基于呋喃-吡啶结构的生物基黑色聚酰亚胺：在癌症治疗药物递送系统中的前沿应用与绿色材料创新

本文系统综述了以生物基呋喃醛为原料，通过Hantzsch反应设计合成含呋喃-吡啶单元的新型二胺单体（如FPDA、O-FPDA、6F-FPDA），并进一步与均苯四甲酸二酐（PMDA）聚合制备本征型黑色聚酰亚胺（BPIs）。这些BPIs展现出卓越的热稳定性（T5高达478°C）、全波段紫外-可见光吸收能力（λcut达702 nm）和优异溶解性，为癌症治疗药物递送系统提供了兼具绿色可再生性和高性能的新材料平台。

Highlight

Materials and reagents

呋喃醛（分析纯）、醋酸铵（NH₄Ac，分析纯）、4-硝基苯乙酮（4-NAP，97%）、无水碳酸钾（K₂CO₃，99%）、4-羟基苯乙酮（4-HAP，分析纯）、4-氯硝基苯（4-CNB，98%）、4-氯-3-硝基三氟甲苯（3F-CNB，98%）、均苯四甲酸二酐（PMDA，分析纯）和溴化钾（KBr，分析纯）购自上海麦克林生化科技有限公司。冰醋酸（HAc，分析纯）、无水甲醇（分析纯）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF，分析纯）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc，分析纯）、四氢呋喃（THF，分析纯）等溶剂均直接使用未经进一步纯化。

Structural analysis of FPDA

FPDA单体通过两步反应合成。不同产物的傅里叶变换红外光谱（FT-IR）如图5a所示。对于中间产物，3108 cm^-1处的吸收峰对应苯环上C-H键的伸缩振动。吡啶环上C-H键的伸缩振动峰位于2927 cm^-1和2846 cm^-1。苯环上C=C键的伸缩振动峰出现在1658 cm^-1、1585 cm^-1和1519 cm^-1处。

Conclusions

总之，我们通过生物基材料呋喃醛与苯乙酮衍生物之间的Hantzsch反应，成功合成了三种含呋喃-吡啶单元的二胺（FPDA、O-FPDA和6F-FPDA）。并通过与PMDA和二胺的缩聚反应制备了三种本征型黑色聚酰亚胺（FPPI、O-FPPI和6F-FPPI）。这些BPI粉末在DMF、DMAc和DMSO等极性溶剂中表现出卓越的溶解性。其中O-FPPI粉末甚至能轻松溶解于THF等低沸点溶剂中。