水溶性温敏性羟丙基凝胶多糖衍生物的合成与表征及其相变机制研究

本文推荐：研究者通过均相醚化反应成功制备了具有不同取代度（DS）的羟丙基凝胶多糖（HPCD），当DS>1时其水溶性显著提升。利用1H/13C NMR和2D HSQC等技术证实了取代位点优先级（O-6>O-2>O-4），并通过流变学、浊度法及ATR-FTIR揭示了其温敏性机制：侧链羟丙基的疏水相互作用主导了LCST行为，主链脱水存在10–12°C滞后。该研究为开发新型生物医用材料提供了理论依据。

　　

Highlight

材料

凝胶多糖购自日本和光纯药工业株式会社，通过凝胶渗透色谱（GPC）测定其分子量（M_n=680 kDa，M_w=2100 kDa，多分散指数3.05）。实验所用环氧丙烷（PO）、二甲基甲酰胺（DMF）等试剂均来自Sigma-Aldrich。

羟丙基凝胶多糖（HPCD）的合成

在均相体系（0.5 N NaOH）中，利用NaOH解开凝胶多糖三螺旋结构使其水溶，OHˉ离子催化环氧丙烷开环形成醚键（C─O）。羟丙基化反应优先发生在多糖链羟基上，并可能在新生成的羟基上继续接枝，形成分支结构。

结论

通过¹H NMR计算得到HPCD的分子取代度（MS 0.5-3.3），结合DEPT135和2D HSQC NMR解析了¹³C NMR谱图，证实取代位点活性顺序为O-6 > O-2 > O-4。FTIR光谱验证了衍生物结构，其温敏性行为与纤维素衍生物相似：流变模量最小值对应聚合物富集相分离，ATR-FTIR显示侧链选择性脱水比主链快10–12°C。

CRediT作者贡献声明

Gabriela L. Ailiesei：实验设计、数据采集、初稿撰写；Irina Popescu：概念构建、方法验证、论文修订；Mihaela Avadanei：数据可视化；Maria Bercea：流变学分析；Dana M. Suflet：项目资金管理；Gheorghe Fundueanu：终稿审定。

利益冲突声明

作者声明无潜在竞争利益。

致谢

本研究由罗马尼亚研究与创新部资助（项目编号PN-IV-P7-7.1-PED-2024-1639）。