聚酰胺-胺树枝状大分子的合成及应用
聚酰胺-胺(PAMAM)树枝形高分子的的合成及其与金属配合物的应用
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料
２０ 年增刊 （ ） ０７ ３ 卷 ８
活跃 。利用聚 酰胺一 胺树枝 形高分 子 内部的空 腔可作 为 医药缓释剂 ，利用其含有 的大量官 能团，可作 为金属离 子的配体 ， 进而 作为模 板制备金属 纳米或金属氧 化物材 料 。聚 酰胺． （Ａ 胺 Ｐ ＭＡ Ｍ）树 枝形 高分 子在医药学 、配 位 化学 、 境保护催化等领域有 着广泛 的应用前景 。由 环 于聚 酰胺一 胺树枝 形高分 子在 以上众 多领域 都具有广 泛 的应 用， 限于篇幅 的限制本 文主要 阐述 其在与金属配合 物及金属纳 米复合材料领域 的应 用。
（ 西安交 通大学 应用 化学系 ，陕西 西 安 ７ ０ ４ ） １０ ９
摘 要 ： 树 枝形 高分 子是 一类新型 的 高度 分 支的具有
可控 的组 成的分子 ，其 结构 包括 ３个组成 部分：核 心、
内部分 支单元 、 端分 支单元 。聚酰胺 一 （Ａ Ｍ ） 末 胺 Ｐ ＭＡ 树枝 形 高分子 内层存在 空腔 ，含 有 大量含 Ｎ 的官能 团
勺ｂ ｃ
中图分类 号： Ｏ６ １ ３
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ —７ １ ０ ７增刊一 １５０ ０ １９ ３ （ ０ ） ２ ２ ９ ６
１ 引 言
树枝 形 高分子 是 近二 十几 年 发展起 来 的具有 高度 支 化结构 的分 子 引 ，它 由 ３个 结构部分 组成：中心核 、
（ 伯胺 、叔 胺 、酰胺等 ） ，其特殊 的 结构 决 定 了在众 多 领 域具有相 当广泛的应 用前景 。
关键词 ： 树枝形 高分子 ；聚酰胺 一 ；金属配合物 ；纳 胺 米复合材料
凝胶法
1、方法：采用溶胶 - 凝胶法合成了一系列新型多孔吸附材料，即硅胶负载的低代氨基封端聚酰胺胺（PAMAM）（G1.0）2、具体实施方案：导向剂和四乙氧基硅烷（TEOS）作为交联剂。
通过发散方法制备含有PAMAM树枝形大分子（G1.0）的含二氧化硅的前体3、表征手段：通过傅里叶变换红外光谱，元素分析，扫描电子显微镜，多孔分析，X 射线衍射和13C魔角旋转核磁共振光谱对其结构进行了表征。
4、影响因素：官能团的含量，其结构上的孔导向剂和对金属离子的吸附性质5、实验部分：1）、材料：γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（APES）、四乙氧基硅烷（TEOS）、使用前蒸馏出丙烯酸甲酯（MA），甲苯和乙二胺（EDA）2）、聚酰胺 - 胺树枝状大分子的制备：制备G0.5 PAMAM： 38mL重蒸制的MA溶解在40mL甲醇和35mL APES的40mL甲醇溶液中。
MAES中的氨基与MA中的酯基的摩尔比约为2：5。
在氮气氛下，在0℃的磁力搅拌下，在2小时内将APES溶液滴加到MA溶液中。
将混合物再搅拌0.5小时，然后在氮气氛下在室温下搅拌24小时。
然后通过旋转蒸发器在40℃下蒸发溶剂和过量的MA，得到G0.5PAMAM。
制备G1.0 PAMAM。
：在氮气氛下，将115mL EDA溶解在120mL甲醇和25g G0.5PAMAM的30mL甲醇溶液中。
酯基和氨基的摩尔比约为1:25。
然后，在0℃，磁力搅拌下，在4小时内将G0.5 PAMAM溶液滴加到EDA溶液中。
将混合物再搅拌0.5小时，然后在室温下搅拌96小时。
之后，首先在40℃的真空蒸馏下蒸发溶剂，然后使用甲苯和甲醇的共沸物在70℃下通过旋转蒸发器除去过量的EDA。
由此获得产物G1.0 PAMAM。
3）硅胶负载PAMAM树枝状大分子的制备。
AMAM-TEOS-X的制备（X = 2,4,6,10）。
通过PAMAM树枝形大分子（G1.0）和TEOS的共缩合制备硅胶负载的PAMAM树枝状聚合物吸附剂。
聚酰胺-胺树枝状大分子的合成及应用
聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的合成及应用Synthesis and Application of Polyamidoamine Dendrimer摘要：聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子是目前树状大分子化学中研究较为成熟的一类，是三种已经商品化的树状大分子之一，其功能化和应用是目前树状大分子领域的热点。
PAMAM已在多个领域显示出良好的应用前景。
本文综述聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的结构、性质、合成方法、表征技术，并介绍了其在化剂、金属纳米材料、纳米复合材料、膜材料、表面活性剂等领域的应用研究进展。
聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的合成方法主要是发散法，另外还有收敛法和发散收敛共用法。
关键词：聚酰胺-胺(PAMAM);树状大分子；合成；应用Abstract: Polyamidoamine (PAMAM) dendrimers, which are one of three kinds of commercialized dendrimers, have been studied more completely in dendritic chemistry. Currently, the hot point in this field focuses on their functionality and application. Their excellent potential applications have been shown in many areas. In this paper, progress in study on the structure properties, methods for preparation, characterization and application of PAMAM in catalysts, metal nanomaterials, nanocomposites, film materials and surface active agents was reviewed. The main method for preparation of PAMAM is the divergent method. In addition the convergent method and the divergent-convergent method are used too. Keywords:Polyamidoamine(PAMAM) ; Dendrimers; Synthesis; Application1 引言树形分子（Dendrimer）是最近几年出现的一类三维的、高度有序的新型大分子。
树枝状大分子聚酰胺-胺的合成与性能研究的开题报告
树枝状大分子聚酰胺-胺的合成与性能研究的开题报告一、研究背景和意义聚酰胺-胺是一类重要的高性能聚合物，具有优异的机械性能、化学稳定性和热稳定性，被广泛应用于航空、航天、电子、汽车、医疗等领域。
传统的聚酰胺-胺通常采用直线状分子作为单体，但由于分子结构的限制，其分子链往往呈现出一定的线性程度，导致其分子链形态相对单一，难以兼顾聚合物的多种性能。
而树枝状分子可以增加聚合物的分子链层级，提高空间枝叶化程度，从而提高聚合物的溶解度、热稳定性、力学性能等多个方面的性能，具有较大的潜在应用价值。
二、主要研究内容和方向本研究旨在设计一种新型的树枝状大分子聚酰胺-胺，并探究其合成方法和性能表现，具体包括以下几个方面：1. 合成树枝状大分子聚酰胺-胺的单体。
本研究将采用三羟甲基丙烷三丙酮酸酯(TMP-tris-acrylamide)作为主要单体，通过边缘反应、转移反应等方法引入缩醛基，形成树枝状结构。
2. 研究树枝状大分子聚酰胺-胺的合成方法。
本研究将分别采用自由基聚合和酰胺化反应两种方法合成树枝状大分子聚酰胺-胺，并对两种方法下的聚合反应体系进行比较。
研究反应温度、催化剂选择等影响因素对树枝状聚酰胺-胺分子结构的影响。
3. 探究树枝状大分子聚酰胺-胺的性能表现。
本研究将对合成的树枝状大分子聚酰胺-胺进行结构表征、热稳定性、溶解度、力学性能等方面的测定，并将其与传统直线状聚酰胺-胺进行比较，评估树枝状结构对聚合物性能的影响。
三、研究方法和实验计划本研究将采用化学合成方法制备树枝状大分子聚酰胺-胺，并利用多种表征方法对其进行精确的结构表征。
具体实验计划如下：1. 合成 TMP-tris-acrylamide 单体。
首先将丙烯酰胺与 TMP-tris-acrylate 反应，通过边缘反应、转移反应等手段将缩醛基引入单体中，形成树枝状结构单体。
2. 合成树枝状大分子聚酰胺-胺。
采用自由基聚合和酰胺化反应两种方法分别制备树枝状大分子聚酰胺-胺，并分别通过核磁共振、红外光谱等表征手段对其结构进行验证。
葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物及其设备制作方法和应用与设计方案
本技术属于生物医学工程材料领域，公开了一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺胺聚合物及其制备方法和应用。
所述聚合物包括以下操作步骤：(1)将叠氮乙酸溶于DMF中，然后依次加入EDC·HCl、NHS和葡聚糖在室温下反应得到叠氮化葡聚糖；(2)将含炔基的聚酰胺胺溶于水后，依次加入叠氮化葡聚糖、无水硫酸铜和还原剂进行加热反应得到最终产物。
所得到的产物生物相容性好、表面基团丰富、易于进行化学改性；将其用于负载NO时，负载量较高，且负载的NO可以有效抑制细菌和真菌的生长和繁殖，并且在一定程度上可以消除炎症以及促进伤口的愈合，为其在制备生物医药工程材料的应用提供支持。
权利要求书1.一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物，其特征在于分子式如下所示：其中，m为80～100之间的整数，n为10～20之间的整数。
2.一种根据权利要求1所述的葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)叠氮基团修饰的葡聚糖的合成将叠氮乙酸溶于N-N-二甲基甲酰胺中，然后依次加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，N-羟基琥珀酰亚胺活化得到叠氮乙酸混合溶液；将葡聚糖溶解在水中，然后加入到上述叠氮乙酸混合溶液中进行反应，反应完成后得到叠氮化葡聚糖；(2)葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的合成将含炔基的聚酰胺-胺溶解到水中，然后依次加入步骤(1)所得叠氮化葡聚糖、无水硫酸铜和还原剂进行加热反应，反应完成后得到葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物。
3.一种根据权利要求2所述的葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述葡聚糖的分子量为1000～80000；步骤(1)中所述葡聚糖、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和叠氮乙酸的摩尔比为1：(1～12)：(1～12)：(1～12)；步骤(1)所述的N,N-二甲基甲酰胺的用量以每10mL N,N-二甲基甲酰胺中加入1～5g叠氮乙酸计；所述的水的用量以每10mL中加入0.1g～5g叠氮乙酸计。
聚酰胺-胺型树枝状高分子
聚酰胺-胺型树枝状高分子聚酰胺-胺型树枝状高分子是一种特殊的高分子化合物，它由聚酰胺核心和多个连接在核心上的胺型支链组成。
这种高分子结构类似于树枝的形状，因此被称为树枝状高分子。
聚酰胺-胺型树枝状高分子具有许多独特的性质和应用特点：
1. 分支结构：树枝状高分子具有多个支链，增加了分子的空间体积和分子量。
这使得树枝状高分子具有较大的表面积和可调控的分子结构。
2. 高度分支化：聚酰胺-胺型树枝状高分子通常具有非常高的分子分支度，可以形成大量的活性末端基团。
这些末端基团可以用于进一步的化学修饰和功能化，使其具备更多的化学和物理特性。
3. 多功能性：树枝状高分子可以通过调整核心和支链之间的结构和组成，实现多种不同的物理、化学和生物功能。
例如，可以通过引入不同的侧链或改变支链长度来调节溶解性、疏水性、荷电性等特性。
4. 应用领域：聚酰胺-胺型树枝状高分子在材料科学、生物医学、纳米技术等领域具有广泛的应用。
例如，它们可以用作药物递送系统、表面涂层材料、聚合物增强剂等。
聚酰胺-胺型树枝状高分子是一类具有分支结构和多功能性的高分子化合物。
其独特的结构和性质使其在许多不同领域的应用中具有潜力，并为材料科学和应用提供了新的可能性。
系列聚酰胺-胺型树枝状大分子的合成与表征
系列聚酰胺-胺型树枝状大分子的合成与表征第一章：绪论1.1 现代聚合物科学的概述1.2 系列聚酰胺-胺型树枝状大分子的研究现状1.3 论文的研究目的和意义1.4 论文的研究内容和方法第二章：合成方法2.1 合成前驱体的选择和合成2.2 聚合反应的设计与优化2.3 合成条件的控制2.4 合成产物的纯化和收率的测定第三章：结构表征3.1 树状大分子结构的确定3.2 分子量的测定3.3 热分析和热稳定性分析3.4 聚合物的结晶性质和晶体结构分析3.5 动态力学性能测试第四章：性能表征4.1 溶液性质及界面现象4.2 物理性能及力学行为4.3 热稳定性和热性能4.4 光学性能及电学性质第五章：应用前景5.1 树状大分子在生物医药领域的应用5.2 树状大分子在高分子材料领域的应用5.3 树状大分子在纳米科技领域的应用5.4 树状大分子在其他领域的应用参考文献1.1 现代聚合物科学的概述现代聚合物科学旨在研究聚合物的合成、结构、性能及其在各个领域中的应用，涵盖了化学、物理、材料等多个学科。
聚合物作为一种特殊的高分子材料，在当今世界得到了广泛应用，并具有很高的商业价值。
随着科技和经济的发展，人们对高分子材料的需求不断增长。
聚合物开发已成为材料科学领域的一项重要研究方向。
各种高分子材料被研发出来，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、液晶聚合物等等。
其应用范围已涵盖了从家庭、医疗、汽车、航空、能源、电子到环境等各个领域。
聚合物作为一类重要的材料，其性能直接影响到材料在应用中所获得的效果。
因此，人们对聚合物的结构性质和性能相关的研究日趋深入。
从单体的选择和反应条件的调节，到聚合物的结晶形态、热性能和力学性能等都受到了广泛的研究。
聚合物研究的目标是建立一种新的高分子合成方法和控制途径，实现性能的优化，扩大聚合物应用领域。
1.2 系列聚酰胺-胺型树枝状大分子的研究现状树枝状大分子是指具有树枝状结构的高分子，其在材料科学领域中具有广泛的应用潜力。
聚酰胺-胺树状大分子的应用.aspx
!!!!!!!!!!!""""知识介绍基金项目：苏州大学青年基金（@3109205）；苏州大学博士论文基金资助；作者简介：吴文娟（1979-），女，江苏高邮人，苏州大学化学系在读硕士，主要从事树状大分子方面的研究；#通讯联系人。
聚酰胺-胺树状大分子的应用吴文娟，徐冬梅，张可达#，朱秀林，宁春花（苏州大学化学化工系，苏州215006）摘要：聚酰胺-胺（PAMAM ）树状大分子是目前树状大分子化学中研究较为成熟的一类，是三种已经商品化的树状大分子之一，其功能化和应用是目前树状大分子领域的热点。
PAMAM 已在多个领域显示出良好的应用前景。
本文主要对PAMAM 在表面活性剂、催化剂、纳米复合材料、金属纳米材料、膜材料、导电材料等方面的应用进行评述。
关键词：聚酰胺-胺（PAMAM ）；树状大分子；功能化；应用聚酰胺-胺（PAMAM ）树状大分子是近年来合成并迅速发展的一类新型聚合物，是目前研究最广泛、最深入的树状大分子之一。
相对于线型的聚合物，其结构固定规整，由中心向外对称发散并高度分支，有着极好的几何对称性。
许多研究结果表明，由发散法合成的PAMAM 树状大分子，在低代数（3.0G 以下）为敞开和相对疏松的结构，在高代数（4.0G 以上）则是表面紧密堆积的结构［1］。
与传统的大分子相比，这类大分子可以在分子水平上严格控制和设计分子大小、形状结构和功能基团，来满足不同的目的和要求。
PAMAM 树状大分子的一个重要结构特点就是具有大量的端基官能团，因此通过对端基官能团的改性可以得到具有不同用途的树状大分子。
另外，PAMAM 树状大分子成为商品化的原因还在于合成容易，每一步可接近定量，目前已合成到10代。
自从1985年Tomalia 等［2］首次用发散法合成PAMAM 树状大分子以来，基于PAMAM 已制备了多种多样结构的树状大分子，其性能和应用亦得到了较为充分的研究。
树枝状大分子PAMAM-FBs合成及其在造纸中的应用
７～８ ， 升 温至 ８ ０～９ ５ ℃， 反应 至 ｐ Ｈ不再 变 化 ， 产 品 为
般对称性高 、 单分散性好 ， 树枝状大分 子在医学领
域、 液晶、 膜材料 、 纳 米 复 合 材 料 有 着 广 阔 的 应 用 前 景 ］ 。笔 者 用树 枝状 大 分 子 聚酰 胺 一胺 （ Ｐ ＡＭＡ Ｍ） 代 替 一 种 氨 基 化 合 物 合 成 一 种 改 性 荧 光 增 白剂 Ｐ Ａ — ＭＡ Ｍ— Ｆ Ｂ ｓ。 用Ｐ Ａ ＭＡ Ｍ 改性 此类 荧 光增 白剂 ， 使荧 光 增 白剂 的荧 光 活 性 同 Ｐ Ａ ＭＡ Ｍ 高 分 子 链 以共 价 键 相 连， 能够 明显改 善其 稳定 性 和耐光 性阎 。
造纸 化学 品与应 Ｙ Ｒ
２ ０ １ ３年 第 ４期
１ ． ５荧 光光谱测 定
此 它们 会有 顺式 和反 式 两种构 型 ， 顺式 结 构吸 收峰 出 现在 ２ ８ ０ ｎ ｍ左右 ， 顺式 异构体 在 吸收光 能后不 会有 荧 光 射 出 。 由图 ２可 知 ， 合 成产 物 反式 吸收 峰则 出现 在 ３ ５ ８ ｎ ｍ处 ， 与Ｆ Ｂ ｓ 相 比有 ５ ｎ ｍ 的蓝 移 ， 另外 Ｆ Ｂ ｓ 单 体 中顺 式结 构 与反式 结构 含量 相差 不多 ， 而 合成 的荧 光 增 白剂 中反式 结构 吸 收峰强 度 大于顺 式结 构 吸收 峰 ， 这说 明 Ｐ Ａ ＭＡ Ｍ— Ｆ Ｂ ｓ 中反式 结构 占主要 优势 。
过Ｍ ｉ ｃ ｈ ａ ｅ ｌ 加成反应生成一个 四元酯 ， 称为 Ｏ ． ５ Ｇ ； 第二 步 反应 四元 酯 与 过 量 的 乙二 胺 发 生 酰 胺 化 反 应 生成
聚酰胺
聚酰胺-胺树枝状大分子的合成与应用李昊东南大学化学化工学院19112109摘要：聚酰-胺（PAMAM)类树状分子是一类高度支化、具有特定三维结构、分子尺寸和构型高度度可控的树枝状大分子,其独特的分子结构与物理化学性质使之在众多领域有着广泛的应用前景，并迅速发展为研究热点之一。
本文介绍了聚酰胺-胺树枝状大分子的三种合成方法：发散法、收敛法和发散收敛结合法。
将国内其合成研究进展进行了综述，同时对此类大分子未来的研究方向作以展望。
关键词：聚酰胺-胺；树枝状大分子；合成方法；应用现状引言树枝状高分子是一种人工合成的新型纳米材料，以其独特的结构和性能在材料科学、生物医学诸多领域中都受到了日益广泛的关注。
树上的分枝长到一定长度后又分成两个分枝，如此重复进行，直到长得如此稠密以致于长成象球形一样的树丛。
聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状大分子与线性大分子相比有着规整的结构、明确的分子量及分子尺寸、可精确控制分子形状及功能基团等显著特征。
由核心(胺或乙二胺)出发,通过重复的逐步反应进行分子构建,使得分子表面具有很高的官能团密度,同时分子内部具有广阔的空腔。
PAMAM具有很好的反应活性及包容能力,在分子中心和分子末端可以引入大量的反应性或功能性基团,因此,可以作为纳米粒子和药物分子的模板或蛋白质、酶和病毒等理想的合成模拟物,也可以在内部空腔引入催化剂的活性中心,或者在经过修饰的末端基团连接基因、抗体等活性物质用作具有特殊功能的高分子材料。
1 聚酰胺-胺树枝大分子的合成树枝状大分子是一种有着独特结构的高分子。
由于聚酰胺-胺结构的特殊性，其合成方法与普通的线性大分子的合成方法也不同，精确控制分子链在空间的生长是合成的关键。
聚酰胺-胺树枝状大分子的合成方法有发散法、收敛法和发散收敛结合法，我国对发散法的研究较多，而对收敛法和发散收敛结合法研究较少。
1.1 发散法发散法是从树枝状大分子的引发核开始，将支化单元反应连接到核上，分离得到第一代树枝状分子；将第一代分子分支末端的官能团转化可继续进行反应的官能团，然后重复与分支单元反应物进行反应得到第二代树枝状分子；重复上述步骤即可得到高代数树枝状大分子。
聚酰胺-胺树枝状大分子合成方法与应用现状
聚酰胺-胺树枝状大分子合成方法与应用现状一、引言- 介绍聚酰胺-胺树枝状大分子的概念和特点- 简述聚酰胺-胺树枝状大分子的合成方式和应用领域二、聚酰胺-胺树枝状大分子的合成方法- 氨基化反应法合成聚酰胺-胺树枝状大分子- 还原胺基化反应法合成聚酰胺-胺树枝状大分子- 其他合成方法及优缺点三、聚酰胺-胺树枝状大分子的应用领域- 作为材料增强剂- 生物医学领域中的应用- 作为催化剂载体四、聚酰胺-胺树枝状大分子在材料领域的应用- 聚酰胺-胺树枝状大分子在纳米粒子制备中的应用- 聚酰胺-胺树枝状大分子在高分子复合材料中的应用- 聚酰胺-胺树枝状大分子在智能材料中的应用五、聚酰胺-胺树枝状大分子的研究进展和展望- 现有研究进展的综述- 未来的发展方向和挑战- 对聚酰胺-胺树枝状大分子未来应用的展望备注：提纲仅供参考，如需具体细节可在写作中拓展。
一、引言聚酰胺-胺树枝状大分子是一类分子结构类似于树枝状的高分子材料，由于其独特的分子结构和优异的性能，目前已成为材料科学领域的研究热点之一。
与其他高分子材料相比，聚酰胺-胺树枝状大分子具有分子结构多样、可调性强、性能优异等优点。
同时，其还具有良好的溶解性、可降解性、生物相容性以及低毒性等优点，使其在医学、生物、功能材料领域有着广泛的应用前景。
本文将从聚酰胺-胺树枝状大分子的合成方法和应用领域两个方面进行探讨和总结，以期对该领域的相关研究提供一定参考，并对未来的发展方向和应用进行展望。
二、聚酰胺-胺树枝状大分子的合成方法聚酰胺-胺树枝状大分子的合成方法主要包括氨基化反应法、还原胺基化反应法等多种方法。
其中，氨基化反应法是将芳香二胺和芳香二酸或草酸等合成单体按照一定的比例逐步进行缩合反应，直至分子结构分枝点数达到所需要的分子量时，停止反应得到聚酰胺-胺树枝状大分子。
还原胺基化反应法则是在氨基化反应法的基础上引入还原反应，通过还原剂还原部分苯酚醛羟基等官能团，得到聚酰胺-胺树枝状大分子。
聚酰胺-胺树枝状大分子合成方法与应用现状
2013年9月王晓杰等．聚酰胺一胺树枝状大分子合成方法与应用现状41聚酰胺一胺树枝状大分子合成方法与应用现状王晓杰，唐善法，田磊，廖辉，雷小洋(长江大学石油工程学院，武汉430100)[摘要]介绍了聚酰胺一胺树枝状大分子的3种合成方法：发散法、收敛法和发散收敛结合法。
综述了国内聚酰胺一胺树枝状大分子合成研究进展。
对国内外聚酰胺一胺树枝状大分子在表面活性剂、催化剂、膜材料、絮凝剂等方面的应用进行了评述。
指出了我国聚酰胺一胺树枝状大分子的发展方向。
[关键词]聚酰胺一胺树枝状大分子合成方法应用现状随着高分子材料的发展，许多学者已经开展了对树枝状大分子的研究，其中聚酰胺一胺(PA M A M)既具有树枝状大分子的共性，又有自身独特性质。
聚酰胺一胺树枝状大分子不仅分子结构精确，相对分子质量可控且分布窄，其表面有大量的官能团，分子内存在空腔。
研究发现，该化合物具有低黏度、低熔点、溶解性好、流体力学性能独特等特点，具有潜在的应用价值…。
Tom al i a 等怛。
首次采用发散法合成出聚酰胺一胺树枝状大分子，使聚酰胺一胺树枝状大分子的研究进入新时代。
在1993年美国化学会和2002年国际纯粹应用化学联合会上，树枝状大分子均被列为主题。
本文报道了聚酰胺一胺树枝状大分子合成和应用现状。
1聚酰胺一胺树枝状大分子的合成树枝状大分子是一种有着独特结构的高分子，一般是由A B：或A B，型组成的超支化结构，其中心核上反应官能团决定着分子主链和支链的数量，反应官能度决定着反应支化数，它们和树枝状大分子的代数、分支长度、端基是组成分子结构的重要因素旧J。
由于聚酰胺一胺树枝状大分子结构的特殊性，其合成方法与普通的线形大分子的合成方法也不同，精确控制分子链在空间的生长是合成的关键。
聚酰胺一胺树枝状大分子合成方法有发散法、收敛法和发散收敛结合法，我国对发散法的研究较多，而对收敛法和发散收敛结合法的研究相对较少。
1．1发散法发散法合成树枝状大分子是从树枝状大分子的引发核开始，将支化单元反应连接到核上，分离得到第一代树枝状分子；将第一代分子分支末端的官能团转化为可继续进行反应的官能团，然后重复与分支单元反应物进行反应得到第二代树枝状分子；重复上述合成步骤可以得到高代数树枝状大分子。
聚酰胺胺(PAMAM)树形分子在乳化炸药中的应用
聚酰胺胺（PAMAM）树形分子在乳化炸药中的应用李公华刘庆利（保利民爆济南科技有限公司济南250104）摘要：用PAMAM树形分子作稳定剂制成了一种新型乳化炸药，并用高低温循环及室温储存的电导率测试、扫描电镜等技术对其稳定性作了表征。
结果表面，用PAMAM稳定的乳化炸药具有很好的稳定性，对该乳化炸药的爆速测试表明，添加PAMAM后的乳化炸药的爆速反而增加，同时对此乳化炸药的稳定性作了初步探讨。
关键词：聚酰胺胺（PAMAM）；乳化炸药；稳定性引言乳化炸药泛指一类用乳化技术制备的乳胶型抗水工业炸药，是基于乳化液的理论发展起来的，具有油包水（W/O）结构。
由于其极好的抗水性能和良好的爆轰性能，在工矿开采中得到广泛的应用。
然而，由于乳化液体系本身是一个不稳定的热力学体系，其基本问题依然是稳定性问题，稳定性是提高乳化炸药质量的关键因素之一。
基于此，多年来人们不断探索稳定乳化炸药的方法，在这些研究中，对添加剂的研究无疑最为活跃的。
树形分子具有高度的几何对称性、大量的端基、分子内存在空腔等结构特点，可能在工业、农业、国防、生命科学、医学等领域具有重要的应用价值，引起人们的广泛关注。
尽管国外的树形分子已经成为一个非常活跃的研究领域，但在应用方面的研究还很少，国内有关树形分子的研究才刚刚起步。
本文主要研究一种新型的聚酰胺胺树形分子在乳化炸药中作为稳定剂的应用。
乳化炸药的基本配方（%）：硝酸铵60~80；硝酸钠6~15；PAMAM0.25~0.75；尿素1~3；水9~13；乳化剂1~2.5；复合蜡2~4。
乳化炸药的制备是在一定的条件下，在实验室中以亚硝酸钠为发泡剂制成的（记为1#）。
其中使用的PAMAM是一种具有大量酰胺、叔胺和伯胺基团的树形分子。
为了便于比较，相同条件下，将以聚丙烯酰胺为稳定剂的乳化炸药（记为2#），不添加稳定剂的乳化炸药（记为3#）。
1.1含PAMAM乳化炸药的稳定性测定1.1高低温循环电导率测试从不同基质的高低温循环后电导率测试结果可以看到，不添加稳定剂的乳化炸药基质只能经受8~10次高低温循环，药体变白发硬，有大量晶体析出，电导率就超过20×10µs/cm，表明基质已经大部分破坏；相比之下，加入PAM和交联剂的乳化炸药基质能经受25次左右的高低温循环，才达到与前者相同的破坏程度；效果最好的是添加PAMAM的乳化炸药基质，它能经受42次左右的高低温循环，这说明添加PAMAM后的乳化基质具有极高的稳定性。
树枝状大分子聚酰胺_胺的合成与性能_李杰
第15卷第2期化学研究Vol.15No.2 2004年6月C HE MICAL RESEARC H Jun.2004树枝状大分子聚酰胺-胺的合成与性能李杰,王俊,王天凤,刘立新(大庆石油学院石油化工系,黑龙江大庆163318)摘要:采用发散合成法合成了以乙二胺为核的1.0~3.0代的系列树枝状高分子聚酰胺-胺(PAMAM).采用IR、核磁共振、端基分析对PAMAM的结构进行了表征,考察了PAMAM水溶液的表面活性及其对难溶药物水杨酸的增溶能力.结果表明:半代PAMAM具有一定的表面活性,整代PAMAM几乎没有表面活性,表面活性主要与PA-MAM的端基结构有关;PAMAM对难溶药物水杨酸具有增溶作用,增溶能力随代数和质量浓度的增加而增大,增溶方式与传统的表面活性剂不同.关键词:树状大分子;聚酰胺-胺;合成;表面张力;增溶中图分类号:O633122文献标识码:A文章编号:1008-1011(2004)02-0031-04 Synthesis and Performance of Dendrimer PolyamidoamineLI Jie,W ANG Jun,WANG Tian-feng,LIU L-i xin(De partmend o f Petroc hemical Engineering,Daqing Petrole um Institute,Daqing163318,Heilongjiang,China) Abstract:A series of1.0~3.0G dendrimers(PAMAM)have been synthesized by divergent method withethylenedia mine as core.The structure of PAMAM has been characterized by IR,NMR,terminal analysis.The surface activity of their aqueous solution and their solubilization to water insoluble salic ylic acid havebeen investigated.The results are as follows:PAMAM of hal-f generation possesses certain surface activity,while PAMAM of integer-generation possesses hardly any surface ac tivity.The surface ac tivity of PAMAMaqueous solution is related to their terminal groups.PAMAM have certain solubilization on water insolublesalicylic acid.The solubilization magnitude increases with the build-up of PAMAM mass concentration orgeneration,and their solubilizing pattern is different from that of traditional surfactant.Keywords:dendrimer;polyamidoamine;synthesis;surface tension;solubilization树枝状高分子(dendrimer)是上世纪80年代中期国外开发的一类新型合成高分子[1].由于树枝状高分子的内部具有空腔,外部含有大量的功能基团,具有携带难溶药物和生物活性物质的潜在能力,所以,它在药物输送领域具有良好的应用前景[2-3].本实验采用/发散合成法0[1]合成了以乙二胺为核(core)的1.0~ 3.0代端基为胺基的树枝状高分子聚酰胺-胺(PAMAM)1在对PAMAM进行表征的基础上,考察了PAMAM水溶液的表面活性和其对难溶药物的增溶作用.1实验部分111原料与试剂乙二胺,AR,沈阳市东兴试剂厂;丙烯酸甲酯,AR,沈阳市新西试剂厂;甲醇,AR,黑龙江省阿城化学试剂厂;甲苯,AR,哈尔滨市化工试剂厂;乳化剂OP-7,天津助剂厂.1.2仪器与测试红外光谱用403型傅立叶变换红外光谱仪,液膜法测定;端基分析用ZD-2型自动电位滴定计测定;核磁共振采用美国Varian NOVA400MHz核磁共振仪,C DCl3为溶剂,13C的观测频率为399.716MHz.PAMAM的增溶性能采用UV-300型紫外分光光度计测定;表面活性用滴体积法测定.113PAMAM的合成收稿日期:2003-09-01.基金项目:黑龙江省教育厅资助课题(10511121).作者简介:李杰(1970-),男,硕士,讲师,研究方向为油田化学.1)将9.0g (0.15mol)乙二胺和32g (1.0mol)甲醇加入到带有磁力搅拌子、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中,25e 搅拌条件下,采用滴液管滴加103.2g (1.2mol )丙烯酸甲酯,反应24h.在22e ,133Pa 的压力下减压蒸馏,除去溶剂甲醇和过量的丙烯酸甲酯,得到0.5代(0.5G)PAMAM,产率为99.7%.化学反应方程式为:NH 2C H 2C H 2NH 2+4CH 2C HCOOC H 3NCH 2CH 2N C H 3OOCCH 2CH 2C H 3OOCCH 2CH 2CH 2C H 2COOCH 3CH 2C H 2COOCH 3 2)将20.2g (0.05mol)0.5代PAMAM 和64g (2.0mol)甲醇加入到带有磁力搅拌子、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中,25e 搅拌条件下,采用滴液管滴加72g (1.2mol )的乙二胺,反应24h.在72e ,266Pa 的压力下减压蒸馏,除去溶剂甲醇和过量的乙二胺,得到1.0代(1.0G)PAMAM,产率为99.9%.化学反应方程式为:0.5G+4NH 2CH 2CH 2NH 24C H 3OH +NCH 2CH 2NNH 2CH 2C H 2NHOCC H 2C H 2NH 2CH 2C H 2NHOCC H 2C H 2CH 2CH 2CONHC H 2C H 2NH 2CH 2CH 2CONHC H 2C H 2NH 2(1.0G) 3)分别按1)和2)的加料比例和操作条件,重复Mickeal 加成和酰胺化缩合反应,则分别合成了1.5代、2.0代、2.5代、3.0代的PAMAM,其中1.0,2.0和3.0代PAMAM 的收率均达到98%以上[5].图1 3.0代PAMAM 的红外光谱图Fig.1 Infra -red spectrogram of 3.0G PAMA M 2 结果与讨论2.1 红外光谱表征由于整代产品1.0~ 3.0的核心和端基相同,只是支化代不同,所以整代产品之间的结构相近.目前尚未有PAMAM 的标准谱,图1是3.0代PAMAM 的红外光谱图.图1中:3357.46c m -1为N )H 的吸收峰;2942.84和2869.56cm -1为-CH 2-的特征吸收峰,即不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收峰,1463.71c m -1处的吸收峰为-CH 2-的弯曲振动吸收峰;1643.05和1558.20cm -1是酰胺基的特征谱带,分别称酰胺Ñ和酰胺Ò谱带[4],即分别为羰基的伸缩振动(M C=O )吸收峰和(D NH +M CN );而1199.51和1126.22cm -1分别为伯胺和叔胺的伸缩振动峰(M C )N ),这两个吸收峰均较弱.红外光谱的分析结果表明,3.0代PAMAM 分子中含有-NH 2、-CH 2-、-CONH -等特征基团,与理论上的结构相符.2.2 端基分析由于整代产品1.0~3.0代的端基均为胺基,所以可以采用电位滴定法进行滴定,测定第一和第二等当点的盐酸用量,就可以计算出分子外部的伯胺基和内部的叔胺基比值X ,而X 的理论值可以通过分子结构计算出来,以乙二胺为核1.0、2.0和3.0代PAMAM 分子X 的理论值分别为2.00、1.33和1.14.实验结果列于表1.表1 PAMAM 的端基电位滴定结果Table 1 Results of PAMA M term inal potentiometric titrationGeneration1.0G2.0G3.0G First equivalent point V 1(HCl)/m L11.114.613.6Second equivalent point V 2(HCl)/mL16.624.525.2Calculated value X c2.02 1.39 1.17Theoretical value X t 2.00 1.33 1.14从表1的实验结果可以看出,通过对端基的电位分析,计算分子外部的伯胺基和内部的叔胺基比值与理论值非常接近,说明所合成的PAMAM 与实际分子结构相符.32 化 学 研 究2004年2.3 核磁共振采用Varian NOVA 400MHz 核磁共振仪,以C DCl 3为溶剂,1.0~3.0代树枝状聚合物13C 的化学位移的测定结果列于表2.表2 树枝状大分子PAMAM 的13C 化学位移xTable 213C chemical shift assignments o f PA MAM 支化代化学位移D 1.0G(a)51.4,(b)50.2,(c)33.9,(d)42.1,(e)40.8,(NC=O)172.22.0G (a)52.3,(b)49.6,(c)33.3,(d)41.9,(e)41.0,(f)50.0,(g)33.7,(h)41.9,(i)40.7,(内部NC=O)172.0,(外部NC=O)172.33.0G (a)51.5,(b)49.1,(c)33.4,(d)42.1,(e)41.3,(f)50.2,(g)33.9,(h)42.1,(i)40.7,(j)49.4,(k)32.3,(l)42.2,(m)41.3,(内部NC=O)172.1,(中间NC=O)172.4,(外部NC=O)172.5,(OC H 3)52.5,(C=O)172.6x C 原子是从分子的内部向外按a 、b 、c 、d 、e ,,顺序排列核磁共振的分析结果表明,对分子中的所有的碳原子都进行了合理的归属,体现出了分子结构具有相似性的特点,与Tomalia 的测定结果完全相符[1].2.4表面活性图2 30e 时PAMAM 水溶液的表面张力Fig.2 Surface tension of the aqueous solution of PAMAM at 30e 考察了不同代树状大分子PAMAM 水溶液的表面张力,结果见图2.图2是半代PAMAM 水溶液表面张力随浓度的变化关系1从图中可以看出,在30e 时,半代树状高分子0.5G 、1.5G 、2.5G PA -MAM 的Q (PAMAB)=0.01g/m L 水溶液的表面张力与纯水(表面张力为72.42mN/m)相比分别下降为64.00、55.08、49.99m N/m,说明半代PAMAM 具有一定的表面活性,但是表面活性并不很强.半代PAMAM 具有表面活性的原因是其由亲水和疏水两种结构单元组成,亲水单元为内部的羰基和胺基,疏水单元为内部的碳氢链和表层的甲基.半代PAMAM 的表面活性随着代数的增大而增强,主要是因为高代表层疏水基团-C H 3数目增加,范德华力作用使基团排列更加紧密;同时,裸露在外部的亲水基团(如羰基等)减少,这两个因素均使得树状高分子的亲水性降低,在空气-水界面聚集能力提高,表现为表面活性增强.同时还测定了30e 时1代、2代、3代PAMAM 高分子水溶液的表面张力(0.02g/mL 时分别为66.4mN/m,66.6mN/m,67.0mN/m),它们基本上没有表面活性,原因是其最外层基团是-CONH 2,亲水性很强,以致不能降低水的表面张力.图3 PAMAM 对水扬酸的增溶曲线Fig.3 Solubilization curve of PAMAM on salicylic acid2.5 增溶性能考察了不同代树状大分子PAMAM 对难溶药物水杨酸的增溶能力,结果见图3.实验结果表明,半代PAMAM 对水杨酸表现出增溶作用.水杨酸在25e 水中溶解度为2.17mg/mL,在0.01mol/L 的2.5G PAMAM水溶液中的溶解度增加为12.35mg/mL.P AMAM 增溶能力随质量浓度的增加而增大,这是由于溶液中的每个PAMAM 分子在单独对模型药物分子起着增溶作用;同时代数越高增溶能力越大,这是因为随着代数的增加,PAMAM 内部的空间也增大,可容纳的客体分子也越多.PAMAM 的增溶作用与传统增溶方式不同[5],PAMAM 的增溶作用不受临界胶束浓度的影响,而且增溶模型的溶解度与PAMAM 呈线性关系,说明PAMAM 分子之间没有形成聚集体,PAMAM 在水中以单分子胶束形式存在[6-7].第2期李杰等:树枝状大分子聚酰胺-胺的合成与性能3334化学研究2004年3结论采用/发散合成法0合成了树枝状高分子PAMAM,分子结构表征结果与理论结构完全相符.端基为酯基的半代PAMAM具有一定的表面活性,端基为酰胺基的整代PAMAM几乎没有表面活性,表面活性主要与PAMAM的端基结构有关.树状大分子PAMAM对难溶药物水杨酸具有增溶作用,增溶能力随代数和质量浓度的增加而增大,增溶方式与传统的表面活性剂不同.参考文献:[1]Tomalia D A,Baker H,Dewald J,et al.A new class of polymers:starburs-t dendri tic macromolecules[J].Polym J(Tokyo),1985,17:117-132.[2]Omayra L,Jesus P D,Fr chet J M J,et al.Novel polymeric system for drug delivery[J].Polym Mater Sci En g,2001,84-218.[3]Twyman L J.The synthesis of water soluble dendrimers,and their application as possible drug delivery systems[J].Tetrahedron Lette rs,1999,40:1743-1746.[4]王宗明.实用红外光谱学[M].北京:石油工业出版社,19901284-286.[5]赵国玺.表面活性剂物理化学(修订版)[M].北京:北京大学出版社,19911184-193.[6]Newkome G R,Yao Z Q,Baker G R,et al.Cascade molecules:synthesis and characterization of benzo[9]3-arborol[J].J Am Che mSoc,1986,108:849-850.[7]Vanhes t J C M,Delnoye D A P,Baars M W P L,et al.Polystyrene-dendrimer amphiphic block copolymers with a generation-dependentaggregation[J].Science,1995,268:1592-1595.(上接第27页)从表2可知,先加无机混凝剂,后加有机高分子絮凝剂比先加有机高分子絮凝剂,再加无机混凝剂效果好,其Zeta电位更易达到零电点.先加有机高分子絮凝剂,再加无机混凝剂与只加高分子絮凝剂相比较,发现Zeta电位的变化很小.这是因为有机高分子絮凝剂率先与颗粒表面吸附,无机混凝剂在颗粒表面的吸附过程受阻.由此可见,处理压裂酸化等油田作业废水时,加药顺序宜无机混凝剂先加,有机絮凝剂后加.3结论(1)酸性条件下,废水的Zeta电位(绝对值)比碱性条件下要小.因此,油田作业废水适合在弱酸性条件下进行絮凝处理.(2)投加带正电荷的无机混凝剂对体系Zeta电位影响较为明显.随无机混凝剂加量的增大,逐步中和了原水中胶体的负电荷,减少了离子间的排斥力,增加了颗粒之间的吸附,使这些颗粒脱稳,形成矾花.当混凝剂过量时,水中的离子带正电荷,又增加了离子之间的排斥力,不易形成大矾花.只有当投加量适当时,混凝处理效果较好.在P AC、PFS和PFSS三种无机混凝剂中,PFSS的混凝效果最好.(3)阳离子絮凝剂CPAM使废水颗粒表面Zeta电位向正方向移动,并达到零电点,中和颗粒表面负电荷.阴离子絮凝剂P HP使废水颗粒表面Zeta电位向负方向移动.非离子絮凝剂P AM使废水颗粒表面Zeta电位绝对值下降,但变化较小.由于废水初始Zeta电位为负值,因此考虑投加阳离子絮凝剂CP AM较为合适.(4)在油田废水处理中,宜无机混凝剂先加,有机絮凝剂后加.这种加药次序有利于絮凝处理,可明显提高污水处理质量.参考文献:[1]王蓉沙,周建东,刘光全.钻井废弃物处理技术[M],北京:石油工业出版社,2001.10.[2]万里平,孟英峰,赵立志.探井残余压裂液破胶降粘方法的研究[J].环境工程,2002(增刊):344-346.[3]万里平,刘宇程.氧化-吸附法联合处理油田酸化废水[J].油气田环境保护,2001,11(2):33-34.[4]万里平,赵立志.气田水无机混凝剂的筛选实验研究[J].石油与天然气化工,2002,31(6):331-335.。
聚酰胺-胺树枝状大分子
聚酰胺-胺树枝状大分子聚酰胺-胺树枝状大分子是一种重要的高分子材料，具有分子结构复杂、分子量大、分子比表面积大、分子内多功能团、可控性好等特点。
它具有优异的物理、化学性能，应用广泛，并在医药、化工、电子等领域有广泛的应用前景。
聚酰胺-胺树枝状大分子的分子结构可以看作是一个分支非常多，分子内有很多可反应的基团的三维超分子结构，具有极高的分子复杂度。
它是一种以二氧化碳、环氧乙烷、二醇胺、苯缩醛等为核心，通过一系列彼此交替的缩合反应，形成多分支分子结构的高分子材料。
其中，一氧化碳核心型的树枝状聚酰胺-胺大分子在结构上更为复杂，具有更多的分支，其高度分枝的分子结构被认为是最具有应用前景和研究价值的。
聚酰胺-胺树枝状大分子具有很多优越性能。
首先，聚酰胺-胺树枝状大分子的分子量非常大，能够形成大分子纳米微粒。
其次，分子内含有很多活性基团，可以进行多种化学反应，如加成、取代、酰化等反应。
这些反应使其能够快速响应环境变化。
此外，聚酰胺-胺树枝状大分子的分子比表面积很大，因此具有很强的吸附能力，可作为吸附剂使用。
同时，由于聚酰胺-胺树枝状大分子的分子结构非常规则，每个分子都有相同的结构，因此可以保证其具有高可重复性。
除此之外，聚酰胺-胺树枝状大分子还具有较好的可控性。
聚酰胺-胺树枝状大分子的分子结构是由一系列反应步骤组成的，其每一步都可以进行控制，从而实现对其分子结构的精确调控。
这种可控性使其具有很好的适应性，可通过调整反应条件，调整其分子结构，以改变其性能和适应不同的应用场景。
聚酰胺-胺树枝状大分子的应用领域十分广泛。
在医药领域，它可以用于制备纳米药物载体，具有较好的生物相容性和药物释放性能；在化工领域，它可以用于润滑剂、油墨和涂料中，提高产品性能；在电子领域，它可以制备分子印刷电子材料、分子电子传感器等，发挥优异的电子性能。
聚酰胺-胺树枝状大分子的应用前景非常广阔。
聚酰胺-胺树枝状聚合物
聚酰胺-胺树枝状聚合物
聚酰胺-胺（PAMAM）是一种树枝状聚合物，其结构从中心核向外发散，类似于树形。
它具有大量的胺基、酰胺基和碳基等功能基团，随着代数的增大，其结构出现孔洞。
这种聚合物的特性在于，它可以通过其末端功能基团与靶分子或靶分子进行结合，然后进行表面修饰，从而得到载体分子。
此外，PAMAM树枝状聚合物的制备一般采用发散法，即从中心核向外发散而成。
例如，以PAMAM表面的伯胺基对氨酸乙酯盐酸盐的酯基进行氨解的方法，对PAMAM表面进行组氨酸化修饰。
具体的制备过程是：将1.0克PAMAM G4溶于pH 7.4的磷酸盐缓冲液中，然后加入PAMAM G4表面胺基5倍摩尔量的2-羟基吡啶，搅拌均匀后，再加入PAMAM G4表面胺基5倍摩尔量的组氨酸乙酯盐酸，在磁力
搅拌下40℃下连续反应48小时，然后经透析和冷冻干燥得到终产品——组氨酸修饰的聚酰胺-胺型树状高分子（His-PAMAM G4）。
发散法合成树枝状高分子聚酰胺_胺_王俊
发散法合成树枝状高分子聚酰胺-胺王 俊1,杨锦宗1,陈红侠2,刘伟华2(1.大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连 116012; 2.大庆石油学院石油化工系,黑龙江安达 151400)摘要:采用发散法,以乙二胺为原料,通过与丙烯酸甲酯和乙二胺进行M ickeal 加成和酰胺化缩合反应,合成了以乙二胺为核、支化代为1.0的树枝状高分子聚酰胺-胺,讨论了反应温度、反应时间和投料摩尔比等因素对反应的影响,同时讨论了该反应的特点。
结果表明:适宜的反应温度为25℃,反应时间为24h ,投料比为mol 0.5代P AM AM ∶mol 乙二胺=1∶24,在此条件下,产品的产率为99.9%,纯度在99%以上。
关 键 词:丙烯酸甲酯;乙二胺;M ickeal 加成;酰胺化反应;聚酰胺-胺;树枝状高分子中图分类号:O 63 文献标识码:A 文章编号:1005-1511(2001)01-0062-03树枝状高分子已成为高分子研究领域的热点之一。
由于这类新型功能高分子的合成过程可以在分子水平上进行严格的设计和控制分子的大小、形状和功能基团[1],因而引起了人们的极大兴趣。
聚酰胺-胺(PAM AM )是1985年世界上合成的第一个树枝状高分子[2],其合成路线非常典型地代表了树枝状高分子的一般合成途径。
N H 2CH 2CH 2N H 2+4CH 2CHCO 2M eN CH 2CH 2NM eO 2CCH 2CH 2M eO 2CCH 2CH 2C H 2CH 2CO 2MeC H 2CH 2CO 2Me(0.5G P AM AM )0.5G PAM AM +4N H 2C H 2CH 2N H 24M eOH +NC H 2C H 2NN H 2C H 2C H 2N HO CC H 2CH 2N H 2C H 2C H 2N HO CC H 2CH 2C H 2C H 2CON HC H 2CH 2N H 2C H 2C H 2CON HC H 2CH 2N H 2(1.0G P AM AM )……PAM AM 是以乙二胺为核心,通过Mickeal 加成和酰胺化缩合反应来进行的,整个反应时间较长,给树枝状高分子的工业化生产带来了一定的困难。
新型聚酰胺胺树状大分子的设计、合成和应用研究的开题报告
新型聚酰胺胺树状大分子的设计、合成和应用研究的开题报告一、研究背景聚酰胺胺（PAAs）是一种分子量较大、性质稳定的高分子材料，具有优异的物理化学性质和广泛的应用前景。
近年来，随着科技的发展和人们对高性能材料的需求不断增加，对聚酰胺胺的性能要求也越来越高。
而传统的线性聚酰胺胺分子结构有着一定的局限性，如分子链较长、量子点之间的距离较远等，从而限制了其在某些领域的应用。
因此，设计和合成新型聚酰胺胺树状大分子，以拓展其应用范围，具有重要的科学价值和应用前景。
二、研究内容本研究将基于多年的科研实践以及一定的实验基础，设计、合成和应用新型聚酰胺胺树状大分子。
具体包括以下几个方面：1. 设计新型聚酰胺胺树状大分子的分子结构和化学合成方式，并使用红外光谱、核磁共振等技术对其结构进行表征。
2. 形成具有不同结构、分子量等特征的聚酰胺胺树状大分子，探究其形成过程和性质差异，以期制备出性能更优异的材料。
3. 对合成的聚酰胺胺树状大分子进行性能测试，研究其在领域的应用前景，如在高分子增强材料、化学传感器等方面的应用。
三、研究方法1. 设计和合成新型聚酰胺胺树状大分子。
选择适当的化学方法，如改进的聚合物化学方法、控制自组装等方式，实现目标材料的高效合成。
2. 使用红外光谱、核磁共振等技术对目标材料进行表征，并对表征结果进行分析、解释和判断。
3. 测定合成的聚酰胺胺树状大分子的物理化学性质和应用性能。
主要涉及材料的力学性质、热稳定性、储能性能等方面的测试。
四、研究意义1. 拓展聚酰胺胺材料的应用范围。
通过设计和合成新型聚酰胺胺树状大分子，拓展其在高分子增强材料、化学传感器等领域的应用。
2. 探索聚酰胺胺树状大分子的合成方法和性能特征。
通过研究这些材料的形成机制和性能差异，可以拓展高分子材料领域的基础研究。
3. 推动高分子科学的发展。
新型聚酰胺胺树状大分子的设计、合成和应用研究，将有益于推动高分子科学的发展和材料科学的进步。
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聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的合成及应用Synthesis and Application of Polyamidoamine Dendrimer摘要：聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子是目前树状大分子化学中研究较为成熟的一类，是三种已经商品化的树状大分子之一，其功能化和应用是目前树状大分子领域的热点。
PAMAM已在多个领域显示出良好的应用前景。
本文综述聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的结构、性质、合成方法、表征技术，并介绍了其在化剂、金属纳米材料、纳米复合材料、膜材料、表面活性剂等领域的应用研究进展。
聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的合成方法主要是发散法，另外还有收敛法和发散收敛共用法。
关键词：聚酰胺-胺(PAMAM);树状大分子；合成；应用Abstract: Polyamidoamine (PAMAM) dendrimers, which are one of three kinds of commercialized dendrimers, have been studied more completely in dendritic chemistry. Currently, the hot point in this field focuses on their functionality and application. Their excellent potential applications have been shown in many areas. In this paper, progress in study on the structure properties, methods for preparation, characterization and application of PAMAM in catalysts, metal nanomaterials, nanocomposites, film materials and surface active agents was reviewed. The main method for preparation of PAMAM is the divergent method. In addition the convergent method and the divergent-convergent method are used too. Keywords:Polyamidoamine(PAMAM) ; Dendrimers; Synthesis; Application1 引言树形分子（Dendrimer）是最近几年出现的一类三维的、高度有序的新型大分子。
由于其独特的结构性能特征，发展至今已引起高分子化学、有机化学和超分子化学等众多学科的兴趣与关注，成为现代高分子科学体系中的重要内容。
树形分子与传统的线性聚合物在结构上有很大差异，带来了很多与线性聚合物不同的特性，这些特性都不能用传统的聚合物理论进行解释，因而树形分子的出现对传统的聚合物理论进行了补充。
树形分子的研究逐级成为当代化学发展最快的领域之一，美国化学文摘从第11 6 卷起在普通主题词索引中新设专项（Dendritic Polymers ），在1993年美国丹佛召开的美国化学会全国会议上和在2002年北京召开的国际纯粹和应用化学会议上，树形分子被列为一大主题，可见其重要的理论价值和实际意义。
聚酰胺-胺(PAMAM)是目前研究最广泛、最深入的树状大分子之一，它既具有树状大分子的共性，又具有自身的特性，是第一个被报道的具有三维立体球形结构的树枝状高分子。
它由初始引发核、重复单元组成的内层、含有大量官能团的表面区域三部分构成，由于其具有高度支化、高度对称及表面含有大量官能团等独特的结构特点，广泛应用于药物载体、表面活性剂、催化剂、纳米材料、膜材料等领域。
图1.1 树枝状大分子的结构特征2 结构和性质2.1 结构PAMAM树状大分子是目前树状大分子化学中研究较为成熟的一类，是三种已经商品化的树状大分子之一。
它的一个重要结构特点就是具有大量的端基官能团，因此通过对端基官能团的改性可以得到具有不同用途的树状大分子。
另外，PAMAM树状大分子成为商品化的原因还在于合成容易，每一步可接近定量。
1985年Tomalia[1]等人首次合成了这种高度支化、对称、呈辐射状的聚酰胺-胺大分子，并称其为星射状树形聚合物。
聚酰胺-胺树状大分子由初始引发核、与初始引发核径向连接的重复支化单元和与最外层重复支化单元连接的末端基组成[2]。
由于表面官能团的数目随代数的增加而成指数增长，最终导致表面空间拥挤而产生几何变化。
聚酰胺-胺树状大分子代数较低时一般为开放的分子构型，随着层数的增加和支化的继续，从第四代树状大分子开始就形成了较为封闭的多孔的球形三维结构，第八代则是表面几乎无缝的球体。
且高代数的树状大分子形成表面紧密堆积的三维结构，内部空间较大,其性质与胶团相似[3- 7]。
树状大分子中结构单元每重复一次成为一次繁衍，得到的产物的代数就增加1，据报道，目前聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子已合成到10.0代[8]。
聚酰胺-胺(PAMAM)具有以下结构特点[9]：(1)结构规整，分子结构精确；(2)相对分子质量可控；(3)具有高密度表面功能团；(4)高度的几何对称性；(5)球形分子外挤内松，分子内存在空腔并可调节。
2.2 性质聚酰胺-胺(PAMAM)的特殊结构使其具有独特的性质[9]：(1)良好的流体力学性能，是一种牛顿流体，有利于成型加工；(2)独特的粘度行为，低的溶液粘度和熔体粘度；(3)容易成膜，在膜科学方面有大量应用；(4)多功能性，表面有大量官能团存在，且易修饰；(5)具有纳米尺寸的分子溶解能力，有独特的催化作用，并且可随存在介质的不同而变化；(6)由于其独特的中空结构，特别适合做金属纳米粒子的主体；(7)随着相对分子质量的增加，密度将出现最小值，特性粘度出现最大值，折光指数增量出现最小值等[10]。
3 PAMAM树状大分子的合成方法3.1 发散合成法1985年，Tomalia等[1]首次利用发散法合成了PAMAM树状大分子以来，以其为基础合成了具有各种结构的树枝大分子，目前己成为应用最广泛的树状大分子。
PAMAM合成机理为从多功能基的引发核心(如乙二胺、胺、苯胺等)出发，与丙烯酸甲酯进行完全的Michael加成反应得到0.5代PAMAM树状大分子，然后用过量的乙二胺(EDA)与0.5代进行酯的酰胺化反应，得到1.0代PAMAM树状大分子[11]。
不断重复上述步骤，理论上可得到任意高代数的PAMAM树状大分子。
图3.1为采用发散法合成的以EDA为中心核的1.0代PAMAM树状大分子。
图3.1 发散法合成PAMAM的路线发散合成法是目前合成PAMAM树状大分子采用最多、最成熟的一种合成方法，具有反应条件温和、反应迅速、选择性高等优点，其缺点是为了使末端官能团反应完全，防止下一级产物产生缺陷，在合成过程中往往使用了过量的EDA，而过量的EDA会残留在PAMAM树状分子内部的大量空腔中，导致分离和纯化很困难。
尤其在合成高代数的PAMAM树状分子时，由于受到空间位阻的影响，使得反应不完全，从而造成PAMAM树状分子产生结构缺陷，影响相对分子质量的单分散性。
因此，该方法合成的关键在于精确控制分子链在空间的生长及产物的纯化[12]。
研究结果表明，由发散法合成的PAMAM树状大分子，在低代数下(3. 0G以下)为敞开和相对疏松的结构，而在高代数下(4.0G以上)则是表而紧密堆积的结构[13]。
在合成高代数PAMAM树状大分子时，由于反应步骤过多，反应后产物的提纯复杂，无法实现大规模合成。
Majoros等[14]采用重复发散的方法，合成了以不同代数的聚丙烯亚胺树形分子(POMAM)为核、PAMAM为壳的高代数混合树枝状聚合物，减少了反应步骤，保证了产物的质量。
2. 0 G、3.0 G、4. 0 G的POMAM分子表而分别含有16、32、64个伯胺基，在核上重复进行Michael反应和酰胺化反应就得到了不同代数的PAMAM壳。
采用高效液相色谱(HPLC)、凝胶色谱(UPC )、核磁共振(NMR )、原子力显微镜(AFM)等对混合树枝状聚合物进行表征，其相对分子质量、13C-NMR谱图、流体力学直径等接近理论值，分子颗粒大小均一，产物具有与PAMAM树状大分子相似的传输活性，且无生物毒性。
3.2 收敛合成法收敛合成法是1990年Cornell大学的Frechet等[15]提出来的，与发散法的合成顺序正好相反，如图3.2所示。
它是从将要生成树状聚合物的最外层结构部分开始，先构造外围分支，然后逐步向内合成。
王冰冰等[16]利用收敛法合成了具有32个末端基的扇形树枝状分子，它由2分子16个端基的扇形PAMAM树枝状分子组装而成。
通过对该树枝状大分子进行红外光谱(FTIR)、1 H-NMR、13 C-NMR、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱( Maldi-Tof)分析表明，其结构与目标化合物相符合，而且分散单一，不存在缺陷。
fp一保护基团fr一反应基团S一端基c一内层反应基团图3.2 收敛合成法生长示意图收敛合成法由于反应点数目有限，有利于反应完全，可以获得单分散程度很高的产物，而且目标产物与合成体系中其他成分的结构、性能差别较大，在提纯和表征方而优于发散法。
但缺点是反应时间过长，同时随着增长级数的增加，树突的尺寸变大以后，在中心点的官能团所受的空间位阻将增大，阻碍反应的进一步进行。
因此，到目前为此，几乎没有高代数的PAMAM树状大分子是通过收敛法合成的。
3.3 发散收敛结合法发散收敛结合法是Frechet等[17]在综合了发散法和收敛法的特点后，提出的一种新的合成方法，如图3.3所示。
先用发散法合成一个高度枝化的PAMAM中心核，再用收敛法制得一个扇形结构的高度支化单体，最后将支化单体接到PAMAM中心核上合成出树状大分子。
这种方法合成出来的PAMAM树状大分子的端基官能团具有功能化。
Aoi等[18]采用发散收敛结合法合成了一种具有表而嵌段结构的两亲AB型树状大分子，具体步骤为：首先对中心核EDA进行半保护，以发散法合成非对称型的PAMAM (2. 0 G)树状大分子，再分别与吡喃葡萄糖-D-葡萄糖酸内酯和邻苯二甲酸酐反应，得到A(亲水性)和B(疏水性)两种嵌段结构的半球状树状大分子，最后，脱除中心核上的保护基，以收敛法将A、B连接起来，形成球形树状大分子。
紫外光谱分析表明半球表而的“糖衣”对蛋白质受体具有明显的识别功能，该物质可作为细胞识别的生物医学材料。