在牙科充填治疗中,复合树脂因其粘结性能强、操作简便以及美观等优势,逐渐代替了银汞合金等修复材料,成为应用最为广泛的充填修复材料之一。理想的复合树脂要有良好的物理化学性能和生物相容性,能够承担足够的咀嚼压力和摩擦力,保持良好的化学稳定性,同时尽量做到对医生和患者无伤害。而传统的复合树脂单体不但粘度过大不易于操作,而且聚合收缩通常较高,这会导致在复合树脂充填修复材料和牙体组织间形成间隙,致使牙齿边缘断裂,进而还会造成二次龋齿的发生。更重要的是,双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯（Bis-GMA）作为目前使用最多的商品化复合树脂的单体之一,其合成的主要原料双酚A（BPA）来源于石油化工产品,而石油化工产品作为一种不可再生资源,储存量极其有限。其次,Bis-GMA在人体内有被水解成BPA的风险,而BPA作为一种环境雌激素,具有一定的类雌激素活性,会严重影响人类的健康。因此,发展高性能生物基二甲基丙烯酸酯单体替代Bis-GMA是树脂基牙科充填材料领域的研究重点,同时具有一定的现实意义和应用价值。本文从分子设计角度出发,对二甲基丙烯酸酯的主链结构和侧链结构进行了不同的优化设计,从而获得对人体毒性更小、使用性能更优的牙科复合树脂单体。以自然界中广泛存在的甲氧基烷基酚为原料,合成生物基二甲基丙烯酸酯单体,并用于牙科复合树脂的制备。通过分子结构中甲氧基烷基酚和不同烷基侧链以及刚性主链结构的引入,逐步探索改进二甲基丙烯酸酯的单体结构和性能,以开发具有良好综合性能的生物基牙科复合树脂。在第一部分工作中,从分子设计角度出发,以丁香酚为原料,利用羟醛缩合反应,合成丁香酚型双酚化合物（BEF）,并比较BEF和商品化双酚（BPA和BPF）的雌激素活性。以BEF为原料制备了丁香酚型环氧中间体（BEF-EP）,进一步合成得到丁香酚型二（甲基）丙烯酸酯单体（BEF-GA和BEF-GMA）。通过核磁谱图和红外光谱对其结构进行了表征。将BEF-GA和BEF-GMA作为树脂基质单体,分别制备丁香酚型二（甲基）丙烯酸酯基树脂基质（5EA5T和5EMA5T）和复合树脂（5EA5TC和5EMA5TC）。以相应Bis-GMA基树脂基质（5B5T）和复合树脂（5B5TC）为对照组。参照ISO 4049和ISO 10993-5等相关标准,对固化前后的树脂基质和复合树脂的物理化学性能和毒性进行评价,包括粘度、聚合动力学、聚合收缩、吸水率、溶解性、弯曲强度、弯曲模量、断裂能和维氏硬度等。结果表明,和对照组相比,丁香酚型二甲基丙烯酸酯单体均具有较低的粘度值（约270 Pa和240 Pa）,约为商品化Bis-GMA粘度值的32%和28%;5EA5T和5EMA5T具有较好的聚合动力学,双键转化率可分别达到55.68±1.45%和57.14±0.05%;5EA5T和5EMA5T的聚合体积收缩率分别为8.53%和8.76%;溶解性分别为1.28±0.14μg mm-3和1.05±0.13μg mm-3;细胞毒性等级均为低毒。相应的复合树脂有着良好的性能表现。然而,5EA5T和5EMA5T的机械性能包括弯曲强度、弯曲模量和硬度在内均略低于5B5T,因此需要对二甲基丙烯酸酯的分子结构进行进一步改进。第一部分的研究结果清楚地展示了丁香酚型二甲基丙烯酸酯用于牙科复合树脂中的潜力。在第二部分工作中,为了进一步改善材料的机械性能,从分子设计角度出发,以衍生自木质素的4-甲基愈创木酚为原料,利用羟醛缩合反应,合成了具有低雌激素效应的4-甲基愈创木酚型双酚化合物（BCF）。以BCF为原料进一步合成4-甲基愈创木酚型环氧中间体（BCF-EP）和4-甲基愈创木酚型二（甲基）丙烯酸酯单体（BCF-GA和BCF-GMA）。将BCF-GA和BCF-GMA作为树脂基质单体,制备树脂基质（5CA5T和5CMA5T）和复合树脂（5CA5TC和5CMA5TC）。5CA5T的弯曲强度为114.99±1.53 MPa,弯曲模量为3.15±0.02GPa,分别超过对照组5B5T的21%和32%;5CMA5T的弯曲强度为100.49±1.70MPa,弯曲模量为2.56±0.09 GPa,略高于5B5T。除此之外,经过120 s光照后,5CA5T和5CMA5T的双键转化率分别可达51.51±1.09%和49.05±1.55%。5CA5T和5CMA5T细胞毒性等级为低毒。相应的复合树脂同样具有优异的性能表现。但是相比于5B5T,5CA5T和5CMA5T的吸水率较高,由吸水造成的材料在弯曲强度、弯曲模量和硬度方面的不利影响,一定程度上限制了材料在湿润的口腔环境中的使用。为了改善材料吸水率过高的问题,在第三部分工作中,从降低树脂基质中会极大地增大吸水率的稀释剂（TEGDMA）含量着手,通过降低TEGDMA的含量,从而达到降低材料吸水率的目标。此外,TEGDMA作为一种亲脂性小分子会穿透细胞膜与细胞内分子发生反应,导致严重的细胞毒性。因此,降低TEGDMA的含量还会改善材料的细胞毒性。这就要求我们使用粘度更低的二甲基丙烯酸酯单体,以满足降低TEGDMA含量后,树脂基质仍有易于操作的流变性能。因此,从分子设计角度出发,以衍生自木质素的4-丙基愈创木酚为原料,利用羟醛缩合反应,合成具有低雌激素效应的4-丙基愈创木酚型双酚化合物（BDEF）。进一步合成4-丙基愈创木酚型环氧中间体（BDEF-EP）和4-丙基愈创木酚型二甲基丙烯酸酯（BDEF-GMA）。然后将BDEF-GMA与不同比例的TEGDMA混合,制备不同TEGDMA含量的树脂基质。探究树脂基质中TEGDMA含量的不同对树脂基质性能的影响,找出最佳的树脂基质配方。相比较于前面合成的生物基二（甲基）丙烯酸酯单体,在相同剪切速率下,BDEF-GMA的粘度值最低,约为195Pa·s,为商品化Bis-GMA粘度值的23%;各组树脂基质的粘度受TEGDMA含量的影响很大,且粘度值与TEGDMA的含量成反比。粘度过高时,树脂基质的聚合动力学会受到一定影响,并且,树脂基质的聚合收缩、吸水率和溶解性也很大程度上受TEGDMA含量的影响。随着TEGDMA含量的减少,树脂基质的聚合收缩和溶解性均大幅下降。综合各项性能结果,当TEGDMA含量为30 wt.%时,树脂基质具有较好的性能表现,具体表现为7G3T的粘度值约为0.96 Pa·s;双键转化率为54.56±0.40%,最大聚合速率为8.21±0.95 s-1;聚合体积收缩为6.26%,聚合收缩应力为0.99 MPa;吸水率和溶解性分别为40.13±0.11μg mm-3和0.38±0.09μg mm-3;弯曲强度和弯曲模量分别为98.75±1.69 MPa和2.55±0.03 GPa;细胞毒性等级为无毒。通过前三部分的研究,我们发现二甲基丙烯酸酯单体中不同的侧链基团对二甲基丙烯酸酯单体的性能有重要影响。在第四部分工作中,通过改变主链结构,引入芴基cardo环主链,达到进一步降低材料吸水率和提高其机械性能的目的。从分子设计角度出发,以愈创木酚和9-芴酮为原料,制备了低雌激素效应的含芴基cardo环结构愈创木酚型双酚化合物（BMHF）。进一步合成含芴基cardo环结构愈创木酚型环氧中间体（BMHF-EP）和二甲基丙烯酸酯单体（BMHF-GMA）。将BMHF-GMA作为树脂基质单体,制备树脂基质（5MHMA5T）和复合树脂（5MHMA5TC）。5MHMA5T和5MHMA5TC的双键转化率分别为54.25±2.77%和51.52±2.51%,最大聚合速率分别为9.68±0.21 s-1和8.87±0.18 s-1;聚合体积收缩率分别为7.19%和4.45%,聚合收缩应力分别为0.92 MPa和0.66 MPa,均是在相同TEGDMA含量下,为本论文中所有生物基树脂基质聚合体积收缩率和聚合收缩应力中的最低值。5MHMA5T和5MHMA5TC具有最低的吸水率,分别为39.91±0.52μg mm-3和22.25±0.90μg mm-3,溶解性分别为0.99±0.04μg mm-3和0.45±0.20μg mm-3;细胞毒性等级均为无毒。机械性能方面,5MHMA5T具有本论文中最大的弯曲强度和弯曲模量,分别为122.30±5.00 MPa和3.49±0.02 GPa,与商品化Bis-GMA基树脂基质相比,分别提高了29%和46%。并且在充分泡水后,5MHMA5T的机械性能下降不明显,甚至优于5B5T未泡水前的性能。综上所述,我们通过对生物基二（甲基）丙烯酸酯单体分子的结构设计,从自然界中广泛存在的生物基单体出发,合成了一系列生物基二（甲基）丙烯酸酯单体并制备出相应的树脂基质和复合树脂,对它们的分子结构和性能之间的关系进行了研究和讨论,最终实现了降低复合树脂的毒性和提高其使用性能的初衷。希望我们的研究能够引起人们对生物基牙科复合树脂的关注,为牙科复合树脂的发展提供新的研究思路,给人们的身体健康带来安全保障。