PAMAM树枝状分子的合成与研究解析
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树状大分子PAMAM 的合成及运用综述摘要 综述树状大分子聚酰胺-胺PAMAM 的合成方法,对其中发散法和收敛法进行分析和讨论。
PAMAM 已经在许多方面有着重要运用,本文介绍了PAMAM 在表面活性剂、催化剂和复合材料的运用。
关键词 聚酰胺-胺 PAMAM 树状大分子 合成方法 运用树状大分子是在1984年由Tomolia 最先开发的新型大分子材料,与以往的以线状单体构成的高分子完全不同,它以构造分枝基元规则地不断重复而形成的多分枝大分子,它在外型上呈球状。
因此,又被称作球状大分子。
这类分子具有非常完整而精致的结构,其分子体积、形状和功能可以在分子水平精确控制。
它的出现引起高分子化学、有机化学和超分子化学等多学科专家的极大兴趣和关注。
聚酰胺—胺(PAMAM )是目前研究最广泛、最深入的树状大分子之一,本文对聚酰胺—胺的合成及应用方面进行概述。
1结构从结构上来看,树状大分子由三部分组成:①核:核位于树分子的正中心,周围对称地包裹着分枝基元;②内部基团:处在核和端基之间,对称地排列在核的周围,它们之间布满了大小不同的空间;③端基基团:端基位于树分子的表面,含有最多的分支,可以是构造基元,也可以是其他基团。
每一个同心分枝基元称为代,由内向外称不第一代,第二代,第三代……2合成方法合成树状大分子时通常利用如下传统有机化学反应:缩合反应(如醚化、酯化、酰胺化)、加成反应(如Michael 加成)、外环聚合等。
合成方法有发散法、收敛法、发散收敛共同法和固相合成法。
2.1发散法发散法由Vogtle 等始创,由内向外构建大分子,示意图如下:以Tomolia 等合成的聚(酰胺-胺)(PAMAM)为例,用发散法合成树状大分子的过程如下, 以NH 3或NH 2CH 2CH 2NH 2为核,与丙烯酸甲酯的双键进行Michael 加成反应,用NH 2CH 2CH 2NH 2进行酰胺化,重复Michael 加成反应和酰胺化即可得到聚(酰胺-胺)。
精 细 石 油 化 工SPECIALITY PETROCHEMICALS 第37卷第4期2020 年7 月42聚酰胺-胺(PAMAM )树状大分子的合成与硅阻垢性能研究肖丽华1,丁秋炜2**,韩玉贵1,王素芳2,苑玉静1,靳晓霞2收稿日期:2020 04 01;修改稿收到日期:2020 06 18。
作者简介:肖丽华( 1975 ),女,高级工程师,主要从事油田化学驱技术相关研究。
基金名称:国家科技重大专项(编号:2016ZX05058-003-002)。
* 通信联系人,E-mail : dingqw4@cnooc. com. cn(1.中海石油(中国)天津分公司渤海石油研究院,天津300450;2.中海油天津化工研究设计院有限公司,天津300131)摘要:以乙二胺、丙烯酸甲酯为原料,合成了 0. 5〜2.0代树枝状大分子聚酰胺-胺(PAMAM )并通过红外谱图和核磁谱图分析、验证了合成产品的结构。
采用静态阻硅垢实验考察了在60 C 下,0. 5〜2. 0G PAMAM对模拟三元复合驱体系含硅溶液的阻硅垢效果,实验结果表明,24 h 后空白溶液中溶解硅的质量浓度为210 mg/L 左右,加人1. 0G PAMAM 后溶解硅的质量浓度分别提高到500 mg/L 左右。
通过扫描电子显微镜(SEM )和X 射线衍射(XRD )分析了含硅溶液空白硅垢和添加了 1. 0G PAMAM 硅垢,通过实验结果推断,含端氨基的1.0G 与2. 0G 产品的阻硅垢机理是阻碍了液体中硅垢晶体生长过程。
关键词:树枝状大分子三元复合驱阻硅垢中图分类号:O633. 22文献标识码:A20世纪80年代初,国外学者在二元复合驱 基础上开发了一种新型采油技术三元复合驱(ASP )。
ASP 复合体系由碱、表面活性剂和聚合物按适当比例混合组成[1]。
三元复合驱采油技术已成为油田稳产、增产的重要措施,但同时注入地 层中的碱与某些岩石矿物组分会发生化学反应, 生成硅铝酸盐垢,堵塞油层孔隙结构,反而减少了驱油剂波及面,降低采收率。
FR I ND OF MI L INDU S TRY6开发与创新化工之友2007.N O .131引言PA M A M 树枝状高分子结构(图1)和相对分子质量可被严格控制,呈单分散性[1]。
其内部具有空腔,可以包裹药物分子,PA M A M 树枝状高分子高浓度的末端官能团能与许多有机、无机、生物物质等发生化学反应。
通过修饰引进阴离子、阳离子及疏水基团,从而提高生物相容性、生物利用度和靶向性[2~4]。
这些特点使之有希望成为新一代药物载体。
很多弱酸性难溶性药物有一定的毒性和刺激性且难溶于水,传统的制剂在减小剂量、维持血药浓度以及有效到达靶部位之间存在着矛盾[5]。
本文研究PA M A M 载体对弱酸性难溶性药物:水杨酸和布洛芬的增溶和包合作用,并探讨其作用的机理。
2仪器与试剂无水甲醇(A R),丙烯酸甲酯(A R),无水乙二胺(A R),水杨酸,布洛芬(湖北中天亨迪公司提供),N exus 670红外光谱仪,U V -300紫外-可见分光光度计。
3方法与结果3.1PAM AM 树枝状高分子合成路线根据文献[6],合成以乙二胺为核,用发散法合成聚酰胺-胺聚合物(P A M AM )。
在甲醇容剂中,通氮冷却条件下,①:把乙二胺滴加入过量的丙烯酸甲酯,通过M i cha el 加成反应,通过减压蒸馏得到0.5代PA M A M (G 0.5)产物;②:再将G 0.5与过量乙二胺进行酰胺化反应得到1代PA M A M (G 1.0)。
重复(a)和(b)得到更高代数的整代和半代的PA M A M .树枝状高分子。
3.2PAM AM 增溶包载实验水杨酸标准曲线:将己配好的标准溶液用U V -300型紫外可见分光光度计在295nm 处测定其吸光度,绘制出苯甲酸浓度随吸光度变化的标准曲线。
同时配置同样浓度的PA M A M 的水杨酸溶液对比,在295nm 处最大吸收无影响,得到0.002mg/m l ~0.072m g/m l 范围内的标准曲线A =0.01024+25.06356C ,r =0.9999。
pamam结构PAMAM 结构:从合成到应用的全面解析引言:PAMAM(Polyamidoamine)是一种多季铵盐聚合物,具有独特的结构和性质,因此在许多领域得到了广泛的应用。
本文将从合成方法、结构特点和应用领域等方面对PAMAM结构进行全面解析。
一、合成方法PAMAM的合成方法主要有两种:自由基聚合法和亲核取代法。
自由基聚合法通过自由基引发剂使二烯烃与二胺发生聚合反应,形成树枝状结构。
亲核取代法则是通过亲核取代反应将二烯烃与二胺进行反应,生成带正电荷的氮原子。
两种方法各有优劣,选择合适的方法取决于具体的应用需求。
二、结构特点PAMAM结构具有树枝状的特点,中心为一个核,周围有多个分支。
核心通常是聚乙二醇或聚丙烯醇等,分支则由乙二醇胺和丙二醇胺等多元胺组成。
这种树枝状结构使得PAMAM具有多级分枝,增加了其表面积和功能基团的数量,从而赋予了其许多特殊的性质。
三、性质与应用1. 表面活性性质:PAMAM表面带正电荷,可以与带负电荷的物质发生静电作用,形成稳定的复合物。
因此,在药物传递、基因治疗等领域中,PAMAM可以作为载体将药物或基因有效地传递到靶细胞中。
2. 金属离子吸附能力:PAMAM表面的氨基团具有较高的亲合力,可以与金属离子发生配位作用。
这使得PAMAM在废水处理、催化剂合成等方面有着广泛的应用前景。
3. 电解质传感器:由于PAMAM结构的多级分枝特点,使得其在电解质传感器方面具有优势。
通过修饰PAMAM表面的功能基团,可以实现对特定离子的高灵敏检测,为环境监测和生物传感器的研究提供了新的思路。
4. 化学传感器:PAMAM结构的多级分枝和丰富的表面基团使其具备良好的化学传感性能。
通过引入特定的功能基团,可以实现对特定分子的高选择性和高灵敏检测。
因此,在食品安全、环境监测和医学诊断等领域中,PAMAM被广泛应用于化学传感器的开发与研究。
5. 仿生材料:PAMAM结构的多级分枝和丰富的表面基团使其具备与生物体相似的结构和性质。
树形大分子聚酰胺—胺(PAMAM)的分子识别及其对ATP催化水解研究引言:树形大分子聚酰胺—胺(Poly(amidoamine) dendrimers,PAMAM)是一类性质独特且具有广泛应用潜力的大分子。
在生物医学领域中,PAMAM可用于药物输送、基因传递等方面。
本文将介绍PAMAM的分子识别特性,并重点探究其在ATP催化水解中的应用研究。
一、PAMAM分子的结构特点PAMAM是一种具有分枝结构的聚合物,它的分子结构由核心单元、生成单元和末端基团组成。
核心单元通常由氨基化合物组成,生成单元则是通过重复反应将分枝延伸。
末端基团则可以根据需要进行修饰。
由于其分枝结构的特点,PAMAM具有较高的分子密实度和分子溶液性能,使其在分子识别方面具有潜在的应用价值。
二、PAMAM的分子识别特性PAMAM的分枝结构和末端基团的特点赋予了其良好的分子识别能力。
研究发现,PAMAM可以通过静电相互作用、氢键和疏水相互作用等多种方式与其他分子相互作用,从而实现分子的识别。
其中,静电相互作用是PAMAM分子识别的主要驱动力。
通过引入不同的末端基团,可以调节PAMAM分子的亲/疏水性和电荷特性,进一步增强其与目标分子的相互作用能力。
这使得PAMAM具有广泛应用于分子传感、药物筛选和生物分离等领域的潜力。
三、PAMAM在ATP催化水解中的应用研究ATP是细胞内的一种重要生物分子,参与了能量转换和代谢过程。
其催化水解过程对维持细胞活动至关重要。
因此,研究ATP催化水解机理对于理解细胞活动具有重要意义。
近年来,研究者发现PAMAM可以作为ATP催化水解的新型催化剂。
其酸性末端基团具有与ATP磷酸基团之间的静电相互作用,从而能够有效地催化ATP水解反应。
研究结果显示,PAMAM催化ATP 水解具有高催化效率和较低的能垒,且能在生理条件下实现催化。
这为PAMAM在生物医学领域中应用ATP水解催化提供了新的思路。
结论:PAMAM是一种具有分枝结构和优秀分子识别特性的大分子。
树状大分子PAMAM的合成、表征和阻垢性能研究的开题报告一、选题的背景和意义树状大分子是一类以多重分枝为特征的高分子化合物,具有良好的溶解性、抗氧化性、生物相容性和生物可降解性等特点,因此在药物递送、材料合成、环境保护等领域中得到广泛应用。
其中,树状大分子PAMAM(Polyamidoamine)是一种合成较为简单、结构稳定、分子量可调的树状分子,应用广泛。
同时,由于水垢在水处理过程中的产生是一个不可避免的问题,所以研究具有阻垢性能的PAMAM材料在水处理领域的应用也具有重要意义。
二、选题的研究内容和目标本选题的研究内容包含三个方面:1. 合成树状大分子PAMAM:以乙二醇二甲醚为溶剂,以丙烯酰胺和丙烯酸为单体,采用自由基聚合法合成树状大分子PAMAM。
2. 表征PAMAM材料:采用氢核磁共振(NMR)、动态光散射(DLS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)等手段对合成的PAMAM进行表征。
3. 研究PAMAM材料的阻垢性能:通过实验室模拟水处理设备中的水垢生成过程,研究PAMAM材料的阻垢性能,以期为水处理领域提供新的解决方案。
本选题的研究目标是:通过合成、表征和阻垢性能研究,探索PAMAM材料在水处理领域中的应用,为解决水垢问题提供新的思路和方法。
三、选题的研究方法和步骤本选题采用以下研究方法:1. 合成树状大分子PAMAM:采用自由基聚合法,通过调节单体种类和反应条件,控制PAMAM结构和分子量。
2. 表征PAMAM材料:采用NMR、DLS、FTIR和TGA等手段对合成的PAMAM进行表征。
3. 研究PAMAM材料的阻垢性能:通过实验室模拟水处理设备中的水垢生成过程,研究PAMAM材料的阻垢性能,分析其影响因素。
本选题的研究步骤包括:1. 实验室制备所需的试剂和设备。
2. 合成树状大分子PAMAM,通过调节反应条件控制PAMAM的结构和分子量。
3. 通过NMR、DLS、FTIR和TGA等手段对合成的PAMAM进行表征。