小分子或有机凝胶通常是指小分子凝胶因子分子借助自身结构所产生的氢键、π-π堆积、范德华力和静电作用力、亲疏水作用等超分子作用力进行自组装形成三维纤维网络结构,进而固定大量溶剂分子所形成的宏观凝胶。因此,超分子作用力赋予了小分子凝胶对外界刺激,如p H值、温度、酶、超声等的响应性,使其在纳米材料、组织工程与再生医学的支架材料、化学传感器以及废水中污染物回收处理等方面得到广泛应用。而环二肽及其衍生物凭借自身结构的多样性、生物相容性和酶解稳定性以及骨架环中两个酰胺键易于形成一维定向氢键的特性,成为设计与合成小分子凝胶因子的理想原料。因此,开展其作为小分子凝胶因子的研究,不仅具有理论意义,而且具有潜在的应用价值。本文首先合成赖氨酸环二肽,然后利用带疏水保护基团的半胱氨酸对赖氨酸环二肽进行结构修饰,得到一系列小分子凝胶因子。凝胶化测试结果表明,引入的Fmoc基团因其平面共轭结构有利于分子的π-π堆积,而Trt的空间立体结构不利于其自组装,巯基转化为二硫键对分子构型产生影响,进而影响到所形成凝胶的强度。SEM和TEM观察可见凝胶内部形成三维纤维状网络;红外、荧光、圆二色谱分析结果显示环二肽酰胺键间形成的氢键以及Fmoc之间的堆积作用是驱动凝胶形成的主要动力。部分凝胶因子能选择性凝胶水中有机溶剂。与此同时,部分干胶样品可以高效快速吸附水中多种染料,且随温度升高,吸附能力增强。随后,在制备赖氨酸-谷氨酸环二肽过程中,观察到中间体二肽分子在溶剂中不仅能形成热可逆凝胶,而且在超声作用下可快速凝胶化。凝胶化测试结果表明,与Boc基团相比,Fmoc基团的存在使分子间作用力更强,更有利于分子的自组装。超声作用能促使分子更加有序堆积,从而改变凝胶微观内部形貌,提高凝胶宏观透明度,缩短凝胶化时间,降低最低凝胶浓度。含Fmoc的单肽赖氨酸凝胶因子在超声诱导下形成的凝胶具有触变性,当在强烈的外部剪切力作用下,范德华力和分子间氢键作用被部分破坏,三维纤维网络坍塌变为一些小的聚集体,凝胶变稀,再次将凝胶静置,受到破坏的物理作用力能自动恢复,凝胶再生。将上述赖氨酸-谷氨酸二肽中间体进一步缩合环化,形成赖氨酸-谷氨酸环二肽。通过引入不同基团调控环二肽分子的亲疏水性,发现如果氨基上引入Fmoc后,该环二肽中仍含有一个裸露的COOH,能在PBS缓冲溶液中能形成稳定的水凝胶。对该水凝胶干胶XRD谱图解析得知其是以双分子层方式进行自组装形成三维超分子网络结构,而且细胞毒性测试显示在低浓度时具有生物相容性。如果羧基上引入OtBu,裸露出氨基,这时环二肽分子具有强的凝胶化能力,几乎能凝胶所有的测试有机溶剂,并且在丙酮之中可以实现凝胶-凝胶转变,原位生成席夫碱,导致凝胶随时间发生明显的颜色变化。凝胶因子的凝胶能力不仅与凝胶因子分子之间产生的非共价键作用能力有关,还与凝胶因子分子与溶剂的相互作用相关。为此,尝试选取Hansen溶度参数来衡量溶剂与凝胶因子之间的相互作用,并依据Stefanis提出的基团贡献法计算78种环二肽凝胶因子的Hansen溶度参数,通过建立一维模型、Teas模型和三维Hansen空间,计算并判断了这些凝胶因子的凝胶化能力。