二烷基脲型凝膠劑室溫自組裝及其在力場(chǎng)和受限空間下形成的超分子結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、小分子凝膠劑（LMOGs）通過(guò)非共價(jià)鍵（例如分子間氫鍵、π-π堆砌、范德華力、配位作用等）在溶劑中自組裝形成纖維狀、棒狀、管狀、盤狀、帶狀、螺旋狀等形貌的超分子聚集體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而相互纏繞形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)禁錮溶劑分子形成穩(wěn)定的超分子凝膠（也稱為“物理凝膠”），這一研究領(lǐng)域近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。超分子凝膠因其特殊的熱可逆性、環(huán)境敏感性和納米結(jié)構(gòu)的多樣性，被廣泛地應(yīng)用于智能材料、藥物載體、模板材料、凝膠電解液、手性分離和催化等領(lǐng)域。

2、本文合成了三種不同烷基鏈長(zhǎng)的二脲型凝膠劑，能夠使某些有機(jī)溶劑在室溫下即可發(fā)生凝膠化，研究了它們?cè)谟袡C(jī)溶劑中的凝膠化能力和自組裝機(jī)理，探討了所形成的超分子凝膠的熱力學(xué)性質(zhì)和流變學(xué)性質(zhì)。以十八烷基鏈長(zhǎng)的二脲型凝膠劑為模型分子，研究了離心力場(chǎng)和剪切力場(chǎng)作用對(duì)小分子凝膠劑在溶劑中組裝形成的聚集體的形貌及熱力學(xué)性能影響。開(kāi)創(chuàng)性的將二脲型凝膠劑和酰胺類凝膠劑通過(guò)加熱、超聲的作用灌注到有機(jī)蒙脫土片層間，研究小分子凝膠劑在片層結(jié)構(gòu)的納米尺寸受限空間內(nèi)的

3、聚集組裝。首次將凝膠超分子結(jié)構(gòu)用于手性分離薄膜的制備，考察了制備的手性分離膜對(duì)D-和L-苯丙氨酸的吸附差別。 本論文包括以下幾方面內(nèi)容： 1、利用二異氰酸酯與烷基胺的高反應(yīng)活性，以及產(chǎn)物所帶的氫鍵作用位點(diǎn)和烷基疏水作用力，設(shè)計(jì)合成了能以極低濃度使多種有機(jī)溶劑在室溫條件下凝膠化的三種二烷基脲型凝膠劑：1-甲基-2,4-二(N’-十八烷脲基)苯（簡(jiǎn)稱MBB-18）、1-甲基-2,4-二(N’-十二烷脲基)苯（簡(jiǎn)稱MBB-12

4、）和1-甲基-2,4-二(N’-八烷脲基)苯（簡(jiǎn)稱MBB-8）。研究了該類型的凝膠劑在有機(jī)溶劑中組裝形成超分子凝膠的熱力學(xué)性質(zhì)和流變學(xué)性質(zhì)。 2、利用傅立葉紅外吸收光譜（FT-IR）、核磁共振氫譜（1HNMR）和X射線衍射（XRD），結(jié)合Spartan、HyperChem等化學(xué)軟件，研究了二烷基脲型凝膠劑在有機(jī)溶劑中的組裝機(jī)理并模擬了分子聚集圖，利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）和差示掃描量熱儀（DSC）探討了烷基鏈的不同對(duì)分子

5、組裝方式的影響和熱力學(xué)性質(zhì)的影響，簡(jiǎn)單討論了溶劑作用對(duì)分子組裝的影響。 3、以MBB-18凝膠劑為模型分子，研究小分子凝膠劑在離心力場(chǎng)和剪切力場(chǎng)作用下的自組裝。通過(guò)測(cè)定不同離心力大小作用下凝膠劑的最低凝膠化濃度研究外力作用對(duì)凝膠劑凝膠能力的影響；利用FE-SEM和XRD研究了外力作用對(duì)凝膠劑分子聚集過(guò)程的誘導(dǎo)作用，利用DSC研究了力場(chǎng)誘導(dǎo)下形成的聚集體的熱力學(xué)性質(zhì)。 4、將不同烷基鏈長(zhǎng)的二脲型凝膠劑MBB-18、MBB-

6、12和酰胺類凝膠劑二(4’-硬脂酰胺苯基)甲烷（簡(jiǎn)稱BSM-18）、二(4’-辛酰胺苯基)甲烷（BOM-8）通過(guò)加熱、超聲的作用灌注到層間距為2-3 nm的有機(jī)蒙脫土片層間，利用DSC研究小分子凝膠劑在片層結(jié)構(gòu)的受限空間內(nèi)形成的超分子凝膠的熱力學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其相變溫度遠(yuǎn)高于本體空間內(nèi)形成超分子凝膠的相變溫度，利用XRD結(jié)合分子模擬軟件探討了在片層結(jié)構(gòu)的受限空間內(nèi)凝膠劑可能采取的聚集方式。 5、以Boc-L-苯丙氨酸為模板分子，利用