《树枝状高分子简介》PPT课件.ppt
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1、,树枝状高分子简介,2008年9月,从多官能团内核出发,通过支化基元逐步重复生长,形成具有高度支化结构的树枝状三维大分子。,树形大分子的介绍,Tomalia 在1985 年利用发散法首次合成树形聚(酰胺胺)型大分子,Hawker等人在1989年利用收敛法合成树形冠醚大分子,Balzani 等人在1992 年首次报道了有机过渡金属树形大分子,Percec 等人在1995年首次报道了液晶型的树形大分子化合物,树形大分子的发展和研究现状,目前,二十多类,200多种树形大分子被合成出来,树形大分子的合成方法,分散法,收敛法,核心出发逐步引入单体。代数高,分子量大;易有缺陷,产物与反应物不易分离。,构造
2、外围分支,由核心连接。空间位阻,速率慢;缺陷少,产物与反应物易分离。,I.Tomalia.J.Polymer.1985,17,117.C.Hawker,J.Frechet.J.Am.Chem.Soc.1990,112,7638.,C.Dufes,I.F.Uchegbu,A.G.Schatzlein.Adv Drug Deli Rev.2005,57,2177,PAMAM(聚酰胺-胺)合成过程,中心有核内部有空腔,大量支化单元表面均匀分布可修饰的官能基团,体积、形状、功能基以及分子量都可以在分子水平精确控制-单分散性,高度支化,具有规整,精致的完美结构,高代数呈球形。纳米级尺寸。,良好的溶解性,
3、低的黏度。,树形大分子的结构特点和性质,低黏度、高溶解性,纳米层、聚合液晶、超分子,内部受体封装胶团,能量和电子转移,分子识别催化剂、传感器氧化还原特性,外部受体,树形大分子的结构特点和性质,A.M.Caminade.Laboratoire de Chimie de Coordination du CNRS 205,route de Narbonne,31077 Toulouse cedex 4,FRANCE,2005,树形大分子的应用,超分子化学的应用 催化剂方面的应用 生物医学方面的应用 光学方面的应用 其他方面的应用,超分子的应用 主-客体体系,V.Balzani,F.Vgtle.C.R
4、.Chimie.2003,6,867,Fig.1.Schematic representation of(a)a conventional fluorescent sensor and(b)a fluorescent sensor with signal amplification.Open rhombi indicate coordination sites and black rhombi indicate metal ions.The curved arrows represent quenching processes.In the case of a dendrimer,the ab
5、sorbed photon excites a single fluorophore component,i.e.quenched by the metal ion,regardless of its position.,超分子的应用 分子自组装,Y.Liu,M.Zhao,D.E.Bergbreiter.J.Am.Chem.Soc.1997,119,8720,Fig.2.Schematic illustration of the pH-switchable“On/Off”function of the composite film.The polyamine dendrimer units a
6、re covalently attached to the Gantrez polymer network.At high pH the film has a net negative charge that excludes anions but passes cations;at low pH it is positively charged and excludes cations but passes anions;and at intermediate pH,it passes both cations and anions.,催化剂方面的应用,纳米尺寸,形成纳米微环境,催化活性中心
7、有可变性,减少金属催化剂流失,分子结构可精确控制,Fig.3.Shape-selective olefin epoxidation using dendrimers with a manganese(iii)porphyrin core as catalysts,P.Bhyrappa,J.K.Young,J.S.Moore,K.S.Suslick.J.Mol Catal A.1996,113.109,催化剂方面的应用,Fig.4.Epoxidation results for the intermolecular mixture of alkenes.The ratios of the epo
8、xides are normalized with respect to corresponding Mn(TPP)+values.Errors are estimated at(5%relative.,Fig.5 A unimolecular reverse micelle that efficiently catalyzes the elimination of tertiary halides.The nonpolar corona(yellow)shields the polar interior(blue)of hydroxyl functionalities,which are a
9、ble to stabilize the carbocation intermediate.,M.E.Piotti,F.Rivera,R.Bond,C.J.Hawker,J.M.J.Frechet.J.Am.Chem.Soc.1999,121,9471,催化剂方面的应用,Table 1.Effect of Changing the Dendrimer Structure and Concentration on the Yield and Turnover Number for the E1 Elimination Reaction(Reaction performed for 43 h at
10、 70 oC,a The molar ratio.,Fig.6 Competitive Hydrogenations of 3-Cyclohexene-1-methanol and CyclohexeneUsing Various Pd Catalysts.Reaction conditions:3-cyclohexene-1-methano l 0.5 mmol,cyclohexene 0.5 mmol,catalyst 5.0 mol of Pd,toluene 12.5 mL,H2 1 atm,30 oC.,树状大分子封装金属粒子(1)小于4 nm纳米粒子,比表面积大、催化效率高(2)表
11、面基团控制溶解性(3)能很好的稳定纳米粒子,并创造纳米微环境(4)能再生使用,M.Ooe,M.Murata,T.Mizugaki,K.Ebitani,K.Kaneda.Nano Lett.2002,2,999,催化剂方面的应用,生物医学的应用,Fig.7 approaches for design of drug delivery systems.,药物载体,内部空腔和结合点可以携带药物。高密度表面基团经过修饰,改变水溶性和靶向作用。毒性较低,通过扩散和生物降解实现药物释放。分子设计实现生物相溶性和降解性。,R.Duncan,L.Izzo.Advanced Drug Delivery Revi
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