4-ARM-PEG-Silane(四臂聚乙二醇硅烷)是一种兼具高分支结构与可表面偶联功能的有机-无机界面改性分子。该化合物由四臂聚乙二醇(4-Arm PEG)作为主体骨架,通过在分子末端引入硅烷(Silane)基团实现可与无机表面(如玻璃、二氧化硅、金属氧化物等)的高效共价结合,从而在材料表界面工程、纳米复合材料制备以及生物材料功能化等领域发挥重要作用。
从结构上看,4-ARM-PEG-Silane以季戊四醇(pentaerythritol)为中心核,向外辐射出四条化学性质一致的聚乙二醇链(PEG链),在每条链的末端均带有一个硅烷活性基团,如三乙氧基硅烷(–Si(OEt)₃)或三甲氧基硅烷(–Si(OMe)₃)。PEG主链赋予分子优良的水溶性、生物相容性以及柔性,而硅烷端基则提供与含羟基或氧化物表面的缩合反应能力,可在适当的湿度或酸性条件下发生水解生成硅醇(–SiOH),随后与无机基底上的羟基发生脱水缩合,形成稳定的Si–O–Si共价键,从而牢固地锚定在基底表面。
在制备方面,4-ARM-PEG-Silane通常通过将4-ARM-PEG的末端羟基与异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)或氯丙基三甲氧基硅烷进行偶联反应获得。反应过程中,PEG末端羟基首先与异氰酸酯或氯代硅烷发生取代或缩合反应,生成稳定的Si–O–C键。最终产物可通过溶剂沉淀、膜过滤或真空干燥等方法纯化,以确保分子量均一、硅烷基团活性良好。由于硅烷基团易受湿气影响,产物需在无水、避光条件下保存。
在材料改性领域,4-ARM-PEG-Silane的特点在于其能够有效地在无机表面形成高度稳定且均一的有机涂层。通过控制反应条件,如pH值、水分含量及温度,可调节硅烷水解与缩合的速率,从而形成单分子层或多层有序结构。PEG链段在表面形成柔性亲水层,可显著降低界面能,防止非特异性吸附,提高表面润湿性与抗污染性能。
在纳米技术应用中,4-ARM-PEG-Silane被广泛用于修饰二氧化硅纳米粒子、磁性纳米颗粒、量子点及金属氧化物表面。通过其四臂结构提供的多点锚定效应,该分子能够增强涂层的稳定性与覆盖密度,防止纳米颗粒聚集,同时改善其在极性溶剂中的分散性。由于PEG链的柔性与亲水性,修饰后的材料可在水相中保持良好的稳定性,适合用于构筑水凝胶、胶体分散体系及功能纳米复合材料。
中文名称:四臂聚乙二醇硅烷
英文名称:4-ARM-PEG-Silane
用途:科研
状态:固体/粉末/溶液
保存:冷藏
供应:西安齐岳生物科技有限公司
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