樹形分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

精確的分子結(jié)構(gòu)

可以在分子水平上得到嚴(yán)格控制，分子量分散系數(shù)近似為1

高度的幾何對(duì)稱性

結(jié)構(gòu)均勻性

大量的官能團(tuán)

多功能性

分子內(nèi)有內(nèi)腔

主客體化學(xué)和分子催化

分子量具有可控性

源于其合成方法

分子本身具有納米尺寸

球狀結(jié)構(gòu)，幾到幾十納米

國(guó)外目前僅有DSM等不超過四家企業(yè)（美國(guó)、澳大利亞）在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室級(jí)別和工業(yè)級(jí)別的樹枝狀分子；

國(guó)內(nèi)僅在威海晨源在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室級(jí)別和工業(yè)級(jí)別的樹枝狀分子

1978年，Vogtle 等人第一次報(bào)道了通過迭代方法獲得分支分布結(jié)構(gòu)，首次提出重復(fù)合成的思想；

1979年Denkewelter首次合成了以l-賴氨酸為基的樹枝形高分子，并對(duì)其性能進(jìn)行了表征，但并沒有提出樹枝形高分子的概念，也沒有對(duì)他的合成方法進(jìn)行總結(jié)；

1985年DOW化學(xué)公司的Tomalia和加州理工學(xué)院的Newkome先后提出了樹枝形高分子概念并分別合成了兩種不同樹枝形高分子。

1990年康奈爾大學(xué)的Frechet等合成了芳香族聚酯、聚醚樹枝形高分子。

口卜啉類樹枝狀分子 、芳醚樹枝狀分子、PAMAM樹枝狀分子、二茂鐵基樹枝狀分子。目前，國(guó)內(nèi)外研究最成熟，并且在國(guó)外及國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的當(dāng)屬PAMAM（聚酰胺-胺），后文中均以PAMAM為例

具有枝枝狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子。樹枝狀結(jié)構(gòu)分兩種，一種是理想完美狀態(tài)的樹枝狀結(jié)構(gòu)，一般所指的樹枝狀分子如無特別說明，均指完美結(jié)構(gòu)的；還一種是有缺陷的樹枝狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子，這類結(jié)構(gòu)通常稱之為超支化分子，屬于另一個(gè)研究范疇，不在后續(xù)內(nèi)容之列。

好的流體力學(xué)性能

有利于成型加工；可作流變學(xué)改性劑

獨(dú)特的粘度行為

其特性粘度隨分子量的增加出現(xiàn)最大值

容易成膜

已在膜科學(xué)方面進(jìn)行了大量的研究

多功能性

源于表面有大量的官能團(tuán)存在

不易結(jié)晶

由其高度支化結(jié)構(gòu)決定

獨(dú)特的密度與分布

隨分子量的增加其密度出現(xiàn)極小值

獨(dú)特的折光指數(shù)增量

發(fā)現(xiàn)折光指數(shù)增量隨分子量的增加出現(xiàn)最大值

良好的熱穩(wěn)定性

收斂法

從樹枝形聚合物的外層出發(fā)，由外向內(nèi)逐步收斂的合成方法

發(fā)散法

從樹枝形聚合物的中心核開始，由內(nèi)向外的擴(kuò)散合成方法

在自組裝膜中的應(yīng)用

樹枝狀分子具有相同的大小、可控的表面官能團(tuán)、良好的化學(xué)穩(wěn)定性，是制備LB單層膜、自組裝單層膜（SAMs）、鑄膜、膠體以及納米簇的良好材料。樹枝狀分子內(nèi)部的空腔容納了金屬粒子之后，在粘合劑、化學(xué)傳感器、光學(xué)、電子學(xué)以及膜化學(xué)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景

在石油廢水處理中的應(yīng)用

油田進(jìn)入開發(fā)的中后期，因注入油層的水量增加，導(dǎo)致采出石油中的含水量也逐漸增大。傳統(tǒng)石油水處理的絮凝劑是PAM，但隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的提高，需要研發(fā)出高效的絮凝劑，PAMAM季銨鹽類絮凝劑用于石油廢水的處理可達(dá)到滿意結(jié)果，同時(shí)也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染

在造紙及染料廢水處理中的應(yīng)用

染料工業(yè)廢水處理的突出問題是色度及難降解有機(jī)物的去除。PAMAM是一種高效絮凝劑，可將染料廢水中的有機(jī)物沉淀，同時(shí)也是一種高效脫色劑，脫色率高達(dá)98%以上。

在含重金屬離子廢水處理中的應(yīng)用

PAMAM樹枝狀分子與Cu2 等具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，適用于含Cu2 、Zn2 、Cr3 等重金屬離子的工業(yè)廢水處理，比如制革工業(yè)廢水及核工業(yè)廢水等。

在乳化炸藥中的應(yīng)用

乳化炸藥最重要的是儲(chǔ)存穩(wěn)定性，通常乳化炸藥里添加的穩(wěn)定劑會(huì)降低其爆速。但研究表明，PAMAM樹枝狀分子作為穩(wěn)定劑加入到乳化炸藥中后，不但不會(huì)降低爆速，反而爆速會(huì)略有提升

在納米材料中的應(yīng)用

PAMAM樹枝狀分子不同代數(shù)其分子粒徑從2-10納米不等，其天然的內(nèi)部空腔恰好能容納納米級(jí)金屬離子，國(guó)內(nèi)外已有不少文獻(xiàn)，證明了其可以用以制備納米級(jí)金屬粒子或金屬氧化物。

在生物醫(yī)學(xué)上作為藥物載體的應(yīng)用

1、內(nèi)部空腔和結(jié)合點(diǎn)可以攜帶藥物；

2、高密度表面基團(tuán)經(jīng)過修飾，改變水溶性和靶向作用；

3、毒性較低，通過擴(kuò)散和生物降解實(shí)現(xiàn)藥物釋放；

4、分子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)生物相溶性和降解性

在生物醫(yī)學(xué)上作為基因載體的應(yīng)用

1、與許多重要蛋白質(zhì)和生物組裝分子的大小及形狀很匹配；

2、PAMAM生理?xiàng)l件下為聚陽(yáng)離子,且有很好的溶解性，末端胺基很容易與DNA 中的帶負(fù)電的磷酸基相互作用；

3、內(nèi)部有空腔，促進(jìn)DNA結(jié)合的復(fù)合物的穩(wěn)定性。

作為核磁共振造影劑（MRI）的應(yīng)用

1、大量表面基團(tuán)和空腔，可以增加造影劑復(fù)合物的數(shù)量；

2、完美結(jié)構(gòu)，大分子尺寸，從血液循環(huán)排除慢，成像時(shí)間長(zhǎng)；

3、增加成像的靈敏度和清晰度（馳豫時(shí)間長(zhǎng)）

作為硼中子俘獲治療試劑治療癌癥的應(yīng)用

葉酸修飾的PAMAM分子可以結(jié)合250-400 10B，能夠靶向腫瘤細(xì)胞，10B與低能中子進(jìn)行核裂變產(chǎn)生能量以及細(xì)胞毒素破壞腫瘤細(xì)胞.

在催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用

樹枝狀分子PAMAM封裝金屬粒子后

1、小于4 nm納米粒子，比表面積大、催化效率高；

2、表面基團(tuán)控制——溶解性；

3、能很好的穩(wěn)定納米粒子，并創(chuàng)造納米微環(huán)境；

4、能再生使用2100433B