反应的影响。研究结果表明,这两种聚合物均具有多级孔结构,比表面积为302~514 m2/g,聚合物中的路易斯酸金属离子、亲核试剂和多级孔结构的协同作用大大促进了CO2与环氧烷烃的环加成反应,在较为温和的条件(80 ℃、0.3 MPa、24 h)下,反应的选择性和转化率均达到99%以上;聚合物在多次重复使用后,依然具有很好的催化性能。
基于四重氢键的自修复电解质材料
梁子嘉, 李瑀, 封伟
2020, 33(6): 540-546. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200608002
摘要:
为了解决锂离子电池中聚合物电解质易受外界机械损伤的问题,引入含有四重氢键的2-脲基-4[1H]嘧啶酮(Upy)单元接枝在聚乙烯醇(PVA)上,制备出具有自修复功能的电解质材料PVA-Upy,并对其结构、热稳定性以及电化学性能等进行分析。结果表明,该方法成功制备出PVA-Upy材料,其热稳定性以及机械强度良好,在70 ℃下拉伸强度的自修复效率达90.20%;PVA-Upy材料作为电解质的电化学窗口高达5 V,离子传导率为2.06×10−3 S/cm,组装的LiFePO4/PVA-Upy/Li扣式电池循环稳定性良好。
基于氢键交联的低温自修复聚合物
高龙, 俞慧涛, 王健, 冯奕钰, 封伟
2020, 33(6): 547-553. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200608001
摘要:
针对聚合物存在的低温自修复速率低的问题,通过将具有柔性分子链的氨基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)和丙二酰氯(C3H2Cl2O2)进行缩聚,制备得到多重氢键交联的聚二甲基硅氧烷交联聚合(H2PDMS)网络。柔性分子链有效降低了聚合物的玻璃化转变温度(Tg≈−120 ℃);H2PDMS在−25 ℃环境下,40 min后拉伸模量的修复效率高达97%。通过N―H和C=O之间多个氢键的可逆断裂与形成,实现了聚合物的室温快速修复以及低温高效修复,对未来设计并制备极端低温环境下修复材料具有重要意义。
三嗪超交联聚苯乙烯基多孔聚合物的设计与制备
邱玉倩, 刘千惠, 韩浩杰, 于涛, 王洪强, 徐飞
2020, 33(6): 554-562. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200520001
摘要:
以三聚氯氰为交联剂,通过傅克烷基化反应制备了具有三嗪交联结构的聚苯乙烯基多孔聚合物。采用线性聚苯乙烯和预交联聚苯乙烯球为原料,分别获得了具有三维网络结构与球形结构的超交联多孔聚合物。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、氮气吸附-脱附测试等手段分析了超交联多孔聚苯乙烯的微观形貌、化学结构与孔结构。与羰基交联的聚苯乙烯相比,三嗪交联的聚苯乙烯的比表面积更大、介孔更丰富。对商用聚苯乙烯进行相似处理,也得到了具有类似三维网络结构的多孔聚苯乙烯。
棉籽油基聚氨酯弹性体的合成及性能
李佳, 许志美, 奚桢浩, 赵玲
2020, 33(6): 563-569. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200301001
摘要:
生物基聚氨酯是高端生物材料领域的重要研究方向。采用臭氧化棉籽油基多元醇(OTO-polyols)和蓖麻油(CO)为原料,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应合成了一系列棉籽油基聚氨酯(TO-PU)弹性体。利用红外光谱(FT-IR)解析了聚氨酯弹性体的链结构,通过差示扫描量热仪、万能试验机和热重分析仪分别研究了材料的热行为、力学性能及热稳定性。结果表明:所合成的棉籽油基聚氨酯具有较低的玻璃化转变温度(−35~−28 ℃)和一定的结晶性能;通过调节软段棉籽油基多元醇与蓖麻油的质量比可以调控TO-PU的力学性能,其拉伸强度可超过2.50 MPa,断裂伸长率大于150%;棉籽油基聚氨酯的起始分解温度高于240 ℃,热稳定性良好。
pH敏感聚合物胶束mPEG-GDE-OE的制备及其载药性能
孙慧, 王菲, 汪云云, 巩凯
2020, 33(6): 570-579. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200313002
摘要:
以3-氨基-1,2-丙二醇为原料,合成了具有pH敏感性的原酸酯单体(2-十八烷氧基-1,3-二氧戊烷-4基)甲胺(OE),与单体甲氧基聚乙二醇胺(mPEG-NH2)、乙二醇二缩水甘油醚(GDE)经开环聚合(ROP)反应合成了pH敏感聚合物mPEG-GDE-OE,并以十八烷基胺(OA)为原料合成了非pH敏感聚合物mPEG-GDE-OA。采用溶剂挥发法制备了相应的聚合物胶束,并以阿霉素(DOX)为模型药物制备了相应的载药聚合物胶束。采用核磁共振氢谱(1H-NMR)对聚合物结构进行表征;利用动态光散射(DLS)仪表征胶束大小及粒径分布,用透射电镜(TEM)观察胶束形貌;采用动态透析法考察了胶束的体外药物释放性能;以人乳腺癌细胞(MCF-7)和宫颈癌细胞(Hela)为细胞模型,考察了载药聚合物胶束的细胞毒性与体外抗肿瘤活性。结果表明,mPEG-GDE-OE胶束和mPEG-GDE-OA胶束的粒径分别为(168.2±4.6) nm、(157.5±3.4) nm。载药聚合物胶束DOX/mPEG-GDE-OE和DOX/mPEG-GDE-OA的粒径比聚合物胶束的粒径略大,分别为(191.6±6.7) nm、(182.8±5.2) nm。与mPEG-GDE-OA胶束相比,mPEG-GDE-OE胶束具有良好的pH敏感性,表现出良好的控释性能和较强的肿瘤杀伤能力。
磁性壳聚糖负载多金属氧酸盐及其催化氧化四氢噻吩的性能
刘叶峰, 吕迎, 李瑞琪, 左鹏, 王蕊欣
2020, 33(6): 580-588. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200228001
摘要:
将多金属氧酸盐(POM)通过静电结合法负载在磁性壳聚糖(Fe3O4@CS)载体上,成功制备了磁性多金属氧酸盐微球Fe3O4@CS@POM,即Keggin型磁性磷钨酸(Fe3O4@CS@PW12)和Dawson型磁性磷钨酸(Fe3O4@CS@P2W17和Fe3O4@CS@P2W18)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度法、元素分析(EA)、扫描电子显微镜(TEM)等对其结构和形貌进行了表征;详细考察了Fe3O4@CS@POM对过氧化氢氧化四氢噻吩的催化活性。结果表明3种磁性磷钨酸均对四氢噻吩(THT)具有良好的催化氧化能力,其中Fe3O4@CS@PW12的催化活性最强:在常温、较低的Fe3O4@CS@PW12用量(0.01 g)下,反应105 min时THT的转化率达100%。该催化氧化过程符合准一级动力学模型。在外加磁场的作用下,催化剂可实现快速、高效分离。此外,Fe3O4@CS@PW12具有良好的重复使用性,循环使用5次后催化活性仍保持稳定。
一种基于聚乳酸-聚组氨酸的新型口服药物递送载体
易翠翠, 马梦雅, 吴超慧, 王金凤, 张振中, 任雪玲
2020, 33(6): 589-597. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200403001
摘要:
首先通过酸酐开环的方法合成聚组氨酸(PLH),再与聚乳酸(PLA)缩合形成两亲性聚合物(PLA-PLH)。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱以及动态光散射对PLA-PLH的结构和形态进行表征;接着以抗肿瘤药物2-甲氧基雌二醇(2-ME)作为模型药物,通过溶剂交换法制备PLA-PLH/2-ME纳米粒,考察其载药量与包封率,并在细胞水平考察PLA-PLH/2-ME对肿瘤细胞增殖和迁移的抑制作用;最后以荧光染料1,1'-二十八烷基-3,3,3',3'-四甲基吲哚并花青碘化物(DIR)为荧光标记物,考察PLA-PLH/DIR口服后体内的分布情况。结果表明:PLA-PLH被成功构建,平均粒径为(224.93±13.05)nm;当PLA-PLH与2-ME的质量比为1∶0.6时,载药量和包封率分别达到(27.86±0.19)%和(64.38±0.50)%。细胞实验显示:PLA-PLH可以显著增加结肠癌细胞CT26对PLA-PLH/2-ME的摄取;相比于2-ME处理组,PLA-PLH/2-ME处理组CT26细胞的细胞增殖抑制率和细胞迁移抑制率都显著增加。小鼠及其主要脏器的活体成像结果显示,PLA-PLH可以减缓DIR经口给药后在胃肠道的降解,增加其在肠道区域的聚集。
基于可逆动态共价化学的交联乙丙共聚物
刘姝慧, 牛慧
2020, 33(6): 598-604. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200611002
摘要:
以茂金属化合物亚乙基桥二茚基二氯化锆(rac-Et(Ind)2ZrCl2)为主催化剂、甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,实现乙烯/丙烯/8-呋喃-1-辛烯的三元共聚,制备了侧基含有呋喃基团的乙丙共聚物;再以不同结构的双马来酰亚胺为交联剂,通过Diels-Alder反应制备了具有热可逆交联结构的乙丙共聚物。利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、差示扫描量热(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)等对共聚物结构进行了表征,利用溶胀实验、拉伸实验对交联聚合物性能进行测定。结果表明,通过改变交联剂结构和马来酰亚胺与呋喃的比例可以调节共聚物的交联程度,利用Diels-Alder反应的热可逆性实现了交联乙丙共聚物的重复加工。