其中聚酰胺-胺型(PAMAM)树形分子是通过扩散法合成得到的,其组成一般具有以下共性:①中心核区域;②辐射状连接中心核的分支单元组成的内部区域;③由大量端基官能团组成的外层。
树形分子的组成和合成过程决定了其独特的结构特点:
① 精确的分子结构:传统线性聚合物的分子量分散系数一般都大于1,结构也不统一。而树形分子是通过许多重复步骤合成的,在每一步骤中都保持了对其物理性质和结构的控制,因此分子可以按设计思路精确生长,最终多分散系数接近于1。
② 高度的几何对称性:虽然树形分子中核和分支单元具有多官能度,但由于重复分步反应的精确控制,反应途径具有一致性,故所得分子结构均匀,内部分支单元高度对称。这种对称性既影响到树形分子的物理性质也影响到其化学性质。
③ 大量的表面官能团:树形分子的增长过程就是重复单元的几何增长过程,当增长达到一定分子代后,大量分支单元的末端基就会在外层聚集,使树形分子内层得到有效保护,同时树形分子具有多功能性,大量官能团在外层的富集为树形分子的应用提供了物质基础。
④ 分子内存在空腔:树形分子每生成一代便具有一层分支结构,层与层之间形成大量空腔,这有利于主客体化学与分子催化的研究。
⑤ 分子量具有可控性:由于树形分子是多步重复的方法合成的,在逐步增长的过程中,每一步的分子量都是精确控制的,并可根据不同的用途选择不同的分子代数。
⑥ 分子本身具有纳米尺寸:分子自身的增长或分子间的组装可以获得纳米结构,有利于在纳米技术领域的应用。