新型糖基超分散剂的设计合成及构效关系

本课题针对现有超分散剂在生物相容性、生物降解性、毒性等方面的缺陷，以及离子型基团对电解质、pH值敏感等问题，设计合成一类新型非离子糖基超分散剂。通过醚化和酯化反应，在糖分子中引入不饱和双键合成一系列可聚合糖基单体，将所合成的糖基单体与疏水性单体采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合（RAFT）制备糖基超分散剂，通过调控不饱和键与糖基之间的亚甲基数目，控制高分子主链与糖基之间的距离以及极性基团和非极性基团的比例，同时以溶解度参数、HLB、亲和力等物理参数为切入点进行模拟计算，探寻超分散剂分子结构与性能之间的关系，总结超分散剂溶解度参数、HLB、锚固基团与颗粒表面以及溶剂化链与介质亲和力大小对分散稳定性影响的规律，为该类超分散剂的设计合成提供一定的理论指导；将其应用于纳米无机粉体防晒化妆品的分散体系，研究其分散性能，为其在生物体相关领域（如食品、医药等）的应用奠定一定的基础。

本项目经过三年的研究，已完成项目计划内容。项目执行期间，发表论文8篇，其中SCI6篇，EI2篇，申请专利2项，培养硕士生3名。.本项目的主要研究成果和结论：.（1）.结构可控糖基精细高分子的关键是可聚合糖基单体的合成：从小分子葡萄糖出发，采用超声合成，得到了葡萄糖保护中间体1,2:5,6-双氧异丙叉呋喃葡萄糖（DAG）。用NaH对DAG的3位OH活化后与烯丙基溴进行醚化反应得到了3-烯丙基-1,2:5,6-双氧异丙叉呋喃葡萄糖（AG）。.（2）.双硫酯类链转移剂的合成是制约RAFT聚合应用的瓶颈：研究了Fleiscger法、Grignard试剂法和十硫化四磷法三种合成方法，结果表明Grignard试剂法是其中最为有效的一种合成方法。并合成了二硫代苯甲酸苄酯（BDB）、二硫代苯甲酸异丙苯基酯(CDB)、二硫代苯甲酸苯乙基酯（PEDB）和二硫代萘甲酸异丁腈酯（CPDB）。.（3）.以AIBN为引发剂，分别以BDB、PEDB、CDB、CPDB为链转移剂，将烯丙基葡萄糖AG和NVP通过两步RAFT聚合制备了一类新型嵌段[p-AG-b-NVP]糖基超分散剂。.（4）.RAFT聚合工艺研究结果表明：四种链转移剂中，CDB是转移效率最高，最适用于AG和NVP体系； CDB所得到的嵌段型聚合物分子量分布最窄，分子调控性能最佳；链转移剂的引入在很大程度上对自由基聚合反应有抑制作用；引发剂浓度增加会提高聚合反应的速率，但是会降低聚合物的分子量。.（5）.在超声波条件下研究了纳米粉体分散液分散稳定性及其抗紫外性能，结果表明：纳米复合颗粒在UVA段具有良好的抗紫外性能；与传统的小分子分散剂相比，糖基超分散剂对纳米粉体表现出优异的分散稳定性。.（6）.从分子量、糖基与分子骨架之间的距离、糖基链与NVP链段的比例等方面对构效关系进行了研究，结果表明：当分子量在5万左右，糖基分散体系稳定性最佳；糖基单元与主链距离对对分散稳定性的影响很小。糖基单元与NVP的配比在1:1至1:1.5的范围内，糖基超分散剂的分散稳定性良好。根据链段比例计算，其合适的HLB值在10-14之间。.此外，经过本项目的研究，申请人对于结构可控的糖基精细高分子的设计合成有了较为系统的认知，为其在多个领域的应用有了较为深刻的认识。