树状大分子的合成与分子和聚合物化学密切相关，通过逐步精准控制合成路线，从第一代（G1）不断地重复聚合树枝化单体，在不断延伸中形成三维球体结构。

第一个合成的树状大分子是聚酰胺-胺（PAMAM），后续合成了很多其他类别的树状大分子，例如聚丙烯亚胺(PPI)、聚L--赖氨酸(PLL)、糖原树枝状大分子、聚酯树枝状大分子、两亲性树枝状大分子等等。

1、经典的合成路线

（1）发散增长法（DivergentGrowth Method）

发散增长法即发散合成法。该方法是最早被提出来并且是目前应用最广泛的方法。在发散法中，树枝状分子的增长从一个核开始，核的官能团与单体连接后，即得第一代树枝状分子（G1），下一步是激活与核连接单体的非活性基团，使其与单体继续连接来增长树枝状分子。

1985年，在Tomalia等人利用发散增长法，以氨为核，经迈克尔加成后丙烯酸甲酯末端的酯基和过量的乙二胺反应，得到G1树枝状分子，重复迈尔克加成和酰胺化反应，最终获得了第一个PAMAM树枝状大分子。

（2）收敛增长法（ConvergentGrowth Method）

收敛增长法即收敛合成法。与发散合成法相反，收敛合成法是从树枝状大分子的结构外部（单体）开始合成内部（核）。该方法于1990年由Fréchet和Hawker提出，他们以1,3-二羟基苯甲醇为单体，以1,1,1-三异丙基乙磺酰（4’-羟苯基）乙烷为核，合成了G4产物。

与发散增长法相比，该法有如下优点：1）由外部单体开始合成，可以减少副反应发生的概率，能更好地控制树枝状大分子的结构和外部官能团；2）能降低试剂的用量，不必如发散法那样加入过多的反应原料；3）最终产物纯度更高。

但同时也存在一些缺点：1）树枝状大分子的表面官能团虽然不用反复参与连接其他单体或者核，但在经历长时间的合成后，容易丧失其功能活性；2）因空间位阻的存在，要想合成代数较高的树枝状大分子具有一定难度。

2、高效的合成路线

（1）双指数增长法（DoubleExponential Growth Method）

双指数增长法类似于收敛增长法，都是从枝化单体开始往内核合成，该方法于1995年由Kawaguchi等人提出。

该方法的起始物料是具有X和Y两种被保护官能团的XY₂，分别激活两种基团得到两种类型的枝化单体，这两种枝化单体通过不断地重复偶合，最终偶合到一个多功能核上，形成真正的树枝状大分子。这种方法可用于合成超分子，或者合成不对称的树枝状大分子。

该方法因为官能团被严格保护，可以实现精准偶合，反应条件较为温和，产物的纯度很高，并且有极高的收率。

（2）双级收敛法或超核法（Double-StageConvergent Method or Hypercore Approach）

双级收敛法由经典的收敛增长法发展而来，又称超核法。该方法与双指数增长法类似，通过对起始物料的官能团进行保护或者活化，最后聚合在一个超核上形成树枝状大分子。它的树枝化单体可以是同一种类型，也可以是不同类型。

该方法可以减少合成过程中的空间位阻，能用于合成代数较高的树枝状大分子，并且多为单分散体系。

（3）超单体法或枝化单体法（HypermonomerMethod or Branched Monomer Approach）

超单体法又称枝化单体法。所谓超单体，是指该树枝化单体的官能团（XY₄或者XY₈）比常规树枝化单体更多，该方法最大的优势就是仅需短短几步便可获得高代树枝状大分子。