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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

选题的目的

π－π堆积作用同氢键、疏水作用力、卤键类似，同为分子间弱相互作用，也称为次级键。与一般的范德华力相比，他们足够强，强到可以自发地控制分子间形成特定的排列方式^[1]，并具有一定意义上的稳定性，我们可将这一过程称为自组装行为，而对于多肽水凝胶而言，多肽分子通过自组装具备了某些特定结构，从而使其获得特殊的生物活性^[3,4]和机械性能^[5]。但值得注意的是这些次级键总归要弱于一般的化学键，因此他们的作用效果往往会受到溶剂、温度、光照、ph、离子强度等外界环境因素影响而发生一定程度的改变，这也使得自组装产物的结构及性能有所变化。这意味着多肽水凝胶的性能会受到环境的影响，同时也说明我们可以通过改变外界环境来控制多肽水凝胶的性能，并以此获得环境响应性材料^{[2, 5-14]}。

吖啶作为一种含氮的稠环芳烃具有较大的刚性共轭结构，这对于π－π堆积作用是十分有利的^[15]，同时有大量文献报道吖啶的衍生物具有广泛的生物活性^[16-22]，如抗癌、抗菌、抗疟疾等。我们希望在多肽结构中通过引入吖啶基团，并借助吖啶分子间的π－π堆叠作用促进多肽分子自组装以获取多肽水凝胶，并进一步利用n－烷基化引起的芳环缺电子的特性与具有亲核性的巯基发生反应，获取动态化学键从而动态地调控所得水凝胶的性能，并探索其应用。

2. 研究的基本内容

我们希望能够利用吖啶的π-π堆积作用及其衍生物的生物活性，所以要先将它引入到我们的水凝胶中，我们计划根据如下（图12）的反应得到n-羧甲基吖啶盐，这个化合物的羧基可与多肽水凝胶中的氨基反应，同时，在n的对位易于发生亲核取代反应，我们可以用多肽水凝胶中的巯基进攻该位点。通过上述两个方法便可将吖啶结构引入多肽水凝胶中。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实验在整体上可分为两大步骤，一是目标分子的合成，二是成胶实验和凝胶性能的检测。

目标分子合成是先利用化学方法合成如（图12）所示的分子，再利用固相合成法合成特定的多肽，最后将两者组合到一起，得到上文中的目标分子，这个部分预计在明年5月份之前完成。

若能成功合成目标分子，接下来就进行成胶实验，测试其成胶最低浓度，再将凝胶进行表征，包括质谱、高效液相色谱、cd谱图、流变测试等。

4. 参考文献

【1】stephanopoulos n, ortony j h, stupp s i.self-assembly for the synthesis of functional biomaterials[j]. acta materialia,2013, 61(3):912-930.

【2】mart r j, osborne r d, stevens m m, et al. peptide-based stimuli-responsive biomaterials[j]. soft matter, 2006,2(10):822-835.

【3】veiga a s, sinthuvanich c, gaspar d, et al.arginine-rich self-assembling peptides as potent antibacterial gels[j].biomaterials, 2012, 33(35):8907-8916.