基于天然深共晶溶剂的β-环糊精聚合物的机械合成

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环糊精衍生物
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β-环糊精(βCD)基聚合物是一类材料,在过去十年中被发现在制药、食品和环境等各个领域的许多不同应用中。不幸的是,大多数βCD基聚合物的合成需要使用有机溶剂或有毒反应物,这可能影响潜在的环境或生物医学应用。现在的研究正朝着更可持续的方法和新的、更绿色的合成方法发展:在这种情况下,我们在此报告了一种基于机械化学和天然深共晶溶剂(NaDESs)的新型、生态友好和高效的βCD聚合物合成方法。NaDESs代表了油基溶剂的绿色替代物,但在使用和生产过程中存在固有的关键性问题,主要与混合固体反应物以制造高粘度液体的技术困难有关。此外,所报道的βCD聚合物的合成是在真空条件下进行的,这对反应的可能放大是一个主要限制。

这里报道的水溶性βCD基聚合物的新合成利用了氯化胆碱/柠檬酸NaDESs,并使用不同的机械化学方法进行。机械化学涉及应用机械力,通过将能量转移到化学键来驱动和控制化学反应。机械合成的意思是 “无溶剂”,但实际上在某些情况下,反应可以在溶剂存在的情况下发生,或者像本案例中那样,用液体试剂作为溶剂。机械化学的使用允许克服传统NaDES反应的局限性,主要与NaDES的高粘度和在真空下工作的必要性有关。首先证明了使用两种不同的设备,即球磨机和双螺杆挤出机,可以很容易地获得氯化胆碱/柠檬酸NaDES,然后又证明了使用同样的设备合成可溶性聚合物的可能性。最终,机械化学合成的可溶性聚合物被热处理,以获得交联的不溶性结构。用不同的技术对可溶性和不溶性聚合物进行了表征和比较,显示出关于不同的机械化学方法的实质性差异。

Alberto Rubin Pedrazzo*, Claudio Cecone, Francesco Trotta, and Marco Zanetti (2021) Mechanosynthesis of β-Cyclodextrin Polymers Based on Natural Deep Eutectic Solvents. ACS Sustainable Chem. Eng. 9, 44, 14881–14889. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c04988

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