F-E-03_聚乙烯醇与环糊精分子组装行为

聚乙烯醇与环糊精分子组装行为

高婷，郭敏杰*，樊志，么敬霞，郭艳玲

(天津科技大学理学院, 天津, 300457)

关键词：聚乙烯醇环糊精分子组装

分子组装聚合物是单体之间经可逆的和方向性的次价键相互作用连接而成的聚合物[1]。分子组装聚合物的合成过程涉及互补单体通过分子识别的选择性非共价键合、链生长（组分沿一定方向的序列键合）和链终止[2]。分子组装聚合物主要是由氢键等非共价键作用形成的，主要可以分为：氢键型[3]、配位作用型（或称金属型）[4]、π-π堆叠型[5]、离子型[6]和混杂型[7]分子组装聚合物。环糊精及其衍生物是一类重要的超分子主体化合物，其分子具有“内疏水、外亲水”独特的空间结构，使其对许多的分子具有包合作用。本文对聚乙烯醇（PVA）与γ–环糊精（γ–CD）在水溶液中的自组装行为进行了实验研究。

实验选取两种不同的聚乙烯醇分别与γ–环糊精进行分子组装：PVA I，分子量9000~10000，醇解度为98%；PV AⅡ，分子量为22000~26000，醇解度为98%。实验将得到的两种包合产物分别进行了旋光度测试，并分别进行了红外谱图分析和热重分析。

聚乙烯醇、γ–环糊精和组装体的旋光度值如表1所示，从表1中可以看出PVA 与γ-CD包合产物与PV A、γ-CD、PV A与γ-CD混合物的旋光度有明显的不同。

表1 聚乙烯醇和环糊精组装前后的旋光度变化

Table 1 the optical rotation between mixture and inclusion complex of PV A and γ-CD

γ–CD and PV AⅠγ–CD and PV AⅡ

γ–CD PV AⅠPV AⅡ

Mixture Inclusion

complex

Mixture

Inclusion

complex

Molecular weight 1294 9000 26000 ————Optical rotation（α）0.175 0 0 0.175 0.085 0.175 0.065 Specific optical

rotation [α]D20

+175°0 0 +175°+85°+175°+65°Temperature of

decomposition (℃)

300.4 262.5 275.5 262.5 287.3 275.5 295.6

*通讯联系人，国家自然科学基金资助项目（No. 20704031），天津市教育委员会科学基金资助项目（No. 20060515），天津科技大学科学基金资助项目（No.20060420）

(A) (B)

Figure 1 TGA scans of samples: (—) Inclusion complex of PVA/γ-CD; (…) γ-CD; and (- - -)PVA

Figure 1(A)为较低分子量的聚乙烯醇与环糊精包合产物的热重分析图，Figure 1(B)为较高分子量的聚乙烯醇与环糊精包合产物的热重分析图。由图可以看出，包合物与PV A和γ-CD的热重曲线差别明显，在两种情况下，包合产物的分解温度都处于PV A和γ-CD之间。

(A ) (B)

Figure 2 IR spectrum of 1- PV A; 2-γ–CD; 3-inclusion complex

Figure2(A)为较低分子量的聚乙烯醇与环糊精包合产物的红外光谱图，图Figure2(B)为较高分子量的聚乙烯醇与环糊精包合产物的红外光谱图。由Figure 2可以看出，包合产物（曲线3）在2928cm-1附近对应的是亚甲基的C-H伸缩振动峰，与聚乙烯醇（曲线1）的亚甲基C-H的伸缩振动峰相比较，包合产物的这个峰很小，这表明聚乙烯醇穿入了CD的空腔内。对比Figure 2的（A）和（B），2928cm-1的亚甲基C-H伸缩振动峰衰减程度有所不同，在Figure 2（B）的1640cm-1附近的吸收峰增强明显。这种由于分子量不同而产生的不同的组装行为，今后将通过X-ray单晶衍射实验进一步表征。

参考文献

[1] Brunsveld L, Folmer B J B, Meijer E W. Chem. Rev. 2001, 101: 4071-4097.

[2] Lehn J M. Polym. Int.2002, 51: 825-839.

[3] Folmer B J, Sijbesma R P, Versteegen R M. Adv. Mater. 2000, 12: 874-878.

[4] Lohmeijer B G, Schubert U S. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 4l: 3825-3829.

[5] Schoot P V, Michels M A J, Brunsveld L. Langmuir, 2000, 16: 10076-10083.

[6] Gale P A, Navakhun K, Camiolo S. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124: 11228-11229.

[7] Brunsveld L, Folmer B J B, Meijer E W. Chem. Rev., 2001, 101: 4071-4097.

Molecular Assembly Behavior between Poly(Vinyl Alcohol) and

Cyclodextrin

Gao Ting，Guo Minjie*，Fan Zhi, Yao Jingxia，Guo Yanling College of Sciences, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin, 300457 Abstract:The molecular assembly, poly(vinyl alcohol) included in the cavity of cyclodextrin, was studied by means of Optical rotation, IR and TG. The studies shown that the different molecular weight poly(vinyl alcohol) results to the different inclusion result.

Key Words：Poly (vinyl alcohol) (PV A) Cyclodextrin Molecular assembly