華東理工大學(xué)朱為宏課題組提出以氫鍵為作用媒介，以納米尺寸的POSS為骨架發(fā)展了一類新穎的硫脲類緩釋體系，實(shí)現(xiàn)芳香醛類化合物的可控釋放。
隨著人們生活水平的提高，個人護(hù)理或家用產(chǎn)品（如壁紙，皮革或紡織面料）中的香氣長久釋放而維持怡人環(huán)境的需求不斷增長。而香料分子具有高揮發(fā)性以及不穩(wěn)定、易氧化的特性。如何實(shí)現(xiàn)持久釋香成為一項(xiàng)頗具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。物理封裝技術(shù)是提高揮發(fā)性醛或酮香料的持久性的傳統(tǒng)策略。該技術(shù)依賴于“核-殼結(jié)構(gòu)”模型，對香氣分子實(shí)現(xiàn)封裝或包裹，通過殼結(jié)構(gòu)的碎裂而釋放香氣。除此之外，Herrmann等人開發(fā)了將揮發(fā)性分子與合適的基底通過弱化學(xué)鍵結(jié)合而合成潛香體的技術(shù)。弱化學(xué)鍵包括一些共價鍵，或是氫鍵等弱作用力，利用合適的外部條件切斷上述弱化學(xué)鍵從而實(shí)現(xiàn)香氣緩釋。 圖1 多面體低聚倍半硅氧烷（POSS）是納米級的倍半硅氧烷分子，具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物安全性。對于一些醛酮為底物的有機(jī)反應(yīng)，硫脲衍生物常被作為一種高效的氫鍵小分子催化劑，實(shí)現(xiàn)對醛酮衍生物的弱鍵活化。帶有羰基的揮發(fā)性有機(jī)化合物（例如醛，酮或酯）是最普遍的香料分子。所以，POSS是一類非常理想的芳香材料的載體。而目前基于硫脲氫鍵作用的潛香體而實(shí)現(xiàn)芳香醛的可控釋放的研究未有報道。 基于氫鍵自發(fā)形成并可以在動態(tài)平衡中與硫脲結(jié)合并釋放羰基化合物（芳香分子）的設(shè)想，華東理工大學(xué)朱為宏教授課題組利用納米尺寸的POSS為骨架發(fā)展了一類新穎的硫脲類緩釋體系?？紤]到自然存在的外部刺激（例如水解或濕度，暴露于光，氧化，升高的溫度或pH值）是觸發(fā)香料可控釋放的理想選擇，作者選擇以水作為外部驅(qū)動力，切斷緩釋體系中的氫鍵，使得芳香醛類化合物游離出來，從而實(shí)現(xiàn)香氣的可控緩釋。 在合成五種POSS基硫脲化合物的基礎(chǔ)上，通過1H NMR驗(yàn)證了分子間氫鍵的存在。隨后，利用固相微萃取-氣相色譜法 (SPME-GC) 測試了體系的緩釋性能，其釋放濃度可達(dá)標(biāo)樣兔耳草醛的4倍。 POSS本身對于紙、皮革以及絲綢具有較好的吸附，為此，作者進(jìn)一步探究了將這一緩釋體系應(yīng)用于壁紙上的可能性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比于對照樣，體系在壁紙上的留香效果顯著。作為一類新的潛香體，該體系在香氣緩釋領(lǐng)域中具有非常樂觀的應(yīng)用前景。
圖2
文章詳情：
Controllable Fragrance Release Mediated by the Spontaneous Formation of Hydrogen Bonding with POSS-Thiourea Derivatives
Chenwei Xue, Ming Liu, Zhi-Ang Zhang, Jianwei Han*, Chengyun Wang, Limin Wang, Zuobing Xiao & Wei-Hong Zhu*
Citation：CCS Chemistry, 2020, 2, 478–487.
原文鏈接：
https://www.chinesechemsoc.org/doi/10.31635/ccschem.020.202000166
