[发明专利]一种环糊精－碳纳米管衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种衍生物，特别是涉及一种环糊精-碳纳米管衍生物，以及该种衍生物的制备方法，属于天然高分子领域，也属于纳米材料领域。

背景技术

1991年，日本科学家Iijima S.发现了碳纳米管(Iijma S.Discovery of carbon nano-tubes.Kagaku to Kogyo，1993，67(12)：500-506)。经过十几年的发展，碳纳米管已经成为纳米科技重要的研究前沿，其重大研究成果层出不穷，在21世纪科技发展中占有举足轻重的地位。碳纳米管奇特的准一维中空管结构使其在吸附、电学、磁学、场致发射、力学、电化学等许多方面具有优异的性能。然而，极差的溶解性严重限制了碳纳米管的研究与应用。通过化学修饰不仅能有效改善碳纳米管的溶解性，而且能赋予其更多功能，进一步拓宽其应用领域。

近几年来，利用高分子对碳纳米管进行共价化学修饰尤其得到了广泛重视，它已成为制备具有某些特定功能的碳纳米管及其复合材料的有力手段，对研发相关纳米器件和新型材料有很大的理论和现实意义。目前，国内外利用高分子共价修饰碳纳米管的很多研究主要集中于合成高分子，还没有利用环糊精共价修饰碳纳米管的研究报道。然而，合成高分子主要来源于日益枯竭的化石资源，而且用来修饰的一些高分子还含有毒性苯环等芳香烃(Feng，W.；Bai，X.D.；Lian，Y.Q.；et al.Carbon 2003，41，1551)。

环糊精是一种天然高分子衍生物，其生产原料为淀粉。从20世纪70年代初至今，环糊精的研究进入了鼎盛时期。由于具有许多其他大环化合物，如冠醚、穴醚、杯芳烃等无可匹敌的独持性质，环糊精已成为超分子化学的首选骨架，用于构筑各种聚集体和复杂的超结构。环糊精分子内的手性空腔具有不对称诱导、选择性结合及催化某些有机反应的特性，并且可以作为受体，借助分子间力形成包结物，改变被包结化合物的物理化学性质(高翔、张奕，CN200610016993；任勇，高剑锋，余书勤，等，CN 200610041530；马成孝，蔡春萍，CN200610085742；童林荟，环糊精化学-基础与应用，北京，科学出版社，2001)。环糊精的特殊结构使其具有凭借尺寸、几何形状和性质等差异，对有机分子或离子进行识别和选择性结合的能力，因此在微量物质的分析分离中展现出优异的性能，其应用几乎涵盖了整个色谱和电泳分离领域，并被用于高灵敏度、高特异性检测传感器的开发，例如，将亲脂链修饰的β-环糊精嵌入到以共价键连于石英表面的亲酯单层中，其检测空气中四氯乙烯含量的灵敏度高达100Hz/70ppm(C.C.Ling，R.Darcy，J.Chem.Soc.，Chem.Comm.，2，203-205，1993)。此外，环糊精还被用于液晶材料的研制，如Darcy等用-S-C_nH_2n+1(n＝2，4，10，16，18)基全修饰β-环糊精的伯经基，得到倾斜近晶相液晶(童林荟，环糊精化学-基础与应用，北京，科学出版社，2001)。最近，Jullien L.等建立了用萘发色基团全修饰β-环糊精伯羟基的能量传递体系，它可将光能传递给结合在空腔内的部花菁，显示出光合成中心的重要潜力(L.Jullien，J.Canceill，B.Valeur，et al，J.Am.Chem.l Soc.，118(23)，5432-5442，1996)。因此，环糊精在纳米功能材料、药物控释、微量分析、精细分离、超分子科学和生物功能模拟材料等诸多方面的应用前景广阔。

与合成高分子相比，环糊精是无毒、生物相容、生物可降解、环境友好、用之不竭的可再生资源，在众多领域中应用广泛。由于碳纳米管和环糊精都是拥有许多优异性能的材料，因此将环糊精与碳纳米管通过共价键相结合，制备出新型环糊精-碳纳米管衍生物，可望在改善碳纳米管溶解性的同时，为进一步研发出兼具甚至是优于两者性能的，在分离分析技术、超分子化学、催化、环保等领域有应用前景的，绿色环保的新型纳米复合材料提供一种基础材料。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种由天然高分子材料——环糊精和碳纳米管制备的环糊精-碳纳米管衍生物。

本发明的第二个目的是提供上述环糊精-碳纳米管衍生物的制备方法。

本发明的第一个目的通过以下技术方案予以实现：