【正文】 結(jié)構(gòu)式 24 OOOOO OOOCuOOOOOCuOOZnNN NNOOROOROOOORHOOOOOOOOOOOOOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOOOO HOH 215 可聚合凝膠因子體系 有機凝膠是通過小分子化合物的自組裝形成的，由于易結(jié)晶或機械性能差，通常不穩(wěn)定。這種體系與普通的大分子凝膠 的區(qū)別在于，其單體首先通過氫鍵形成凝膠然后再聚合。以摩爾分數(shù) x=5%的 2,2二甲氧 2苯基乙酰苯作為光引發(fā)劑，對化合物 25用 200W的高壓汞燈進行輻照 2h。 1H NMR 分析，用 CDCl3 抽提干凝膠沒有 發(fā)現(xiàn)單體，證明 2 h 的輻照使結(jié)構(gòu)式 26 的凝膠完全聚合。即使?jié)舛鹊陀?2mg/mL，其凝膠至少保持穩(wěn)定至 135℃，高出未聚合凝膠熔點 100℃，在這樣高的溫度下，化合物 25既不熔融也不收縮，渾濁度也不增加。未聚合的化合物 25在 1,2二氯乙烷中 1 h后就開始結(jié)晶。 2． Shinkai 等 [9]設(shè)計了可聚合凝膠因子（結(jié)構(gòu)式 27）。它不但能凝膠非極性溶劑，而且能凝膠化幾種極性溶劑。這表明，在凝膠中由化合物 27 聚集形成的纖維，因含有聯(lián)乙炔基團，可發(fā)生分子間的聚合反應(yīng)。而光照后的凝膠可穩(wěn)定到 58 ℃，然后在更高的溫度下逐漸發(fā)生體積收縮，釋放出 溶劑。該結(jié)果表明，聚合反應(yīng)是在凝膠中形成的不同種類的極微小的粒子上開始的。將 UV 輻照聚合后的環(huán)己烷凝膠用氯仿進行漂洗，然后用 MALDITOF 對可溶于氯仿的產(chǎn)物進行分析，發(fā)現(xiàn)聚合凝膠纖維中主要的成分為齊聚物。將 7g 化合物 28溶于 300mL 乙酸乙酯和 700mL n己烷的混合溶液中， 緩慢冷卻到室溫， 可固化成凝膠。未負染的樣品的 EFTEM 照片表明 28 的乙酸乙酯 /n己烷凝膠由寬度為 6nm~20nm 的納米纖維組成，但這些纖維沒有明顯的纏繞或螺旋。 FTIR 光譜證明了在凝膠纖維中酰胺氫鍵的存在。然而，在同一溶劑中， 化合物28 的差向立體異構(gòu)體 (epimer) 化合物 29 形成的是無定型的固體，而不是纖維。在 Ar 氣保護下，將 mg 28 在 1mL 乙酸乙酯和 9mL n己烷混合溶液中形成的纖維凝膠在 254nm UV 光或 γ射線下輻照，該凝膠從無色變?yōu)榧t色 (λmax = 506 和 546 nm)。因此，產(chǎn)生了 共軛聚合物鏈的線團構(gòu)象或中等伸長。已證明，引入到單體中的聯(lián)乙炔是在晶區(qū)被聚合的，此外，晶格中聯(lián)乙炔單體的聚合能力強烈的依賴于它們的堆積參數(shù)。 C=C 雙鍵的 FTIR 特征峰(1625cm1~1640cm1)的出現(xiàn)也支持了 化合物 28 的納米纖維的聚合作用。 結(jié)構(gòu)式 28 結(jié)構(gòu)式 29 NHNHOO C C CCC CCCOOAcAcO OAc NHOO(CH 2 ) 33)2(CH HN OAcOAcO AcOAcOOAcAcOAcOAcOONH(CH 2 ) 3 3)2(CH OOHNOAcAcOOAc OOAcAcO 217 用氯仿作溶劑，凝膠滲透色譜 (GPC)證明發(fā)生了聚合作用。經(jīng)更長時間的輻照 (4 h)，凝膠會發(fā)生從紅色到橙色的變化，結(jié)果，單體峰消失，分子質(zhì)量分布移向高分子質(zhì)量區(qū)。這種齊聚物表明納米尺寸纖維缺乏長程分子有序，而這種長程分子有序是形成高分子聚聯(lián)乙炔類聚合物所必需的。纖維的最小寬度為 3 nm?？晒烙嫵鲇眉{米纖維作模板的齊聚聯(lián)乙炔類衍生物的分子質(zhì)量分布。 XRay 衍射分析未輻照的纖維，發(fā)現(xiàn)沒有產(chǎn) 生晶體的 Bragg反射。值得注意的是，其中的二苯醚二胺 衍生物 凝膠因子能使水凝膠化。這四種 二元胺衍生物 凝膠因子分別記為 A、B、 C、 D，表 73 為四種凝膠因子的凝膠化性能。 由表 73可以看出，上述 二元胺系列凝膠因子 的凝膠能力不盡相同。凝膠化能力及其形成凝膠的熱力學過程（在固相與液相發(fā)生相分離之前）是由凝膠因子的分子結(jié)構(gòu)，空間構(gòu)像以及分子間作用力的強弱決定的。誘導時間和膠束聚集體的聚集過程遵循非定向聚集體的成核和生長規(guī)律。 將長鏈烷基與不同類型的二元胺通過形成酰胺基團連接起來，合成方法較為簡單。分子模型研究表明，酰胺基團彼此平行且垂直于苯環(huán)。 圖 71 凝膠因子分子間氫鍵及π π相互作用示意圖 （式中 R ＝ — C17H35— ； X ＝ — O— 或 — CH2— ） 圖 72是這類凝膠因子在水中和二苯醚中形成分子凝膠的 TEM照片。 TEM照片解釋了當纖維結(jié)構(gòu)生長到足夠長度并且發(fā)生纏結(jié)，水或有機溶劑就會被“鎖定”在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，其后發(fā)生凝膠化現(xiàn)象。為此合成了 4,4180。通過使凝膠因子聚集體原位（ in situ） 聚合，可以改善這類分子凝膠的穩(wěn)定性，得到力學性能較好的分子凝膠。 圖 73 可聚合凝膠因子 BMDM 結(jié)構(gòu)示意圖 圖 74 可 聚合凝膠因子 BMDM 在二苯醚中形成的凝膠的 TEM 照片（左： 10000X；右： 3600X） OOHCH 2OO OOOOOON NH 220 從凝膠的 X 射線衍射強度曲線圖可知， X 射線衍射強度峰具有 周期性，這表明凝膠中凝膠因子的聚集體具有層狀結(jié)構(gòu)。計算結(jié)果的數(shù)據(jù)表明自組裝纖維中相鄰的 BMDM 分子層間的距離為 ， 間鄰分子層間的距離為 。該模型是采用 Advanced Chemistry Development ACD/3D（ Version ）軟件模擬的。根據(jù)分子模型，計算得單個 BMDM 分子的兩個對稱的鏈尾之間的內(nèi)側(cè)距離為 ，外側(cè)距離為 ，即中軸間的距離為 ，這與 X射線衍射測得的晶面間距 d500（ nm）非常接近。 圖 75 BMDM 的通過氫鍵聚集的自組裝模型：左：為分子的空間外 形圖，右：為分子的 Licorice 表達 未聚合的 BMDM 在二苯醚的凝膠態(tài)中，自組裝成一種細纖維，其直徑為 50nm~700nm。圖 76 為聚合后凝膠的 SEM 圖片，發(fā)現(xiàn)聚合凝膠內(nèi)存在大量菊花瓣狀的直徑為 20?m~100?m 的球形結(jié)構(gòu)，而這些球形結(jié)構(gòu)則是由相互纏結(jié)的纖維網(wǎng)絡(luò)組成的。纖維的直徑為 50nm~500nm。利用偏光顯微鏡在正交偏振條件下觀察光聚合前后的二苯醚凝膠，視野中存在的典型 Maltese 黑十字消光圖像（如圖 78）進一步證實，聚合前后的凝膠中存在 221 的球形結(jié)構(gòu)是一種球晶。 圖 76 可聚合凝膠因子 BMDM 在二苯醚中形成的有機 凝膠經(jīng)光輻照 150 min 后的掃描 電子顯微鏡照片（ w = %, Pt coated）：左： bar = 30 ?m，右 bar = 10 ?m。 凝膠的一 個重要應(yīng)用前景是用于藥物載體、大分子分離，蛋白質(zhì)結(jié)晶等。利用凝膠取代液體體系，其優(yōu)點在于許多化學物質(zhì)被定位，流體動力學對流減少。 另一個重要的應(yīng)用前景，是可用凝膠因子作模板制備納米結(jié)構(gòu)材料。在凝膠模板濾取工藝中，在含有交聯(lián)劑的甲基丙烯酸酯或苯乙 222 烯等可聚合溶劑中加入凝膠因子，制得凝膠。 Shinkai[16]等 最近用目前流行的溶膠 — 凝膠法，通過用手性分子凝膠因子自組裝纖維作模板，并通過煅燒除去有機模板后，制備得到了具有手性的螺旋中空二氧化硅纖維。明膠是一種天然高分子物質(zhì)，溶于熱水而不溶于冷水。當時所用微乳體系是水、異辛烷和 1,4 雙（ 2乙基己基）磺化琥珀酸鈉鹽（ AOT） 。故并未引起重視。 某些有機溶劑，如十六烷、十四酸異丙酯、玉米油等可以在凝膠因子的作用下發(fā)生凝膠化，如油溶性非離子表面活性劑山梨糖單硬脂酸酯即為這樣一種凝膠因子。溶膠相在冷卻過程中，將降低凝膠因子與有機溶劑的親合力。纖維狀聚集體進一步與另外的纖維狀聚集體締合，從而形成一個三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將有機溶劑“固定”起來。而且是熱可逆的，即加熱此分子凝膠，纖維狀聚集體隨之解締，使之熔融成為溶膠相。分子凝膠的微觀形態(tài)可以認為是表面活性劑分子所形成的一種反相雙 層結(jié)構(gòu)。如圖 78 所示 (引自文獻18)。同時，它還可增加油溶性表面活性劑在上述有機溶劑中的溶解性。顯然，隨著凝膠因子在有機介質(zhì)中的溶解性的增加，是有利于提高所形 成的分子凝膠的穩(wěn)定性?？勺鳛橛H水性藥物 /疫苗的給藥載體。這種多組份體系與簡單的油包水（ W/O）分子凝膠相比，具有如下優(yōu)點： ① 保護某些蛋白類藥物在服 用后不被酶解， ② 所包裹的藥物可實現(xiàn)緩釋。 圖 79 微乳 /分子凝膠（ v/w/o）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的示意圖 這種分子凝膠與通常的聚合物水凝膠（有時又稱為“智能凝膠”）相比，后者易被微生物污染，而微生物代謝的結(jié)果導致水凝膠結(jié)構(gòu)的瓦解。而分子凝膠則沒有這些問題，因為構(gòu)成分子凝膠基體的有機溶劑幾乎不可能被微生物污染。 1．微乳 /分子凝膠（ v/w/o）的制備 224 （ 1）分子凝膠油相的制備： 將山梨糖單硬脂酸酯（體積分數(shù)φ =10%）和聚山梨醇酯 20（體積分數(shù)φ =2%）加入進一個管形瓶內(nèi)，然后加入有機溶劑，如十六烷、異丙基十四酸酯。冷卻至室溫，得到白色不透明的半固體分子凝膠。剩余物在瓶壁上形成一層薄膜。該緩沖溶液的制備是在 60℃水浴中機械震搖 1 小時，薄膜層的水合化溫度為 50℃（山梨糖單硬脂酸酯的凝膠 /液化轉(zhuǎn)變溫度），將所形成的多室 Niosome 懸浮液在暗處冷卻至室溫，經(jīng) Sephadex G50 凝膠柱除去未包裹的羧基熒光素。將 Niosome 懸浮液冷卻至室溫后，用超速離心機除去未包裹的抗原。除去上清液，再加 7mL PBS 后重復這一過程，除去上清液后，加入 7mL PBS 即得。 當冷卻至室溫， v/w/o 乳液轉(zhuǎn)變成白色不透明的，熱可逆的半固體分子凝膠。 在 v/w/o 乳液中， Niosome 雙層與表面活性劑膜之間存在著表面活性劑的交換。 2．微乳 /分子凝膠（ v/w/o）的載藥性能 如果采用肌肉注射，所載的牛血清白蛋白是以緩釋的形式從 v/w/o 載體中釋放出來。相比之下， v/w/o 凝膠所載的抗原釋放需約 1 天，甚至在 48 小時后仍有 40%抗原存在。但是，透皮給藥作為一種安全、方便的給藥途徑仍然具有極大的應(yīng)用前景。 卵磷脂（常用大豆卵磷脂）在特定條件下，