[发明专利]一种松香基钙盐超分子水凝胶、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种松香基钙盐超分子水凝胶、其制备方法及其应用。松香基钙盐超分子水凝胶的分子结构为：本发明松香基钙盐超分子水凝胶，结合松香的三环二萜结构，利用脱氢枞酸合成脱氢枞酸钠盐，然后在钙离子存在下，通过金属离子键的配位相互作用，即可形成脱氢枞酸钙超分子水凝胶，具有1.7mM的临界胶凝浓度和90℃的凝胶化温度，大大的提高了松香的高值化利用；本发明松香基钙盐超分子水凝胶具有手性，不含机溶剂，比有机凝胶具有更好的生物相容性和更低的毒性，其三维纤维网络的多孔性质可用于药物分子、蛋白质和细胞等治疗药物的包封和递送以及纳米材料的可控合成。

技术领域

本发明涉及一种松香基钙盐超分子水凝胶、其制备方法及其应用，属于林产化工领域及水凝胶领域。

背景技术

水凝胶是一类重要的软材料，具有三维介观网络结构。水凝胶具有大量的活性基团，赋予水凝胶较好的吸附性能，而且分子间也可以形成较强的作用力，如氢键、离子键、疏水力等，提高了水凝胶的机械性能；又因其较好的生物相容性，可调节其含水量，使结构与细胞外基质相似，为细胞提供温和的生长条件。超分子凝胶(LMGs)是通过分子间氢键、π-π堆积、范德华力、静电、配位、以及偶极-偶极等弱相互作用集成三维网络结构，是一类典型的物理凝胶，依靠界面张力、毛细作用等使存在其中的溶剂失去流动性，形成黏弹性软固体物质。超分子凝胶与传统共价键高分子凝胶的区别是其非共价键的自组装，超分子凝胶的凝胶化是凝胶因子的多级自组装过程，超分子凝胶因子由非共价键驱动形成尺寸较小的聚集体，聚集体间继续自组装生成纳米纤维结构，纳米纤维间相互缠绕形成三维网状结构，继而包裹大量的溶剂形成宏观可视的凝胶。超分子凝胶往往具有良好的相变可逆性，即凝胶-溶胶之间的相变过程可通过加热、化学物质、超声、光、电、氧化/还原、剪切刺激等作用加以控制。这些性质使得此类凝胶在传感、控制释放、催化剂担载以及微纳米材料制备等方面表现出巨大的潜在应用价值。

手性是自然界的基本属性之一，对生命和人类健康有重要影响。目前，手性药物合成、手性催化、手性分离、手性识别、手性材料等研究领域依然是科学研究的前沿课题。超分子凝胶材料作为一类新型的智能材料，其凝胶因子大部分都具有手性结构，而且研究表明:手性不仅影响了凝胶的组装和形成过程，同时对其功能化应用也具有重要作用。然而，采用常规的方法合成新型刚性超分子手性水凝胶，步骤繁琐、纯化复杂。

发明内容

本发明提供一种松香基钙盐超分子水凝胶、其制备方法及其应用，本申请以脱氢枞酸原料，合成脱氢枞酸钠盐，在钙离子存在下，通过配位键相互作用即可形成超分子水凝胶，制备简单、易控；以本发明水凝胶为模板，可以制备金属硫化物纳米材料，实现了纳米材料的可控合成，具有重要意义。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种松香基钙盐超分子水凝胶，其分子结构为：

上述水凝胶的疏水基为全刚性结构。

上述松香基钙盐超分子水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

1)用脱氢枞酸制备脱氢枞酸钠；

2)脱氢枞酸钠与钙离子形成松香基钙盐超分子水凝胶。

上述松香基钙盐超分子水凝胶不需要复杂的反应过程，制备方法非常简单。

本申请脱氢枞酸钙水凝胶也即松香基钙盐超分子水凝胶。

本发明合理利用松香生物质资源的三环二萜结构，合成了一种松香基钙盐超分子水凝胶，符合绿色化学的发展要求；该超分子水凝胶的合成方法简单，通过脱氢枞酸合成脱氢枞酸钠，然后与钙离子的配位相互作用，即可形成超分子水凝胶。

当浓度大于1.7mM时就可形成稳定的脱氢枞酸钙水凝胶，临界凝胶浓度低，且水凝胶形成纤维结构，可以以该脱氢枞酸钙水凝胶为模板制备纳米材料，实现纳米材料的可控合成，如用于制备金属硫化物纳米材料。