摘 要

本文采用迈克尔加成反应和发散法，以二乙烯三胺为核、反复加成丙烯酸甲酯和乙二胺，合成0.5代到2代的聚酰胺-胺树形分子聚合物。并且将聚酰胺-胺树形分子季铵化，在树形分子末端接上季铵盐分子，树形分子胺基与季铵盐的摩尔比分别为1：0.5、1：1、1：1.5和1：2，增加其溶解性和抗菌性。合成的树形分子的化学结构通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振（NMR）和化学滴定法进行表征，红外表征结果证实了产物有季铵盐的红外峰，而核磁谱图表明合成的聚酰胺-胺树形分子中有季铵盐的存在，化学滴定法结果表明了反应的取代度和有效性。用牛津杯法测试在聚酰胺-胺树形分子季铵盐不同条件下的抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌性能，结果表明其有良好的抗菌性。

关键词：聚酰胺-胺树形分子；二乙烯三胺；季铵化；抗菌性

Abstract

In this paper, 0.5-generation to second generation synthetic polyamide-amine dendrimer polymer was compounded from diethylenetriamine as the nuclear and repeated addition of methyl acrylate and ethylene diamine, using Michael addition reaction and divergent. And the polyamide-amine dendrimer was quaternized, in which a quaternary ammonium salt molecular was connected to the terminal of the dendrimer, and the molar ratio of amine of dendrimer and quaternary ammonium were 1: 0.5 and 1: 1, 1: 1.5 and 1: 2, increasing its solubility and antibacterial properties. The chemical structure of synthesized dendrimers were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) , nuclear magnetic resonance (NMR) and chemical titration. Infrared characterization results confirm that the product has the infrared peak of the quaternary ammonium salt, and NMR spectrum showed the quaternary ammonium salt was in the presence of synthesized polyamide-amine dendrimer. And chemical titration results showed that the substitution degree and effectiveness of the reactions. It was tested by Oxford cup which was anti-Escherichia coli and anti-Staphylococcus aureus performance of polyamide-amine dendrimer quaternary under different conditions.And the results show its good antibacterial properties.

Key Words：Polyamide-amine dendrimer; diethylenetriamine; quaternization; antibacterial properties

目 录

摘 要 I

Abstract I

目 录 1

第1章 绪论 1

1.1 树形分子的结构 1

1.2 树形分子的合成方法 2

1.3 聚酰胺-胺树形分子抗菌性 3

第2章 实验部分 5

2.1 聚酰胺-胺树形分子的季铵盐合成 5

2.1.1 主要试剂 5

2.1.2 主要仪器 5

2.1.3 合成方法 5

2.2 末端季铵盐的聚酰胺-胺树形分子表征 8

2.2.1 傅里叶变换红外光谱（FTIR） 8

2.2.2 核磁共振（NMR） 8

2.2.3 化学滴定法 8

2.3 末端季铵盐的聚酰胺-胺树形分子抗菌性能测试 10

2.3.1 配制培养基 10

2.3.2 高压灭菌和紫外灭菌 10

2.3.3 细菌接种 10

2.3.4 抗菌性测试 11

第3章 结果与讨论 12

3.1 傅里叶变换红外光谱（FTIR） 12

3.2 核磁共振（NMR） 13

3.3 化学滴定分析 13

3.4 抗菌性能 18

3.4.1 浓度对季铵化树形分子抗菌性能的影响 18

3.4.2 pH值对季铵化树形分子抗菌性能的影响 19

3.4.3 不同季铵盐投料比对季铵化树形分子抗菌性能的影响 20

第4章 结论 23

参考文献 24

致 谢 26

第1章 绪论

1.1 树形分子的结构

树形分子是一种具有独特的树枝状结构、紧凑三维球形和纳米尺寸的聚合物。它的名字是由古希腊语“Dendron”而来，意思是“树”，这表明聚合物单元具有树枝状的结构。在19世纪70年代，树形分子由Vogtle和他的团队发现，当时他们在研究可控枝晶的合成：围绕一个中心核、单体和二胺的重复反应，产生具有聚合分支单元的空腔。在1984年，第一类超支化聚合物是由Tomalia和他的小组发现，他们首先将丙烯酸甲酯与氨核进行迈克尔加成反应，形成酯化合物的发散生成，然后与乙二胺发生酰胺化反应，即“星树分子的形成”。在20世纪90年代初，Frechet等人提出的，以合成分子树的一部分，即“楔子”，然后与核连接，最后生成一个新的树。这是生产会聚合成的方法。随后，Wooley等人用这种方法合成了大量的类聚芳醚树形分子^[1]。

最近，新颖三维聚合结构的化合物的合成、特性和性能引起注意，这些化合物在工业上的研究和应用得到越来越多的关注。这类树枝状聚合物常常被分成两个不同的类别：单分散树枝状聚合物和多分散超支化聚合物，而且最近已经发展出了新颖的架构。这种超支化聚合物是具有高支化密度、在纳米尺寸和大量末端反应单元重复支化架构的独特聚合物。当聚合物由相似单体合成时，超支化聚合物和树枝状聚合物在组成、结构和性质有许多相似之处。这些显著的特征已经在包括化学，物理，生物技术和生命科学等不同的领域发展出一类有各种应用的新材料。在石油工业中，超支化聚合物已被广泛地作为破乳剂、腐蚀抑制剂、污垢抑制剂、管道涂料、溢油分散剂和沥青质分散剂应用。此外，在医疗领域中作为有前景的各种药物包括抗炎，抗菌和抗癌药物的纳米载体和在工业应用中液晶、催化和传感器，它也有应用。

树形分子独特的三维结构和表面大量的官能团使其能够通过多位点作用与其他的分子发生相互作用，这种多位点作用可以将单一位点的作用（如亲和作用、催化作用等）协同放大至很高的表达水平，增加这些作用的力度和特异性。因此，树形分子的多位点作用在药物传递、化学传感器和分子识别等领域起着重要的作用^[14]。