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超分子化学是研究两种及两种以上的化学物种通过非共价相互作用结合在一起而形成的具有特定结构和功能的超分子体系的化学。环糊精(CD)作为多聚(准)轮烷重要的主体化合物之一,其与大分子间的组装以选择性、可调控性和生物相容性等优势引起了广泛关注。芳氧乙酸及其衍生物,如酯、酰胺、酰肼,季铵盐和碱金属盐等,由于其价格低廉、容易制备,是一类广泛使用的植物生长调节剂。它们对植物的生长发育都具有强烈的生理活性,微量施于农作物上能刺激植物生长,且增产作用显著。聚乙二醇[poly (ethylene glycol) , PEG ]具有良好的的水溶性,生物相容性,无毒无害,且分子量范围很宽,使之与其它物质键合后能将其优点充分展现,同时用聚乙二醇(PEG)处理作物种子,可提高种子发芽率和幼苗活力,这对早出苗、培育壮苗、增加产量有重要意义。但是PEG端羟基反应活性较低,通常需要将其功能化。我们根据活性子叠加原理,将两个或多个活性单元连接在一个分子中时,其生物活性往往会加强或者导致新的生物活性产生。利用聚乙二醇对多种生物活性化合物修饰后可为探寻新型植物生长调节剂提供更多的选择对象。本文选择了一简单而又研究得较为成熟的主客体系—β-环糊精和聚乙二醇的超分子体系,采用不同的方法,改变聚乙二醇的端基,设计由芳氧乙酸和聚乙二醇合成高分子化合物聚乙二醇芳氧乙酸酯,再与β-环糊精包结,形成这三个有效成分组合的高分子超分子聚合物,用红外光谱、核磁共振、差热分析对其结构进行了初步的表征,同时也对客体及包合物对油菜籽的植物生长调节性能做了初步的研究。主要内容包括以下三部分:1.聚乙二醇-600芳氧乙酸酯的合成与表征及生物活性研究我们利用氯乙酰氯和聚乙二醇-600反应生成聚乙二醇-600双氯乙酸酯,再将不同的酚类物质与聚乙二醇-600双氯乙酸酯,在丙酮中经氧烷基化反应合成了一系列聚乙二醇-600芳氧乙酸酯。通过对不同溶剂的考察,发现丙酮作为该反应的溶剂价廉且易得。初步的生物活性试验表明,由于兼备芳氧乙酸、聚乙二醇两种活性单元,具有活性子叠加的功效,该系列部分化合物在一定浓度时对油菜籽的生根发芽有明显的促进作用,并且好于吲哚乙酸,其中聚乙二醇-600对氯苯氧乙酸酯在浓度0.01mg/L时,对油菜幼苗的促进作用最好,促进率达到386%,其活性高、毒性低、环境相容性好,可作为一种新型植物生长调节剂。2.聚乙二醇-6000芳氧乙酸酯的合成与表征及生物活性研究我们采用不同的方法,以芳氧乙酰氯和聚乙二醇发生酯化反应,方便快捷高产率的合成了聚乙二醇-6000芳氧乙酸酯,并结合第一系列的方法,探究了它对油菜籽的植物生长调节性。生物活性实验表明:在浓度0.1~0.001mg/L时,聚乙二醇-6000邻甲基苯氧乙酸酯(2b),聚乙二醇-6000间甲基苯氧乙酸酯(2c),生物活性分别较好于原料邻甲基苯氧乙酸(1b) ,间甲基苯氧乙酸(1c),及聚乙二醇-6000,吲哚乙酸。3.基于环糊精的包合物的合成,表征及生物活性研究我们用主体分子β-环糊精与客体分子聚乙二醇-6000芳氧乙酸酯,在乙醇/水溶液中发生相互作用,制备了一系列β-环糊精-聚乙二醇芳氧乙酸酯固体包合物。包合物既保持了环糊精缓释、增效、促进植物增产的功效,又兼具较好的稳定性和化学可调性等,同时使溶解度也大有改善。初步的生物活性试验表明,包合物在一定浓度时对油菜籽的生根发芽有明显的促进作用,其效果优于聚乙二醇芳氧乙酸酯及β-CD,在浓度0.1~0.001mg/L时,包合物(IC-2g、IC-2h)对油菜根长的促进作用明显好于2g、2h及β-CD,促进率分别达到81.3%,81.7%,是一种性能优良的植物生长调节剂。
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