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目的:本项目从分子设计入手,用四种药物分别与叶酸分子进行基于氢键的超分子自组装从而构建稳定的超分子纳米水凝胶,研究叶酸超分子水凝胶的自组装行为、性能及结构之间的关系,一方面,可以获得稳定的超分子水凝胶生物医用材料,拓展叶酸类衍生物在自组装材料方面的应用;另一方面,通过研究叶酸超分子复合物自组装机理,提出叶酸类分子发生稳定大尺度聚集的机制,完善超分子自组装理论。方法:通过叶酸-K、叶酸-L、叶酸-E、叶酸-J复合物形成凝胶时的配料比例、加热温度、加热时间等因素考察制备超分子水凝胶及其干凝胶的最佳条件,并对不同浓度、不同比例的水凝胶温度稳定性和酸碱度稳定性进行研究;使用SEM和XRD实验对制备的四类各干凝胶进行微观形貌及自组装机理研究,确定水凝胶形貌与结构之间的关系;利用IR和~1H NMR对二组分的键合程度进行分析,结合SEM和XRD实验数据,确定了叶酸分子与K、L、E、J四种分子自组装的机理,探究可与叶酸分子通过分子间作用力形成凝胶的化合物特征。结果:1.实验得到了配比分别为:Y:K=1:1,1:2,1:3,2:1,3:1;Y:L=1:1,1:2,1:3;Y:E=1:1,2:1,3:1;Y:J=1:1,1:2,1:3,3:1的稳定水凝胶体系,不同配比凝胶的临界凝胶浓度介于0.05-0.26mol/L之间。2.凝胶稳定性研究发现:四种凝胶体系同一摩尔比例凝胶的融变温度随着浓度增大而升高,并且浓度增大到一定程度后融变温度趋于平稳,即在一定浓度范围内,凝胶因子之间的氢键作用力随浓度的增大而增强。酸碱度对不同配比的凝胶稳定性影响则各不相同。3.超分子水凝胶形貌与结构研究表明各二组分水凝胶由于配比不同,形貌结构与分子聚集有序度也各不相同,分别形成了棒状、薄片状、花瓣状、颗粒状、片层状、球状、网状多孔等结构,通过核磁和红外光谱进一步证明其微观形貌与自组装机理的关系。4.恒温IR和变温IR的研究表明,二组分水凝胶中N-H键的伸缩振动峰与叶酸及其复合物K、L、E、J对应峰对照明显宽化,C=O峰均发生了位移,说明叶酸与K、L、E、J分子在溶剂中确实发生了基于氢键作用的自组装,且随着温度升高,氢键作用变小;利用~1H NMR对YJ和YE凝胶进行了检测,其结果也显示分子中的-N-H基团发生了基于氢键的超分子自组装过程。确定了以上凝胶的构成均由于叶酸分子与K、L、E、J分子发生了基于氢键的超分子自组装过程,复合物通过超分子作用力最终构建了稳定的水凝胶。结论:叶酸与苯基三嗪类衍生物(K)、三嗪类含氮杂环衍生物(L)、喋啶衍生物(J)、苄啶衍生物(E)在溶剂中均能发生基于氢键作用的自组装,形成稳定凝胶体系,为日后药物材料的发展提供了参考和理论依据。