苏州纳米所王锦等Prog. Mater. Sci.综述:聚合物封端的环糊精聚轮烷烷——从功能化到应用
基于环糊精(cyclodextrin)的聚轮烷(Polyrotaxane)是一种机械互锁结构的超分子体系,在催化反应、分子开关、药物控释、基因载体、传感器、食品和化妆品领域具有广泛的应用前景。特别是以环糊精为环状分子的聚轮烷,环糊精上的功能羟基,赋予了此类聚轮烷二次改性的潜力,为构建动态高分子网络提供了重要基础。为此,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王锦研究员与北京理工大学冯增国研究员和叶霖教授长期合作,分别参与了叶霖教授牵头撰写的《环糊精自组装——一种新型超分子材料的制备与应用》与《环糊精化学——从超分子自组装到材料应用》两本书籍,并受邀共同在Progress in Polymer Science期刊撰写了环糊精聚合物的综述文章,系统讨论并归纳了环糊精聚合物的结构种类、合成方法,以及在药物载体中的应用(Prog. Polym. Sci. 2021, 118, 101408)。
最近,基于前期持续合作的研究成果,中国科学院苏州纳米所王锦研究员与北京理工大学叶霖/冯增国教授、清华大学医学院苏伟教授、首都医科大学附属北京康复医院刘宗建教授,以及韩国天主教大学Dae Hyeok Yang教授等合作,在 Progress in Materials Science发表综述论文Polymer modified cyclodextrin-based polyrotaxanes: From functionalization to applications,全面系统地总结了聚合物封端的环糊精聚轮烷的高分子改性合成策略、近年来的相关研究进展,以及作为功能材料在电子器件、高性能高分子、细胞分化、药物控释,以及刺激响应材料中的广泛应用(图1)。该综述着重对聚合物改性的环糊精聚轮烷进行了基于结构的分类,分别为嵌段型聚轮烷共聚物,即聚轮烷作为嵌段共聚物的主体链段;接枝型聚轮烷,即聚合物作为支链接枝在聚轮烷链段上;以及交联型聚轮烷,即通过聚轮烷分子内交联形成的聚合物网络(图2)。论文还详细探讨了环糊精聚轮烷的独特优势,以及三种不同结构赋予环糊精聚轮烷的潜在性能,归纳了结构-性能-应用的构效关系等。上述梳理为未来相关材料的设计合成和应用提供了及时全面的参考。

图1 聚合物封端的环糊精聚轮烷结构与应用

图2 聚合物封端的环糊精聚轮烷种类:(a)嵌段型;(b)接枝型;(c)交联型
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