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本论文的目的是对胆酸进行化学修饰,制备含有不同数量乙烯基的功能单体,并将其用于牙科充填复合材料的研究。完成以下几个方面工作:
1.胆酸衍生物的制备用HCl作催化剂,将胆酸和甲醇、丙烯醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇和1,10-癸二醇反应,合成出胆酸甲酯,胆酸烯丙醇酯,2-羟基胆酸乙酯,4-羟基胆酸丁酯,6-羟基胆酸己酯和10-羟基胆酸癸酯,找出了胆酸与低级二元醇反应的有效方法。
应用(甲基)丙烯酰氯、(甲基)丙烯酸酐和(甲基)丙烯酸作反应试剂,三乙胺作缚酸剂,DMAP作催化剂,选择性修饰胆酸酯分子中的羟基,得到多种含有一到四个乙烯基的甲基丙烯酸类和丙烯酸类功能单体。找到了选择性修饰胆酸及其酯类衍生物分子中羟基的方法。应用NMR技术确认了各个新化合物的结构,并对所得的化合物进行了表征。
2.胆酸酯羟基反应活性研究找出了胆酸与(甲基)丙烯酰氯、(甲基)丙烯酸酐和(甲基)丙烯酸的反应规律,为胆酸的选择性修饰提供了实验依据。实验结果表明,二元醇单胆酸酯与(甲基)丙烯酰氯反应,在三乙胺作缚酸计的条件下,分子中四个羟基发生酰化反应的先后顺序是:伯OH、C3OH、C12OH、C7OH;与(甲基)丙烯酸酐反应,分子中四个羟基发生反应的先后顺序是:伯OH,C3OH,C7OH(C12OH),C7OH和C12OH总是同时发生反应;与(甲基)丙烯酸反应,在4-二甲氨基吡啶作催化剂的条件下,分子中四个羟基发生反应的先后顺序随反应条件的不同而变化。
3.含胆酸的新型牙科复合树脂特性研究在实验过程中测定了基于CAGE4MA树脂的光聚合转化率、吸水值和溶出值、机械性能、硬度和接触角以及固化树脂在蒸馏水、0.1mol/LHCl和0.85%NaCl水溶液中的溶胀行为。研究结果显示:
用樟脑醌(CQ)和2-(N,N-二甲氨基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)作引发剂,3α,7α,12α-三甲基丙烯酰基胆酸甲酯(CAME3MA)和2-甲基丙烯酰氧基-3α,7α,12α-三甲基丙烯酰基胆酸乙酯(CAGE4MA)的光引发聚合转化率比2,2-双[4-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基)苯基]丙烷(Bis-GMA)和三甘醇双甲基丙烯酸酯(TEGDMA)的低;CAME3MA和CAGE4MA与TEGDMA相混合,混合体系的转化率随着其中TEGDMA含量的增加而增加。
CAME3MA和CAGE4MA均聚树脂在蒸馏水中的吸水值较TEGDMA和Bis-GMA的低,在乙酸乙酯中的溶解值比Bis-GMA和TEGDMA的高;CAME3MA-TEGDMA和CAGE4MA-TEGDMA树脂的吸水值随着体系中TEGDMA含量的增加而增加,在乙酸乙酯中的溶解值随着体系中TEGDMA含量的增加而降低。
均聚CAGE4MA树脂的弹性模量与均聚Bis-GMA树脂相近,抗张强度和挠曲强度较低;与TEGDMA混合后,CAGE4MA-TEGDMA树脂的抗张强度、挠曲强度和弹性模量都比均聚CAGE4MA树脂高。同一种树脂在不同介质中具有相似的溶胀行为。