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金刚烷具有良好的亲油性、生物毒性低、独特的空间三维结构、桥头氢原子易取代等优点，在精细化工、生物医药、功能高分子材料、特种功能材料等领域具有广阔的应用前景。本文以刚性金刚烷化合物为关键结构单元，设计制各了多种纳米载药胶束及三维有机框架材料等新型功能聚合物，并对所设计合成的纳米载药胶束和三维有机框架材料进行结构表征和应用性能研究。主要的研究内容及结论如下:
以刚性四臂金刚烷衍生物为核心，聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)为疏水片段，甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯(PPEGMA)为亲水片段，聚甲基丙烯酸(PMAA)为pH敏感片段，设计合成了一种星型pH响应聚合物(金刚烷基聚甲基丙烯酸乙酯-co-聚甲基丙烯酸-b-聚甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇Ad-[P(EMA-co-MAA)-b-PPEGMA]4)及其自组装胶束并用于抗癌药物紫杉醇的可控释放。研究了聚合物微观结构、胶束介观结构和药物包载及释放性能三者之间的关系。结果表明，该聚合物胶束具有优异的稳定性和pH敏感性，在pH1.2环境下，释放量低于20％:在pH6.8环境下，胶束结构逐步溶解，紫杉醇释放量超过70％。体外细胞毒性显示，空白胶束对正常细胞基本无毒，对MCF-7乳腺癌细胞有抑制作用。
目前关于无规共聚物自组装行为的研究得到研究者的关注，对此本工作合成了一种以金刚烷为核心的无规共聚物(Ad-P(EMA-co-MAA)4)及其自组装胶束。重点考察了溶剂的选择、聚合物浓度、透析时间对无规共聚物自组装行为的影响，结果表明无规共聚物自组装行为具有可控性。利用Ad-P(EMA-co-MAA)4无规共聚物自组装胶束用于包载抗癌药物紫杉醇的研究结果表明，紫杉醇从胶束的释放依赖pH的变化，酸性条件下紫杉醇释放仅为20％以下，碱性条件下紫杉醇释放为78％。体外细胞毒性测试表明空白胶束具有良好的生物相容性，载药胶束对MCF-7乳腺癌细胞具有抑制作用。
基于宏观结构力学的思想，设计制备了以刚性分子“结”为核心结构单元的三维有机框架材料。以八臂金刚烷1，3，5，7-四（1，3-二溴苯基）为分子“结”，1，3，5，7-四（炔基苯）金刚烷为分子连接基元，通过Sonogashira-Hagihara偶联反应制备出有机框架材料MF-1。热重和耐酸碱实验表明MF-1具有较高的热稳定性和优异的化学稳定性。氮气吸-脱附曲线得出MF-1的BET比表面积为438m2g-1，孔径分布为0.61-0.77nm。气体吸附结果说明MF-1可以有效的吸附和分离小分子气体(CO2、CH4和N2)。
以刚性四臂金刚烷衍生物为核心，聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)为疏水片段，甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯(PPEGMA)为亲水片段，聚甲基丙烯酸(PMAA)为pH敏感片段，设计合成了一种星型pH响应聚合物(金刚烷基聚甲基丙烯酸乙酯-co-聚甲基丙烯酸-b-聚甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇Ad-[P(EMA-co-MAA)-b-PPEGMA]4)及其自组装胶束并用于抗癌药物紫杉醇的可控释放。研究了聚合物微观结构、胶束介观结构和药物包载及释放性能三者之间的关系。结果表明，该聚合物胶束具有优异的稳定性和pH敏感性，在pH1.2环境下，释放量低于20％:在pH6.8环境下，胶束结构逐步溶解，紫杉醇释放量超过70％。体外细胞毒性显示，空白胶束对正常细胞基本无毒，对MCF-7乳腺癌细胞有抑制作用。
目前关于无规共聚物自组装行为的研究得到研究者的关注，对此本工作合成了一种以金刚烷为核心的无规共聚物(Ad-P(EMA-co-MAA)4)及其自组装胶束。重点考察了溶剂的选择、聚合物浓度、透析时间对无规共聚物自组装行为的影响，结果表明无规共聚物自组装行为具有可控性。利用Ad-P(EMA-co-MAA)4无规共聚物自组装胶束用于包载抗癌药物紫杉醇的研究结果表明，紫杉醇从胶束的释放依赖pH的变化，酸性条件下紫杉醇释放仅为20％以下，碱性条件下紫杉醇释放为78％。体外细胞毒性测试表明空白胶束具有良好的生物相容性，载药胶束对MCF-7乳腺癌细胞具有抑制作用。
基于宏观结构力学的思想，设计制备了以刚性分子“结”为核心结构单元的三维有机框架材料。以八臂金刚烷1，3，5，7-四（1，3-二溴苯基）为分子“结”，1，3，5，7-四（炔基苯）金刚烷为分子连接基元，通过Sonogashira-Hagihara偶联反应制备出有机框架材料MF-1。热重和耐酸碱实验表明MF-1具有较高的热稳定性和优异的化学稳定性。氮气吸-脱附曲线得出MF-1的BET比表面积为438m2g-1，孔径分布为0.61-0.77nm。气体吸附结果说明MF-1可以有效的吸附和分离小分子气体(CO2、CH4和N2)。