树枝状大分子

重复增长反应合成而来的、高度支化且结构精确的分子

树枝状大分子是由重复增长反应合成而来的，高度支化且结构精确的分子。每一个重复循环反应增加一个支化层，叫做“代”。它包括主结构（内核，支化单元，外围基团）及微环境（空腔）。

主要分类

英文名dendrimer，中文名称分前缀和主语，前缀有9种之多：树形、树状、树枝形、树枝状、树型、树枝型、树枝、树突、枝状，主语有7种之多：化合物、分子、大分子、高分子、聚合物、聚体、聚合体，排列组合有至少63种名称，如无特别注明，后文中统称为树枝状分子。国内仅威海晨源生产。

结构特点

精确的分子结构；

高度的几何对称性；

外围大量的官能团；

分子内存在空腔；

分子量可控；

分子本身具有纳米尺寸。

性能特点

良好的流体力学性能；

黏度随分子量的增加出现最大值；

容易成膜；

多功能性；

不易结晶；

粘度随分子量的增加出现最小值；

有较强吸附能力，可作为金属离子的载体

合成方法

一般分别为发散合成法、收敛合成法、发散收敛结合法。

发散合成

发散合成是从所需的树状大分子的中心点开始向外扩展来进行合成反应的。从中心核开始,该中心核拥有一个或多个反应点,然后用带有分支结构的单元与中心核反应,即得到了第一代分子。将第一代分子分支末端的官能团转化为可继续进行反应的官能团,然后重复与分支单元反应物进行反应则得到第二代分子。不断重复以上的两个步骤,就可以得到期望的树状大分子。

优点是化合物增长过程中反应点逐渐增多，可以合成较高的代数;　缺点是末端官能团反应不完全将会导致下一级产物产生缺陷，而且随着分子的增大这种现象出现的机会也就越大。

收敛合成

收敛法是由树枝形聚合物的外围逐步向内合成的方法。反应是由将要生成树枝形聚合物最外层结构的部分开始，然后与分支单元反应物反应得到第一代分子；之后将基团活化后再与分支单元反应物继续反应得到第二代分子。如此不断地重复将基团活化，并与分支单元反应物进行连接,就可合成出更高代数的树枝形聚合物。

与发散合成相比，其优点为：收敛合成涉及的每步增长过程中反应官能团数目要少一些，使每一步反应总是限制在有限的几个活性中心进行，避免了采用大为过量的试剂，并降低了由于反应不完全产生“疵点”的几率，产物的结构也更加精致，同时纯化和表征也容易。

缺点为：对立体位阻比较敏感，随着树状大分子的增长，反应官能团活性减小，反应产率也会下降，且合成的高分子没有发散法合成的大。

发散收敛结合

发散收敛结合法是先用发散法制备出低代数的树状分子,作为活性中心,再用收敛法制得一定代数的扇形分子,称为“支化单体”,然后再将“支化单体”接到活性中心上就可合成出树状大分子。　发散收敛结合法综合了发散法和收敛法的优点，既能使合成产率提高，分子量增长加快，又能使分离纯化变得简单，减少分子结构缺陷。

1.Dendrimers are repeatedly branched molecules. The huge number of papers on dendritic architectures such as dendrimers, dendronized, hyperbranched and brush-polymers has generated a vast variety of inconsistent terms and definitions making a clear and concise unfolding of this topic highly difficult. The purpose of this section is to provide the vocabulary required for the description of chemical and physical phenomena as well as application aspects associated with the research in the area of dendritic molecules.

Dendritic molecules are repeatedly branched species that are characterized by their structure perfection. The latter is based on the evaluation of both symmetry and polydispersity. The area of dendritic molecules can roughly be divided into the low-molecular weight and the high-molecular weight species. The first category includes dendrimers and dendrons whereas the second encompasses dendronized polymers, hyperbranched polymers, and brush-polymers (also called bottle-brushes).

The first dendrimers were synthesized divergently by Vögtle in 1978[1], by Denkewalter and coworkers at Allied Corporation as polylysine dendrimers in 1981[2], by Tomalia at Dow Chemical in 1983[3] and in 1985[4], and by Newkome in 1985[5]. In 1990 a convergent synthesis was introduced by Mingjun Liu[6]. Dendrimers then experienced an explosion of scientific interest because of their unique molecular architecture (Fig 1). This resulted in over 5,000 scientific papers and patents published by the end of 2005.

2.“dendrimer”这个词来自希腊的“dendros”，意思是树和枝，树上的分枝长到一定长度后又分成两个分枝，如此重复进行，直到长得如此稠密以致于长成象球形一样的树丛。在dendrimer中，分枝是内部连结的高分子聚合键，每一个键又会产生新键，全部会向一个焦点聚合或向一个核聚合。

在dendrimer上形成大量键端球形突起物，象毛线球上的绒毛。在合成过程中，能设计这些键端去执行特殊的化学功能，例如，键端可带电，其目的是完全发挥dendrimer的高分子电解质的功能。另一个特点，在合成过程中，也能控制dendrimer外部尺寸和内部的构。这使得有可能创造与外部不同性质的内腔和通道，并打开dendrimer作为载体或作为受邀分子晶核的大门。在这一能力中，dendrimer除了为纳米技术建造纳米块外，还起催化作用。

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