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水溶性改善与化学结构优化的博弈

更新时间: 2024-11-08 15:00:14  查看次数: 14    
水凝胶在最近几年是大家研究的热门对象。有很多研究都提到它在抗菌、组织工程、药物释放、生物标记、伤口愈合这些领域的应用,也取得了不少成果。不过,水凝胶怎么能快速又精确地成型制造出来,一直是研究里的一个大难题。比较常见的办法是用光固化来辅助成型,这样就能让预凝胶液快速变成凝胶。对于能在水凝胶体系里用的光引发剂来说,首先得解决它在水里溶解的问题。大部分市面上卖的光引发剂是油溶性的,在水里溶解度很低,不适合用水凝胶光固化。有一种想法是在传统光引发剂上加上水溶性的基团,像各种盐类、亲水基之类的,这样就能增加在水里的溶解度。
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塔斯德伦(Tasdelen)等人通过两步反应做出了自由基型光引发剂苯甲酰甲基吡啶草酸盐,这个在水里溶解得挺好,在大概 255 纳米的地方吸收很强。对于丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和 N - 乙烯基吡咯烷酮这三种水溶性单体,在室温下用 3×10 - 3 毫瓦每平方厘米的紫外光源照射 30 到 60 分钟后,能让单体的转化率分别达到 12%、35%和 16%。利斯卡(Liska)在羟烷基苯酮、二苯甲酮以及硫杂蒽酮的结构基础上,加上像葡萄糖、纤维二糖和葡糖胺这些碳水化合物来合成水溶性光引发剂。实验结果表明,加纤维二糖对提升水溶性效果最明显,而且不会影响光引发剂本身结构的紫外吸收性能。
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利斯卡等人还研究了双酰基氧化膦苯环上不同位置的取代基。加了甲氧基和聚乙二醇后,水溶性都能提高,但是加聚乙二醇会让引发剂的吸收波长往长波方向移动很多。所以虽然把亲水性基团像盐类、醇类加到油溶性光引发剂上能改善它的水溶性,但是这个合成过程很麻烦,筛选的工作量很大,还可能改变光引发剂的化学结构。把β - 环糊精当作主体,把油溶性光引发剂当作客体形成包合物,这给有效解决这个问题提供了另一种思路。