这种大分子从分子中心向外，分支数以几何级数增加，被认为是继线型、交联型及支化型高分子之后，第四类结构的高分子。树枝状高分子的研究最早始于1978年F.弗格特勒的研究工作，但树枝状高分子的概念一般认为由D.A.托马利亚在1985年首先提出。结构和性质　树枝状高分子的典型结构（见图），其中包括一个中心、多个连接点（支化点）、连接单元和表面基团。与一般的高度支化的高分子相比，树枝状高分子的结构更为明确，在代数较低时，树枝状高分子本身不存在任何结构缺陷，为单一确定结构的大分子，分子量是确定的；当代数较高时，由于合成难度会带来结构的缺陷，树枝状高分子的分子量会有分布，但仍然非常窄。其主要的结构特点有：表面堆积致密，含有很多官能团，内部有空隙；有很好的几何对称性，分子体积和形状可以得到精确控制。由于其特殊的结构，这类分子表现出特殊的性质，如低黏度、高溶解性、高反应性等，成为20世纪90年代以来有机化学和高分子科学领域中重要的研究方向之一。合成方法　主要有发散合成法及收敛合成法两种：①发散合成法。由核内部向外发展，每反应一次，端基和分支数就增加数倍，经多次反应生成不同代数的树状高分子。1985年托马利亚等首先用此法合成了第一类树枝状高分子——聚酰胺–胺型树枝状高分子。随后，此方法由G.R.纽罗姆进一步发展合成其他类型的树枝状高分子。发散法的优点是易合成较高代数的树枝状高分子。缺点是要采用一个过量试剂，且随代数的增加，反应的官能团数目增多，增长反应不完全；在高代数时树枝状高分子产生结构缺陷。②收敛合成法。从所需合成的树枝状高分子的边缘部分开始，先制备一定代数的扇形结构分子，在扇形的顶点再向内连接而生成目标产物。每步增长过程中反应的官能团数目相对要少，但随着增长代数的增加，在中心点用于连接的反应基团所受空间位阻增大，特别是在高代数的时候，反应将很难进一步进行。1990年J.M.J.弗雷谢等发展了收敛合成法，因此又称弗雷谢法。优点是易于得到精确结构的树枝状高分子，缺点是代数很难达到很高。收敛合成法把传统的有机化学方法融入现代的高分子化学，使树枝状高分子既有高分子量、大尺寸的聚合物特征，又有小分子的结构精细、有序可控的特征。收敛合成法衍生出树枝单元(dendron)或半扇形分子的概念，并以其为建筑单元，搭建各种树枝状分子构筑。如树枝化聚合物是D.施吕特于1998年命名并开始研究的、由树枝状大分子和线形聚合物结合而形成的一类新型树枝状聚合物，这类聚合物由线形聚合物主链和作为侧基的树枝单元所组成。结构确认　树枝状高分子由于其结构的特殊性，可以应用许多手段对结构进行确认。通常用到的方法有：①凝胶渗透色谱(GPC)，测定其相对分子量及分布；②光散射法(LS)，观测溶液行为以及粒径大小；③扫描力显微镜法(SFM)，观测分子形态；④X射线衍射(XRD)，观测分子堆积结构；⑤示差扫描量热法(DSC)，观测相态变化；⑥核磁共振(NMR)，测定结构完整性；⑦飞行质谱，测定分子量。应用　树枝状高分子的大小、内部空腔结构、表面大量官能团等结构特点，决定了它可以作为蛋白质、酶等的合成载体。再加上它很容易进行官能化作用，在很多与生物和医学相关的领域都得到了应用，包括药物载体、基因载体、DNA生物传感器、核磁共振造影剂、免疫制剂等。此外，在光化学、电化学以及催化剂领域也有着较为广泛的应用。推荐书目　HAWKERCJ,FRÉCHETJMJ.PreparationofPolymerswithControlledMolecularArchitecture:ANewConvergentApproachtoDendriticMacromolecules.J.Am.Chem.Soc.1990,112.　SCHLÜTERD.DendrimerswithPolymericCore:TowardsNanocylinders.TopicsinCurrentChemistry,1998,197. 2100433B