基于Ugi反應(yīng)的兩親性海藻酸衍生物的制備及結(jié)構(gòu)表征

引言海藻酸鈉（SA）是一種從海帶或海藻中提取的天然多糖類(lèi)化合物，是一種可再生的海洋資源REF_Ref24539\r\h[1]。在國(guó)家積極倡導(dǎo)綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的政策背景下，海藻酸鹽因其多重顯著優(yōu)點(diǎn)，如無(wú)毒、來(lái)源廣泛、成本低廉、生物相容性好REF_Ref24575\r\h[2]等，被廣泛應(yīng)用于藥物載體的制備中REF_Ref24611\r\h[3]。作為主要的原材料，海藻酸鹽不僅為藥物載體的制備提供了可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)，還積極響應(yīng)了國(guó)家環(huán)保政策，推動(dòng)了綠色制藥技術(shù)的發(fā)展REF_Ref24647\r\h[4]。因此，海藻酸鹽在藥物載體領(lǐng)域的應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的意義和廣闊的前景REF_Ref24686\r\h[5]。但純天然的海藻酸鹽親水性過(guò)強(qiáng)，在水中極易溶脹，不能很好地包封和控釋藥物，所以對(duì)海藻酸鹽進(jìn)行疏水改性制備出兩親性的海藻酸衍生物成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)REF_Ref24712\r\h[6]。改性海藻酸鹽的方法多種多樣，其中，Ugi反應(yīng)REF_Ref18486\r\h[7]具有產(chǎn)物接枝率高、原子經(jīng)濟(jì)性高、反應(yīng)活性高等優(yōu)點(diǎn)。第一，由于Ugi反應(yīng)是一種多組分縮合反應(yīng)，因此它可以在一步反應(yīng)中同時(shí)引入多個(gè)官能團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)海藻酸鹽的高效改性。第二，Ugi反應(yīng)不需要催化劑，這不僅可以降低反應(yīng)成本，還可以避免催化劑對(duì)產(chǎn)物的影響。第三，Ugi反應(yīng)具有較高的原子經(jīng)濟(jì)性，即反應(yīng)中的原子可以最大限度地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，減少了廢物的產(chǎn)生。因此，采用Ugi反應(yīng)對(duì)海藻酸鹽進(jìn)行化學(xué)改性，不僅可以高效地合成出具有特定功能的新材料，還可以為新藥物的開(kāi)發(fā)提供有力支持。Ugi反應(yīng)，作為一種多組分反應(yīng)，涉及酮或醛、胺、異腈和羧酸的協(xié)同作用，通過(guò)簡(jiǎn)便的一鍋法縮合過(guò)程合成α-酰氨基酰胺結(jié)構(gòu)REF_Ref24865\r\h[8]。鑒于這種結(jié)構(gòu)在諸多生物活性分子及藥物分子中的廣泛存在，Ugi反應(yīng)在新藥物及新材料的合成領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力REF_Ref24924\r\h[9]。然而，傳統(tǒng)的Ugi反應(yīng)在制備兩親性海藻酸衍生物時(shí)，通常采用的異腈為環(huán)己基異腈，但其固有的缺陷不容忽視，如毒性大、氣味難聞以及價(jià)格高昂等REF_Ref25003\r\h[10]。鑒于此，本研究嘗試采用對(duì)甲苯磺酰甲基異腈作為環(huán)己基異腈的替代物。對(duì)甲苯磺酰甲基異腈（p-TI）是一種無(wú)色、幾乎無(wú)味的穩(wěn)定固體，其特性使得它能夠在室溫條件下長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存而不會(huì)發(fā)生分解REF_Ref25035\r\h[11]。值得一提的是，其作為磺酰甲基異腈類(lèi)化合物之一，已廣泛投放市場(chǎng)可供購(gòu)買(mǎi)。它在合成領(lǐng)域的應(yīng)用歷史可追溯至四十多年前，不僅是合成N雜環(huán)化合物的重要中間體REF_Ref25094\r\h[12]，還在藥物合成REF_Ref25163\r\h[13]以及精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)REF_Ref25218\r\h[14]中起到了不可或缺的關(guān)鍵作用。若能成功制備出性能相當(dāng)?shù)暮Ｔ逅嵫苌?，這不僅能大幅度降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，還有望在工業(yè)化生產(chǎn)中覓得應(yīng)用機(jī)會(huì)，進(jìn)一步推動(dòng)高分子材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。本研究旨在通過(guò)Ugi反應(yīng)增強(qiáng)海藻酸鹽的兩親性，從而優(yōu)化其在藥物載體領(lǐng)域的應(yīng)用。利用具有抗菌特性的6-氨基青霉烷酸（6-Ami）作為疏水改性劑，并在合成過(guò)程中，用對(duì)甲苯磺酰甲基異腈（p-TI）取代了傳統(tǒng)使用的環(huán)己基異腈，通過(guò)Ugi四組分反應(yīng)制備出兩親性海藻酸青霉烷酸衍生物（Ami-g-Alg）。再通過(guò)使用元素分析儀、FT-IR光譜儀、1HNMR光譜儀等對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，同時(shí)通過(guò)熱重分析（TGA）評(píng)估了其熱穩(wěn)定性，多晶X射線衍射儀（XRD）檢測(cè)其結(jié)晶性能，并借助芘熒光探針?lè)ā㈦妼?dǎo)率法和表面張力法等深入探究了其兩親性。2實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)儀器與材料表1實(shí)驗(yàn)儀器儀器名稱(chēng)儀器型號(hào)生產(chǎn)公司元素分析儀VarioELCubeElementar,Germany傅里葉變換紅外光譜儀Nicolet-6700ThermoScientific,USA核磁共振氫譜儀Ultrashield400PlusPLUSBruker,Switzerland多晶X射線衍射儀AXS/D8AdvanceBruker,Germany熱重分析儀449F3Netzsch,Germany熒光分光光度計(jì)F-7000Hitachi,Japan垂直凈化工作臺(tái)BJ-2CD上海博迅實(shí)業(yè)有限公司旋渦微型震蕩器H-1上?？岛坦怆妰x器有限公司真空冷凍干燥機(jī)Scientz-10ND寧波新芝生物科技股份有限公司電子分析天平ME204E梅特勒-托利多(上海)有限公司pH計(jì)FE20梅特勒-托利多(上海)有限公司機(jī)械攪拌器AM110W-O上海昂尼儀器儀表有限公司臺(tái)式離心機(jī)H1850湘儀離心機(jī)儀器有限公司凝膠滲透色譜儀Waterse2695Waters,USA表2實(shí)驗(yàn)試劑與耗材試劑或耗材名稱(chēng)生產(chǎn)廠家規(guī)格6-氨基青霉烷酸(6-Ami)阿拉丁試劑(上海)有限公司98%海藻酸鈉(SA)阿拉丁試劑(上海)有限公司AR對(duì)甲苯磺酰甲基異腈阿拉丁試劑(上海)有限公司98%甲醛溶液成都金山化學(xué)試劑有限公司37%芘阿拉丁試劑(上海)有限公司分析標(biāo)準(zhǔn)品鹽酸(HCl)廣州化學(xué)試劑廠質(zhì)量分?jǐn)?shù):36~38%氫氧化鈉(NaOH)廣州化學(xué)試劑廠AR氯化鈉(NaCl)廣州化學(xué)試劑廠AR無(wú)水乙醇阿拉丁試劑(上海)有限公司AR甲醇阿拉丁試劑(上海)有限公司AR2.2Ami-g-Alg的制備首先準(zhǔn)備一個(gè)500mL的圓底燒瓶，準(zhǔn)確稱(chēng)量5.0g（25.25mmol）海藻酸鈉（SA）放入圓底燒瓶中，加入200mL去離子水，不斷攪拌直至溶解制取獲得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的海藻酸鈉溶液，再用適量的（0.5mol/L）鹽酸溶液調(diào)節(jié)圓底燒瓶中的溶液直到pH值約為3.6，最后加去離子水稀釋到質(zhì)量濃度為2.0%的海藻酸鈉溶液。依次稱(chēng)量5.36g（25.25mmol）6-氨基青霉烷酸（6-Ami）溶于1.8mL（25.25mmol）的甲醛溶液中，進(jìn)行充分混合后，再加入上述海藻酸鈉溶液中，然后再分別稱(chēng)量4.93g（25.25mmol）對(duì)甲苯磺酰甲基異腈（p-TI）和量取25mL的甲醇溶液，確保二者充分混合后，也加入到上述反應(yīng)溶液中，在室溫條件下進(jìn)行24h的充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)。在完成上述反應(yīng)后，向反應(yīng)液中添加5倍體積的無(wú)水乙醇，以促使反應(yīng)產(chǎn)物沉淀析出。利用離心機(jī)進(jìn)行離心操作，并通過(guò)無(wú)水乙醇進(jìn)行洗滌，再次離心，以去除產(chǎn)物中的部分雜質(zhì)。隨后，將經(jīng)過(guò)初步純化的沉淀產(chǎn)物置于截留分子量為3500的透析袋中。密封后，將透析袋放入去離子水中進(jìn)行為期7d的透析處理，以進(jìn)一步去除產(chǎn)物中殘留的小分子雜質(zhì)。最后，經(jīng)過(guò)冷凍干燥處理，獲得了由Ugi反應(yīng)改性的海藻酸衍生物，即Ami-g-Alg。2.3Ami-g-Alg的結(jié)構(gòu)與性能表征利用元素分析儀測(cè)量Ami-g-Alg的取代度，分別稱(chēng)取相同質(zhì)量的SA和Ami-g-Alg，均為5.0mg,誤差不得超過(guò)1%，放入專(zhuān)用的錫箔紙中在元素分析儀上經(jīng)過(guò)高溫燃燒后分別測(cè)得C、H、N、S的含量，再根據(jù)特定的公式計(jì)算出取代度（DS）。通過(guò)FT-IR、1HNMR對(duì)Ami-g-Alg的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析驗(yàn)證。分別稱(chēng)取約2mg的SA和Ami-g-Alg放入瑪瑙研缽中與KBr混合研磨壓成半透明圓片，利用傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)定FT-IR譜圖。取兩個(gè)5mm的核磁管，分別裝入大約10mg的SA和Ami-g-Alg，均各加入1mLD2O，混合均勻后形成濃度約為10.0mg/mL的溶液，以四甲基硅烷(TMS)作為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，通過(guò)核磁共振氫譜儀測(cè)定1HNMR譜圖。利用XRD和TGA對(duì)Ami-g-Alg的結(jié)晶性能和熱穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。先將SA和Ami-g-Alg精細(xì)研磨成粉末狀，分別均勻填充至測(cè)試模具中，將多晶X射線衍射儀測(cè)試條件設(shè)定為40kV和100mA，掃速控制在0.02°/s，掃描2θ范圍設(shè)置為5~60°，測(cè)定XRD譜圖，進(jìn)一步分析樣品的晶體結(jié)構(gòu)和非晶體結(jié)構(gòu)的變化。分別稱(chēng)量8~10mg的SA和Ami-g-Alg，并在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境中將熱重分析儀的測(cè)試溫度設(shè)定為30~800℃，并以20℃/min的速率逐步升溫，記錄樣品的重量變化，分析其熱穩(wěn)定性能。2.4Ami-g-Alg的兩親性能表征采用芘熒光探針?lè)?、電?dǎo)率法和表面張力法檢測(cè)Ami-g-Alg臨界聚集濃度（CAC）大小，從而對(duì)其兩親性能進(jìn)行表征。在芘熒光探針?lè)y(cè)試中，制備濃度為1.0×10-3mol/L的芘甲醇溶液，通過(guò)微量移液槍精準(zhǔn)移取10μL芘甲醇溶液至一系列10mL比色管中，采用氮吹的方式使甲醇完全揮發(fā)，再加入10mL濃度介于5.0×10-4~4.0mg/mL之間的Ami-g-Alg水溶液。接著置于水浴中超聲處理30分鐘，并在室溫下靜置平衡1h，為了確保芘探針充分包裹在海藻酸衍生物的膠束中，形成穩(wěn)定的膠束溶液，需要重復(fù)此過(guò)程三次。隨后，利用熒光光譜技術(shù)對(duì)膠束溶液進(jìn)行了掃描。在掃描過(guò)程中，設(shè)定了特定的實(shí)驗(yàn)條件：激發(fā)波長(zhǎng)為335nm，激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度均為2.5nm，激發(fā)電壓設(shè)置為700V，并選擇了350~475nm的掃描波長(zhǎng)范圍。通過(guò)這一掃描過(guò)程，獲得了芘探針的第一電子振動(dòng)峰（位于373nm）與第三電子振動(dòng)峰（位于384nm）的熒光強(qiáng)度比值（I1/I3）。最后，以海藻酸衍生物濃度為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度比值為縱坐標(biāo)，繪制了相應(yīng)的曲線圖。曲線的拐點(diǎn)即為海藻酸衍生物的CAC值。在電導(dǎo)率法測(cè)試中，采用去離子水精確制備出一系列濃度介于5.0×10-4~4.0mg/mL的Ami-g-Alg水溶液，接著利用DDSJ-308A型電導(dǎo)率儀，在室溫條件下對(duì)這些溶液的電導(dǎo)率進(jìn)行精確測(cè)量。將海藻酸衍生物水溶液的濃度作為橫坐標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率作為縱坐標(biāo)，繪制出相應(yīng)的曲線圖。曲線的拐點(diǎn)即為海藻酸衍生物的CAC值。在表面張力法測(cè)試中，配制一系列濃度范圍為5.0×10-4～4.0mg/mL的Ami-g-Alg水溶液，通過(guò)懸滴法對(duì)這些溶液的表面張力進(jìn)行測(cè)量。最后，以海藻酸衍生物濃度為橫坐標(biāo)，測(cè)量得到的表面張力值為縱坐標(biāo)作圖，曲線拐點(diǎn)即為海藻酸衍生物的CAC值。3結(jié)果與討論3.1Ami-g-Alg的結(jié)構(gòu)與性能表征3.1.1Ami-g-Alg的元素分析表3分別為SA和Ami-g-Alg的元素含量和DS的數(shù)據(jù)。通過(guò)元素分析儀可以精確的測(cè)得Ami-g-Alg不同元素的含量，根據(jù)公式REF_Ref25306\r\h[15]可以計(jì)算出Ami-g-Alg的取代度（DS）。通過(guò)表3可以得到，Ami-g-Alg與SA相比，碳、氫和硫元素含量變化不大，但其氮元素含量顯著提高，說(shuō)明Ugi反應(yīng)成功將6-Ami接枝到海藻酸鹽分子鏈上，合成了Ami-g-Alg。通過(guò)公式計(jì)算出Ami-g-Alg的DS值為18.31%，驗(yàn)證了采用對(duì)甲苯磺酰甲基異腈作為替代傳統(tǒng)使用的環(huán)己基異腈來(lái)合成海藻酸衍生物是一種具有實(shí)踐可行性的方法。表3SA和Ami-g-Alg的元素含量和DSSampleC(%)H(%)N(%)S(%)DS(%)SA30.725.480.050.16-Ami-g-Alg31.356.981.410.1318.31%3.1.2Ami-g-Alg的紅外（FT-IR）譜圖分析圖1分別為Ami-g-Alg、SA、p-TI、6-Ami的FT-IR譜圖。從圖中可以看出，SA的主要特征峰分別出現(xiàn)在2927、1610和1418cm-1的位置，這些峰值與多糖結(jié)構(gòu)的C-H拉伸振動(dòng)以及-COO-的不對(duì)稱(chēng)和對(duì)稱(chēng)拉伸振動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而在1093和1031cm-1處觀察到的吸收峰值，則可歸因于多糖骨架上的C-O和C-O-C拉伸振動(dòng)。與SA相比，Ami-g-Alg不僅有著與之相似的紅外特征吸收峰，還出現(xiàn)了新的特征吸收峰以及變化。例如，當(dāng)在3100～4000cm-1范圍內(nèi)觀察到羥基伸縮振動(dòng)吸收峰的由寬變尖的現(xiàn)象時(shí)，這說(shuō)明了SA的糖醛酸分子鏈上的分子內(nèi)氫鍵在Ugi反應(yīng)過(guò)程中遭到了破壞REF_Ref25381\r\h[16]。另外，與SA相比，Ami-g-Alg在3010和2947cm-1兩處出現(xiàn)的吸收峰強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，這變化主要?dú)w因于p-TI分子上-CH3的伸縮振動(dòng)吸收峰。同時(shí)，新的特征峰在2150、1323和1151cm-1處顯現(xiàn)，分別對(duì)應(yīng)于p-TI中-N≡C特征峰、S＝O對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰和不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰。此外，在1404和1743cm-1處出現(xiàn)的新的特征吸收峰則歸屬于6-Ami中-COOH的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰和β-內(nèi)酰胺中C=O的伸縮振動(dòng)吸收峰。上述測(cè)試結(jié)果充分表明，6-Ami已通過(guò)Ugi四組分反應(yīng)成功接枝到了SA的主鏈上，合成了Ami-g-Alg。圖1SA、p-TI、6-Ami和Ami-g-Alg的FT-IR譜圖3.1.3Ami-g-Alg的核磁共振氫譜（1HNMR）譜圖分析圖2分別為SA、p-TI、6-Ami和Ami-g-Alg的1HNMR譜圖。從圖中可以看出，無(wú)論是SA還是Ami-g-Alg，在δ5.0～3.5ppm范圍內(nèi)均呈現(xiàn)了與天然海藻酸鹽骨架相關(guān)的質(zhì)子信號(hào)峰REF_Ref25430\r\h[17]。然而，與SA進(jìn)行對(duì)比，Ami-g-Alg在δ7.8～7.4和δ1.6～1.1ppm兩處出現(xiàn)了新的質(zhì)子信號(hào)峰，這些新增的信號(hào)峰分別源于p-TI分子上-CH3的質(zhì)子信號(hào)峰以及接枝的6-Ami分子上的質(zhì)子信號(hào)峰，并且從圖中可以觀察到p-TI的-CH2-質(zhì)子信號(hào)峰出現(xiàn)在化學(xué)位移δ5.0~3.5ppm的范圍內(nèi)，這一位置與天然海藻酸鹽骨架上的質(zhì)子信號(hào)峰發(fā)生了重疊，進(jìn)一步證明甲醛、6-Ami、p-TI經(jīng)過(guò)Ugi反應(yīng)成功接枝到海藻酸鹽主鏈上，合成了Ami-g-Alg。圖2SA、p-TI、6-Ami和Ami-g-Alg的1HNMR譜圖3.1.4Ami-g-Alg的X射線衍射（XRD）譜圖分析圖3分別為SA和Ami-g-Alg的XRD譜圖。XRD是分析Ugi反應(yīng)中海藻酸鹽晶體結(jié)構(gòu)變化最直觀和有效的方法。從圖中可以看出，SA屬于非晶體結(jié)構(gòu)，在2θ=14.78°和2θ=21.66°出現(xiàn)了水合結(jié)晶結(jié)構(gòu)特征峰，這是由于它的分子內(nèi)氫鍵形成的，而6-Ami則在總體上呈現(xiàn)多重衍射峰的形態(tài)，屬于晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)Ugi反應(yīng)合成的Ami-g-Alg與SA有相似的衍射峰，同屬于非晶體結(jié)構(gòu)，但不同的是Ami-g-Alg在2θ=8.14°、12.92°、15.78°、19.76°、25.80°和33.52°處出現(xiàn)了新的衍射峰，這主要?dú)w因于6-Ami的特征峰?？傮w上來(lái)說(shuō)，Ami-g-Alg的位移和峰型都發(fā)生了一定的變化，這是因?yàn)閁gi反應(yīng)過(guò)程中，6-Ami成功接枝到SA上，此舉導(dǎo)致了海藻酸鹽糖醛酸骨架中的分子內(nèi)氫鍵遭到了破壞，進(jìn)而引發(fā)了海藻酸鹽微晶結(jié)構(gòu)的調(diào)整，表現(xiàn)為分子鏈的剛性有所減弱，而柔韌性則相應(yīng)增強(qiáng)。圖3SA和Ami-g-Alg的XRD譜圖3.1.5Ami-g-Alg的熱重（TGA）譜圖分析圖4和圖5分別為SA和Ami-g-Alg的TGA和DTG的譜圖。熱重分析較為直觀地表現(xiàn)出了SA和Ami-g-Alg的差異。結(jié)合兩個(gè)曲線圖可以看出，SA和Ami-g-Alg均展現(xiàn)出兩個(gè)顯著的失重階段，其中第二失重階段相較于第一失重階段更為強(qiáng)烈。值得注意的是，兩者在第一失重階段均表現(xiàn)出較低的失重速率，且這一階段的最大失重速率均發(fā)生在100℃以下，一般認(rèn)為這一溫度范圍的失重原因主要是聚合物材料的自由水和結(jié)合水的脫除。在第二失重階段中，SA和Ami-g-Alg的最大失重速率分別在249.55和227.15℃，也是整個(gè)失重階段的最大失重速率處，這是因?yàn)镾A骨架上的-OH脫水以及糖醛酸段發(fā)生了熱裂解分解成CO、CO2、H2O，使得重量迅速下降REF_Ref25512\r\h[18]。另外，可以明顯看出來(lái)相較于原料SA，Ami-g-Alg的熱裂解溫度顯著降低。這一現(xiàn)象說(shuō)明通過(guò)Ugi反應(yīng)合成的Ami-g-Alg，其海藻酸鹽的主鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，這種變化顯著增強(qiáng)了分子鏈的柔韌性，這主要?dú)w因于Ugi反應(yīng)導(dǎo)致海藻酸鹽分子內(nèi)的氫鍵被破壞，進(jìn)而降低了其分子熱穩(wěn)定性。圖4SA和Ami-g-Alg的TGA曲線圖圖5SA和Ami-g-Alg的DTG曲線圖3.2Ami-g-Alg的兩親性能表征分析Ami-g-Alg在水溶液中的兩親性聚集性行為可以通過(guò)芘熒光探針?lè)▉?lái)探究，這是一種以疏水性有機(jī)物芘作為關(guān)鍵熒光探針，采用分子熒光光譜儀測(cè)定海藻酸衍生物CAC值的一種技術(shù)手段，其主要的原理是Ami-g-Alg的自組裝行為會(huì)導(dǎo)致芘的第一電子振動(dòng)峰（位于373nm）與第三電子振動(dòng)峰（位于384nm）的熒光強(qiáng)度比值（I1/I3）出現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。因此，當(dāng)曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)，即可確定該點(diǎn)為Ami-g-Alg的臨界聚集濃度(CAC)REF_Ref25561\r\h[19]。圖6分別為SA和Ami-g-Alg的I1/I3值隨濃度變化曲線圖?？梢杂^察到不管是SA還是Ami-g-Alg，隨著濃度的增加，I1/I3值都逐漸降低。SA和Ami-g-Alg的CAC值分別為1.108和0.135g/L，表明Ami-g-Alg有親水性和疏水性。為了更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)Ami-g-Alg的兩親性能進(jìn)行表征，采取多種實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究，其中電導(dǎo)率法是利用海藻酸衍生物水溶液的電導(dǎo)率隨其濃度的變化關(guān)系來(lái)確定CAC值的一種方法，曲線的拐點(diǎn)即為海藻酸衍生物的CAC值。圖6SA和Ami-g-Alg的I1/I3值隨濃度變化曲線圖如圖7為SA和Ami-g-Alg的電導(dǎo)率隨濃度變化曲線圖，可以觀察到隨著濃度的增加，SA和Ami-g-Alg的電導(dǎo)率逐漸增加。通過(guò)觀察曲線的拐點(diǎn)，可以得到SA和Ami-g-Alg的CAC值分別為1.020和0.340g/L，此方法同樣證明經(jīng)過(guò)通過(guò)Ugi反應(yīng)合成的Ami-g-Alg與原料SA相比，具有良好的兩親性。表面張力，本質(zhì)上是分子間相互作用力的一種體現(xiàn)。對(duì)于具有兩親性的多糖高分子聚合物而言，它們?cè)诮缑嫔夏軌虍a(chǎn)生一定的壓力。當(dāng)這些聚合物的濃度逐漸上升，直至達(dá)到某一特定的臨界值時(shí)，分子間的相互牽引力會(huì)經(jīng)歷顯著的變化，進(jìn)而引發(fā)表面張力值的相應(yīng)調(diào)整REF_Ref25639\r\h[20]。圖7SA和Ami-g-Alg的電導(dǎo)率隨濃度變化曲線圖如圖8為Ami-g-Alg的表面張力隨濃度變化的曲線圖，可以看出其表面張力值隨著濃度的增加反而出現(xiàn)降低，通過(guò)曲線拐點(diǎn)得到其CAC值為0.501g/L。經(jīng)過(guò)這三種不同方法的測(cè)試檢測(cè)到的CAC值存在明顯的差異，這種差異主要源于物理特性的變化和實(shí)驗(yàn)方法的不同。雖然這些方法很難得到完全一致的結(jié)果，但是它們都共同指向了一個(gè)結(jié)論：Ami-g-Alg確實(shí)展現(xiàn)出良好的兩親性。進(jìn)一步說(shuō)明Ugi反應(yīng)是一種賦予海藻酸鹽兩親性的有效方法。圖8Ami-g-Alg的表面張力隨濃度變化曲線圖4結(jié)論本研究旨在通過(guò)Ugi反應(yīng)對(duì)海藻酸鹽進(jìn)行疏水改性，賦予其良好的兩親性。使用更加環(huán)保的對(duì)甲苯磺酰甲基異腈（p-TI）代替環(huán)己基異腈，利用具有抗菌特性的6-氨基青霉烷酸（6-Ami）作為疏水改性劑和甲醛通過(guò)Ugi四組分反應(yīng)將6-氨基青霉烷酸（6-Ami）接枝到海藻酸鹽主鏈上，制備出DS為18.31%的兩親性的海藻酸青霉烷酸衍生物（Ami-g-Alg）。利用元素分析儀、FT-IR光譜儀、1HNMR光譜儀等對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，驗(yàn)證了上述方法的可行性。通過(guò)多晶X射線衍射儀（XRD）、熱重分析儀（TGA）對(duì)Ami-g-Alg的結(jié)晶性能和熱穩(wěn)定性能的測(cè)試結(jié)果說(shuō)明，通過(guò)Ugi反應(yīng)將6-Ami成功接枝到SA主鏈上，破壞了原來(lái)SA主鏈上的分子內(nèi)氫鍵，使得其微晶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，熱穩(wěn)定性下降，并且分子鏈剛性減弱、柔韌性增強(qiáng)。通過(guò)芘熒光探針?lè)?、電?dǎo)率法和表面張力法對(duì)Ami-g-Alg的兩親性性能測(cè)試說(shuō)明，Ami-g-Alg具有良好的兩親性和作為疏水性藥物載體的潛力。

參考文獻(xiàn)DragetK.I.Alginates[M].Handbookofhydrocolloids.WoodheadPublishing,2009:807-828.

CaiX.,LinY.,OuG.,etal.Ectopicosteogenesisandchondrogenesisofbonemarrowstromalstemcellsinalginatesystem[J].Cell

BiologyInternational,2007,31(8):776-783.KumbarS.G.,SoppimathK.S.,AminabhaviT.M.Synthesisandcharacterizationofpolyacrylamide-graftedchitosanhydrogelmicrospheresforthecontrolledreleaseofindomethacin[J].JournalofAppliedPolymerScience,2003,87(9):1524-1527.CrossR.A.,KalralB.Biodegradablepolymersfortheenvironmrnt[J].Science,2002,297:803-807.SinhaV.R.,SinglaA.K.,WadhawanS.,etal.Chitosanmicrospheresasapotentialcarrierfordrugs[J].InternationalJournalofPharmaceutics,2004,274:1-33.Chan

C.S.,DeStasioG.,Welch

S.A.,etal.Microbialpolysaccharidestemplateassemblofnanocrystalfibers[J].Science,2004,303(5664):1656.YanH.,ChenX.,LIJ.,etal.SynthesisofalginatederivativeviatheUgireactionandits

characterization[J].CarbohydratePolymers,2016,136(10):757-763.UGII.Theα-additionofimmoniumionsandanionstoisonitrilesaccompaniedbysecondaryreactions[J].AngewandteChemieInternationalEditioninEnglish,1962,1(1):8-21.徐明華.手性磷酸催化的不對(duì)稱(chēng)Ugi四組分反應(yīng)[J].科學(xué)通報(bào),

2018,63(31):3159-3160.馮美西.兩親性海藻酸衍生物的制備及其載藥和釋藥性[D].海南:海南師范大學(xué),2019.張曉光,王威,張媛媛,等.對(duì)甲苯磺酰甲基異腈的穩(wěn)定性研究[J].精細(xì)化工中間體,2016,46(06):28-30.LiuC.,ZhaiY.,ZhangY.,etal.Recentadvanceonfungicidesforthecontrolofbotrytiscinerea[J].Pesticides,2000,39(3):1-6.WangD.ApplicationofTosMIC(tosylmethylisocyanide)inorganicsynthesis[J].ChemicalReagents,1986,8(4):34-44.WangR.,XuX.,MengH.,et