一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备及应用的制作方法
专利名称：一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备及应用的制作方法
一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备及应用
技术领域：
本发明属于智能材料技术领域，特别是一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备及应用。
背景技术：
小分子凝胶是一类由低分子量的成凝因子自组装形成的凝胶(参见J. W. Steed, Chem. Commun. 2011，47，1379-1383.)，也就是低分子量水凝胶(LMWH)。由于其在传感、电化学/光子、结构导向剂、化妆品、药物传输、生物医学等方面的潜在应用，受到日益增加的关注(参见:P. Dastidar，Chem. Soc. Rev. 2008，37，2699-2715.)。小分子凝胶通常是由生物相容的组分衍生而得，通过非共价相互作用交联在一起，因此，与常见的高分子凝胶相比更加容易降解(参见:L. A. Estroff，A. D. Hamilton, Chem. Rev. 2004，104，1201-1207.)。为了实现这一优点，在小分子凝胶体系中引入光活性、电活性、化学活性基团等来制备具有刺激响应性的凝胶受到了人们广泛的关注，大量的文献也相继有所报道(参见C.Wang，Q. Chen, F. Sun, D. Q. Zhang, G. X. Zhang, Y. Y. Huang, R. Zhao, D. B. Zhu, J. Am. Chem. Soc. 2010,132, 3092-3096.)。水是组成有机体的重要部分，水调解和调节着生物体内复杂的生物过程(参见:L. Fang，S. Basu，C. H. Sue，Α. C. Fahrenbach，J. F. Stoddart，J. Am. Chem. Soc. 2011， 133, 396-399. ) 0在水溶液中形成的凝胶，也就是水凝胶，广泛的应用在个人护理产品、食品以及新兴的生物学领域(参见M. de Loos, B. L. Feringa, J. H. van Esch，Eur. J. Org. Chem. 2005，3615-3631·)。因此，低分子量水凝胶的发展受到人们的广泛关注。然而，并非所有的非共价相互作用在水溶液中都是有效地，为了解决这一问题，水溶性的大环受体，例如环糊精、杯芳烃和葫芦脲等，已经被用来作为制备小分子水凝胶的新方法(参见 J. W. Steed, J. A. Foster, Angew. Chem. Int. Ed. 2010，49，6718-6724.)。基于脯氨酸修饰的杯[4]芳烃的小分子水凝胶受到人们的广泛关注(参见T. Becker，C. Y. Goh, F. Jones, Μ. J. Mclldowie, Μ. Mocerino, Μ. I. Ogden，Chem. Commun. 2008，33，3900—3092 ； (2) C. Y. Goh, Τ. Becker, D. H. Brown, B. W. Skelton, F. Jones, Μ. Mocerino, Μ. I. Ogden, Chem. Commun. 2011, 47,6057-6059 ； (3) J. Zhang, D. S. Guo, L. H. Wang, Z. Wang, Y. Liu, Soft Mater 2011，7， 1756-1762)。紫精是一类重要的氧化还原电对，已广泛的应用于构筑功能分子组装和分子机器的子单元、电致变色显示器的器件等(参见:C. L. Bird, Α. Τ. Kuhn,Chem. Soc. Rev. 1981，10， 49-82 ； (2) V. Balzani, A. Credi, F. Μ. Raymo, J. F. Stoddart, Angew. Chem. Int. Ed. 2000,39, 3348-3391.)。将紫精引入到脯氨酸修饰杯[4]芳烃(TPC)的成凝体系中以赋予其电刺激响应能力，从而制备电化学刺激响应的小分子水凝胶。氧化还原响应的体系可以应用在环境友好的电功能体系，例如电转换材料等(参见=LiTomatsu, A. Hashidzume, A. Harada, Macromol. Rapid Commun. 2006,27,238-241.)。因此，构筑电刺激响应的小分子水凝胶具有很重大的意义。
发明内容本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备及应用，紫精的抗衡离子对凝胶的形成具有决定性的作用，不同的紫精溴盐对凝胶的性质也有着重要的影响；该小分子水凝胶是对电刺激具有良好的响应性，同时还具有热可逆性和化学响应性，该凝胶可以负载亲水的抗癌药阿霉素。本发明的技术方案—种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，由脯氨酸修饰杯[4]芳烃 (TPC)与甲基紫精溴盐通过超分子相互作用形成，具体方法是将TPC、甲基紫精溴盐加入水中混合，用浓度为lmol/L的稀盐酸调节混合液pH为3.0，将混合液加热并维持温度为 70°C，至混合液中的固体完全溶解，冷却至室温，即可制得具有电刺激响应特性的小分子水凝胶。所述脯氨酸修饰杯[4]芳烃(TPC)的化学结构式为
权利要求
1.一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，其特征在于由脯氨酸修饰杯 [4]芳烃(TPC)与甲基紫精溴盐通过超分子相互作用形成，具体方法是将TPC、甲基紫精溴盐加入水中混合，用浓度为lmol/L的稀盐酸调节混合液pH为3. 0，将混合液加热并维持温度为70°C，至混合液中的固体完全溶解，冷却至室温，即可制得具有电刺激响应特性的小分子水凝胶。
2.根据权利要求1所述具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，其特征在于所述脯氨酸修饰杯[4]芳烃(TPC)的化学结构式为
3.根据权利要求1所述具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，其特征在于所述TPC、紫精盐和水的用量比为5.0摩尔5.0摩尔1L。
4.一种如权利要求1所述具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的应用，其特征在于 用于负载亲水的抗癌药阿霉素。
全文摘要
一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，由脯氨酸修饰杯[4]芳烃(TPC)与甲基紫精溴盐通过超分子相互作用形成，具体方法是将TPC、甲基紫精溴盐加入水中混合，用浓度为1mol/L的稀盐酸调节混合液pH为3.0，将混合液加热并维持温度为70℃，至混合液中的固体完全溶解，冷却至室温，即可制得具有电刺激响应特性的小分子水凝胶。本发明的优点是该小分子水凝胶对电化学刺激具有良好的响应性，同时该水凝胶还具有热可逆、pH敏感和化学响应等特性；该小分子水凝胶可以负载亲水的抗癌药阿霉素；该小分子水凝胶的制备方法工艺简单、易于实施，有利于大规模推广应用。
文档编号A61K9/06GK102379840SQ201110314359
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者刘育, 张捷, 王振, 郭东升 申请人:南开大学
一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备及应用
技术领域：
本发明属于智能材料技术领域，特别是一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备及应用。
背景技术：
小分子凝胶是一类由低分子量的成凝因子自组装形成的凝胶(参见J. W. Steed, Chem. Commun. 2011，47，1379-1383.)，也就是低分子量水凝胶(LMWH)。由于其在传感、电化学/光子、结构导向剂、化妆品、药物传输、生物医学等方面的潜在应用，受到日益增加的关注(参见:P. Dastidar，Chem. Soc. Rev. 2008，37，2699-2715.)。小分子凝胶通常是由生物相容的组分衍生而得，通过非共价相互作用交联在一起，因此，与常见的高分子凝胶相比更加容易降解(参见:L. A. Estroff，A. D. Hamilton, Chem. Rev. 2004，104，1201-1207.)。为了实现这一优点，在小分子凝胶体系中引入光活性、电活性、化学活性基团等来制备具有刺激响应性的凝胶受到了人们广泛的关注，大量的文献也相继有所报道(参见C.Wang，Q. Chen, F. Sun, D. Q. Zhang, G. X. Zhang, Y. Y. Huang, R. Zhao, D. B. Zhu, J. Am. Chem. Soc. 2010,132, 3092-3096.)。水是组成有机体的重要部分，水调解和调节着生物体内复杂的生物过程(参见:L. Fang，S. Basu，C. H. Sue，Α. C. Fahrenbach，J. F. Stoddart，J. Am. Chem. Soc. 2011， 133, 396-399. ) 0在水溶液中形成的凝胶，也就是水凝胶，广泛的应用在个人护理产品、食品以及新兴的生物学领域(参见M. de Loos, B. L. Feringa, J. H. van Esch，Eur. J. Org. Chem. 2005，3615-3631·)。因此，低分子量水凝胶的发展受到人们的广泛关注。然而，并非所有的非共价相互作用在水溶液中都是有效地，为了解决这一问题，水溶性的大环受体，例如环糊精、杯芳烃和葫芦脲等，已经被用来作为制备小分子水凝胶的新方法(参见 J. W. Steed, J. A. Foster, Angew. Chem. Int. Ed. 2010，49，6718-6724.)。基于脯氨酸修饰的杯[4]芳烃的小分子水凝胶受到人们的广泛关注(参见T. Becker，C. Y. Goh, F. Jones, Μ. J. Mclldowie, Μ. Mocerino, Μ. I. Ogden，Chem. Commun. 2008，33，3900—3092 ； (2) C. Y. Goh, Τ. Becker, D. H. Brown, B. W. Skelton, F. Jones, Μ. Mocerino, Μ. I. Ogden, Chem. Commun. 2011, 47,6057-6059 ； (3) J. Zhang, D. S. Guo, L. H. Wang, Z. Wang, Y. Liu, Soft Mater 2011，7， 1756-1762)。紫精是一类重要的氧化还原电对，已广泛的应用于构筑功能分子组装和分子机器的子单元、电致变色显示器的器件等(参见:C. L. Bird, Α. Τ. Kuhn,Chem. Soc. Rev. 1981，10， 49-82 ； (2) V. Balzani, A. Credi, F. Μ. Raymo, J. F. Stoddart, Angew. Chem. Int. Ed. 2000,39, 3348-3391.)。将紫精引入到脯氨酸修饰杯[4]芳烃(TPC)的成凝体系中以赋予其电刺激响应能力，从而制备电化学刺激响应的小分子水凝胶。氧化还原响应的体系可以应用在环境友好的电功能体系，例如电转换材料等(参见=LiTomatsu, A. Hashidzume, A. Harada, Macromol. Rapid Commun. 2006,27,238-241.)。因此，构筑电刺激响应的小分子水凝胶具有很重大的意义。
发明内容本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备及应用，紫精的抗衡离子对凝胶的形成具有决定性的作用，不同的紫精溴盐对凝胶的性质也有着重要的影响；该小分子水凝胶是对电刺激具有良好的响应性，同时还具有热可逆性和化学响应性，该凝胶可以负载亲水的抗癌药阿霉素。本发明的技术方案—种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，由脯氨酸修饰杯[4]芳烃 (TPC)与甲基紫精溴盐通过超分子相互作用形成，具体方法是将TPC、甲基紫精溴盐加入水中混合，用浓度为lmol/L的稀盐酸调节混合液pH为3.0，将混合液加热并维持温度为 70°C，至混合液中的固体完全溶解，冷却至室温，即可制得具有电刺激响应特性的小分子水凝胶。所述脯氨酸修饰杯[4]芳烃(TPC)的化学结构式为
权利要求
1.一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，其特征在于由脯氨酸修饰杯 [4]芳烃(TPC)与甲基紫精溴盐通过超分子相互作用形成，具体方法是将TPC、甲基紫精溴盐加入水中混合，用浓度为lmol/L的稀盐酸调节混合液pH为3. 0，将混合液加热并维持温度为70°C，至混合液中的固体完全溶解，冷却至室温，即可制得具有电刺激响应特性的小分子水凝胶。
2.根据权利要求1所述具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，其特征在于所述脯氨酸修饰杯[4]芳烃(TPC)的化学结构式为
3.根据权利要求1所述具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，其特征在于所述TPC、紫精盐和水的用量比为5.0摩尔5.0摩尔1L。
4.一种如权利要求1所述具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的应用，其特征在于 用于负载亲水的抗癌药阿霉素。
全文摘要
一种具有电刺激响应特性的小分子水凝胶的制备，由脯氨酸修饰杯[4]芳烃(TPC)与甲基紫精溴盐通过超分子相互作用形成，具体方法是将TPC、甲基紫精溴盐加入水中混合，用浓度为1mol/L的稀盐酸调节混合液pH为3.0，将混合液加热并维持温度为70℃，至混合液中的固体完全溶解，冷却至室温，即可制得具有电刺激响应特性的小分子水凝胶。本发明的优点是该小分子水凝胶对电化学刺激具有良好的响应性，同时该水凝胶还具有热可逆、pH敏感和化学响应等特性；该小分子水凝胶可以负载亲水的抗癌药阿霉素；该小分子水凝胶的制备方法工艺简单、易于实施，有利于大规模推广应用。
文档编号A61K9/06GK102379840SQ201110314359
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者刘育, 张捷, 王振, 郭东升 申请人:南开大学
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