文 献 综 述

1、前言

树状大分子纳米粒是近年来国外开发的一类新型功能高分子,由于其分子在结构上具有高度的几何对称性、精确的分子结构、大量的官能团、分子内存在空腔及分子链增长具有可控性等特点,其许多独特的性质引起相关领域普遍关注^[1-5]。聚酰胺- 胺(PAM AM)是世界上合成的第一个树枝状高分子^[6]。自PAMAM树状分子首次出现以来,有关PAMAM树状分子的研究工作十分活跃,尤其是近10年来,关于PAMAM树状分子合成和应用研究的报道更是快速增长^[7]。PAMAM树状大分子纳米粒在药物载体、纳米复合材料、纳米反应器、毛细管气相色谱固定相、废水处理、乳化炸药稳定剂、催化剂、高分子材料的流变学改性剂、光电传感、液晶、单分子膜、基因载体等多方面已显示出广阔的应用前景。

2、PAMAM的结构与性质

2.1 结构及其特点

2.1.1 结构性质

1985年Tomalia^[6]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^[8]。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^[9-13]。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^[14]。

2.1.2 结构特点

聚酰胺-胺具有以下结构特点^[15]:(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