CN103030797B - 一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法 - Google Patents
一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103030797B CN103030797B CN201210565862.XA CN201210565862A CN103030797B CN 103030797 B CN103030797 B CN 103030797B CN 201210565862 A CN201210565862 A CN 201210565862A CN 103030797 B CN103030797 B CN 103030797B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- integer
- polymkeric substance
- polymer
- pbs
- caprolactone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 title abstract description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 69
- 238000012650 click reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 9
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N Sodium azide Chemical compound [Na+].[N-]=[N+]=[N-] PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- -1 filter Substances 0.000 claims description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 5
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- 229910021595 Copper(I) iodide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 3
- 229910021589 Copper(I) bromide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M copper(i) bromide Chemical compound Br[Cu] NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M copper(i) iodide Chemical compound I[Cu] LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229940045803 cuprous chloride Drugs 0.000 claims description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 10
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000002508 compound effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 claims 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000013267 controlled drug release Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 abstract 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 abstract 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 abstract 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 abstract 1
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 37
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 37
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 9
- 150000003852 triazoles Chemical group 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- XJOZVHUKILXBEV-UHFFFAOYSA-N 3-chlorooxepan-2-one Chemical compound ClC1CCCCOC1=O XJOZVHUKILXBEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- MUXOBHXGJLMRAB-UHFFFAOYSA-N Dimethyl succinate Chemical compound COC(=O)CCC(=O)OC MUXOBHXGJLMRAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 2
- CCHNWURRBFGQCD-UHFFFAOYSA-N 2-chlorocyclohexan-1-one Chemical compound ClC1CCCCC1=O CCHNWURRBFGQCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMQFCTMVUFQKDS-UHFFFAOYSA-N 3-bromooxepan-2-one Chemical compound BrC1CCCCOC1=O OMQFCTMVUFQKDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEOIWYCWCDBOPA-UHFFFAOYSA-N 6-methyl-heptanoic acid Chemical compound CC(C)CCCCC(O)=O OEOIWYCWCDBOPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSVZGWAJIHWNQK-UHFFFAOYSA-N [3-(hydroxymethyl)-2-bicyclo[2.2.1]heptanyl]methanol Chemical compound C1CC2C(CO)C(CO)C1C2 YSVZGWAJIHWNQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000852 azido group Chemical group *N=[N+]=[N-] 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Chemical group BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- JKANAVGODYYCQF-UHFFFAOYSA-N prop-2-yn-1-amine Chemical compound NCC#C JKANAVGODYYCQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007430 reference method Methods 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000003443 succinic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 1
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
本发明公开了结构式（I）所示的具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法，其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，R1 为 -CH2OH,-CH2NH2或-CH2OCOCH2CH2COOH，n为20~50的整数，m为10~30的整数，p为20~60的整数。本发明通过经典的缩聚、开环聚合及点击反应合成得到，侧链活性基团的存在，不仅能在一定程度上增加聚合物的亲水性，而且为聚合物的后改性提供多种可能。这种侧基带有活性基团的可降解脂肪族聚酯在药物控制释放、体内短期植入物以及医药包装材料如血管支架等领域具有重要的研究价值和广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法，所提供的聚酯是一类具有完全的生物可降解性和一定亲水性能的高分子材料，可作为药物缓释载体应用于生物医用高分子领域。
背景技术
脂肪族二元酸及其衍生物和脂肪族二元醇经过经典的缩聚反应可以合成一类具有完全生物降解性的脂肪族聚酯高分子材料，如聚丁二酸乙二醇酯(PES)，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚己二酸丁二醇酯(PBA)。其中PBS是由四碳的丁二酸或其衍生物与1,4-丁二醇缩合聚合制备得到。PBS良好的热性能(熔点：114~118 ℃；热分解温度：380 ℃左右；玻璃化转变温度：-35~40 ℃ )和加工性能以及优异的生物降解性，使其成为脂肪族聚酯中一种具有重要应用价值的生物降解高分子材料。
随着研究的不断深入，PBS类聚合物自身的弊端也逐渐暴露出来，如疏水性强、缺乏反应活性位点、降解速度慢、同时结构中不含细胞可识别的分子，不能对细胞实现特异性吸附。PBS的上述缺点制约了其在生物医药领域的应用。为此，对PBS的功能化及亲水性改善成为研究者关注的热点。目前主要是通过共聚在聚合物的侧链引入亲水基团来实现对PBS的功能化及亲水性改善的。鉴于PBS的结构特点，带有活性基团如羟基的PBS类聚合物的合成主要通过以下三种途径来实现。（1）利用PBS末端羟基的反应活性引发保护了活性基团的环状单体开环，得到的共聚物再经去保护得到侧基带有活性基团的PBS类聚合物(Yang, J., et al. Biomacromolecules， 2004, 5, 209-218)。（2）以侧基保护的脂肪族二酸衍生物、丁二酸衍生物和二醇为原料，通过经典的缩合聚合反应合成侧基保护的PBS类聚合物，再去保护得到目标产物[Zhang, S. P., et al. Biomacromolecules， 2003, 4, 437-445]。（3）以富马酸、丁二酸和二醇为原料，合成主链带有不饱和双键的PBS类共聚物，共聚物再经羟基化反应得到侧基带有活性基团的PBS类聚合物[Hao, Q. H., et al. Biomacromolecules， 2005, 6, 3474-3480; Zhang, S. P., et al. Chin. J. Org. Chem. 2003, 23, 1008-1012.]。上述三种方法虽然都可得到带有活性侧基的PBS类共聚物，但都不同程度的存在反应路线长、反应不完全及试剂的毒性等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种主碳链具有亲水性功能侧基的脂肪族聚酯，以克服目前化学合成的脂肪族聚酯高度疏水性，难以调节亲水/疏水平衡，且缺乏活性反应位点，导致高分子后改性困难等不足。
本发明另一目的是提供上述脂肪族聚酯的制备方法。
本发明实现过程如下：
结构式（I）所示的高分子聚合物，
其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，R1为-CH2OH, -CH2NH2或-CH2OCOCH2CH2COOH，m为10~30的整数，n为20~50的整数， p为20~60的整数。
上述高分子聚合物的制备方法主要包括缩合聚合、开环聚合及点击反应，具体步骤如下：
（1）合成得到结构式（Ⅱ）所示的聚合物1
该聚合物的合成可参考文献方法[Zhang, S. P., et al. Biomacromolecules， 2003, 4, 437-445; Zhang, S. P., et al. Chin. J. Org. Chem. 2003, 23, 1008-1012]合成；
其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，m为10~30的整数；
（2）用聚合物1合成得到结构式（Ⅲ）所示的聚合物2
以干燥的苯、甲苯或二甲苯为溶剂，在催化剂有机锡、有机铝或有机钛化合物作用下，利用聚合物1末端羟基的反应活性，将聚合物1与己内酯和α-氯代己内酯在80~130 ℃引发环状单体己内酯和α-氯代己内酯开环反应得到聚合物2；
其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，m为10~30的整数，n为20~50的整数， p为20~60的整数，R为氯或溴，可根据环状单体ε-己内酯和α-氯或溴代己内酯的投料比及投料量来调节n、m和p的比值；
（3）以DMF为溶剂，聚合物2与叠氮化钠反应得到结构式（）所示的聚合物3，聚合物3和聚合物2结构类似，不同之处在于R为叠氮基，
；
（4）以氯化亚铜、溴化亚铜或者碘化亚铜/三乙胺体系为催化剂，聚合物3与结构式（）所示的化合物进行点击反应得到目标高分子聚合物，
。
上述聚合物（包括聚合物1、2、3和目标高分子聚合物）采取如下纯化方法：先将粗产物溶解于有机溶剂CH2Cl2、CHCl3或DMF中，过滤，滤液在过量的甲醇、乙醇或石油醚冷不良溶剂中沉淀，抽滤，重复上述操作1~5次，真空干燥至恒重。
上述步骤（4）中，目标高分子聚合物纯化后再经过氧化铝或硅胶柱除去亚铜离子。
本发明所制备得到的侧基带有活性基团的脂肪族聚酯的主要用途是生物医用材料及环境友好材料，侧基带有活性基团的脂肪族聚酯的合成解决了聚酯单独用作药物缓释载体时，亲水性差、缺乏反应活性位点和降解速度慢的问题。
本发明通过将经典的缩合聚合、开环聚合反应与点击反应相结合，合成侧基带有活性基团的PBS类聚合物，本发明制备方法得到的聚合物侧链活性基团的数目可调。本发明合成的聚合物在生理条件下可完全降解；侧链的活性基团的存在增加了聚合物的亲水性，方便了聚合物的后改性，同时，侧链的活性基团的存在一定程度上破坏了原有聚合物的规整性导致聚合物的结晶度降低，降解速度加快。此类聚合物可作为生物医用材料应用于药物控释、组织工程等领域。
附图说明
图1为聚合物1的1H NMR谱图及谱峰的归属；
图2 聚合物2的1H NMR谱图及谱峰的归属；
图3 聚合物3的1H NMR谱图及谱峰的归属；
图4 聚合物4的1H NMR谱图及谱峰的归属；
图5 聚合物5的1H NMR谱图及谱峰的归属；
图6 聚合物6的1H NMR谱图及谱峰的归属。
具体实施方式
下面通过实例对本发明进行具体描述，以下实例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明所用试剂，甲苯、氯仿、甲醇、NaN3、α-氯代环己酮等均为国产分析纯试剂；催化剂辛酸亚锡、异丙氧基铝等来自Aldrich；α-氯代己内酯参考文献方法[Lenoir, S., et al. Macromolecules， 2004, 37, 4055-4061]合成。
实施例1
聚合物1的合成可参考文献方法[Zhang, S. P., et al. Biomacromolecules， 2003, 4, 437-445; Zhang, S. P., et al. Chin. J. Org. Chem. 2003, 23, 1008-1012]合成。将5.9 g (50 mmol)丁二酸二甲酯和5.4 g ( 60 mmol) 1,4-丁二醇(摩尔比1：1.2)加入一个经无水无氧处理的三口瓶，将上述的混合体系放入预先设定好温度的180 ℃的油浴中，开启搅拌，氮气保护反应体系。3 h后，取出反应瓶，待反应瓶稍冷后，加入催化剂四异丙氧基钛(丁二酸二甲酯摩尔数的1/500)。维持该温度反应0.5 h 后，开始缓慢减压，同时将反应温度升至200 ℃。减压3～5 h后中止反应。然后在氮气气氛中，快速取出反应产物，冷却得到粗产物。将上述粗产品溶于适量的氯仿中，用过量的冷甲醇沉淀、抽滤，真空干燥至恒重得到羟基封端的PBS，即聚合物1，产率约70%。如图1所示，1H NMR(CDCl3，δ in ppm)：1.70 (-C H 2CH2O-)；2.63 (-C H 2C(O)-)；3.70 (-CH2C H 2OH)；4.15 (-CH2C H 2O-)。根据1H NMR 3.70和2.63 ppm处出峰面积的比例计算出PBS的聚合度为11。
实施例2
在氮气的保护状态下，向100 mL经无水无氧处理的三口瓶中加入1.50 g PBS、不同摩尔比的己内酯和α-氯代己内酯(两环状单体总的摩尔数一定)，及催化剂异辛酸亚锡(单体总摩尔数的1/1000)和10 mL干燥甲苯。混合体系于130 ℃油浴中搅拌反应24 h。减压蒸馏除去甲苯，冷却得到粗产物。将上述粗产物溶于适量的氯仿中，用过量的冷甲醇沉淀、抽滤，真空干燥至恒重得到侧基带有氯原子的PBS和PCL的共聚物，PBS-g-P(CL-co-αClCL)，即聚合物2，产率约62%。如图2所示，1H NMR(CDCl3，δ in ppm)：1.30~2.12 (-C H 2CH2O-，PBS unit；- C(O)CH2C H 2C H 2C H 2CH2O-，PCL unit；- C(O)CH(Cl)C H 2C H 2C H 2CH2O，P(αClCL) unit)；2.32 (-C(O)C H 2-，PCL unit) 2.63 (-C H 2C(O)-，PBS unit)；4.00~4.10 (-CH2C H 2O-，PBS和PCL units)；4.19 (-CH2C H 2O-，P(αClCL) unit)；4.28 (-C H (Cl)-，P(αClCL) unit)。根据1H NMR 4.28、2.63和2.32 ppm处出峰面积的比例，再结合PBS的聚合度为11，可计算共聚单元组成。由实验可知，开环反应所得共聚物中各共聚组分的比例与投料比基本一致。如：己内酯和α-氯代己内酯总投料为45 mmol，二者的摩尔比为为50：50时，开环后共聚物中二共聚单元的比例为52：48。
实施例3
在100 mL干燥的圆底烧瓶中加入0.6 g聚合物2及6 mL DMF，待黄色共聚物完全溶于DMF后再加入0.2 g叠氮化钠，反应瓶在70 ℃油浴中避光搅拌反应24 h。冷却后加入约30 mL无水乙醚摇晃后放入冰箱冷藏室静置0.5 h，抽滤。粗产物溶于适量的氯仿后用大量的冷乙醚沉淀、抽滤，真空干燥至恒重得到聚合物3，PBS-g-P(CL-co-αN3)，产率约为90%。如图3所示，1.30~1.90 (-C H 2CH2O-，PBS；-C(O)CH2C H 2C H 2C H 2CH2O-，PCL unit；- C(O)CH(N3)C H 2C H 2C H 2CH2O，P(αN3CL) unit)；2.33 (-C(O)C H 2-，PCL unit)；2.63 (-C H 2C(O)-，PBS unit)；3.85 (-C H (N3)-，P(αN3CL) unit)； 4.00~4.10 (-CH2C H 2O-，PBS和PCL units)；4.19 (-CH2C H 2O-，P(αN3CL) unit)。与实施例2所得聚合物2的1H NMR相比，实施例2的1H NMR谱图4.28 ppm处出峰的消失，以及实施例3的1H NMR谱图3.85 ppm处新峰的出现，可以证实实施例2聚合物2 PBS-g-P(CL-co-αClCL)完全转化成实施例3 的聚合物3 PBS-g-P(CL- co-αN3CL)。实施例3聚合物的FT-IR (KBr压片法) 2108 cm-1处的出峰进一步证实了聚合物中的-N3结构。
实施例4
聚合物4的合成
在氮气的保护状态下，向经无水无氧处理过的100 mL三颈瓶加入90 mg的叠氮产物聚合物3，3~5 mL DMF溶解后，再依次加入213 mg (3.8 mmol)炔丙醇、72 mg (0.38 mmol) CuI、52 μl (0.38 mmol)三乙胺，于40 ℃油浴中搅拌避光反应24 h。反应结束后，趁热抽滤掉不溶物，待滤液稍冷后用大量无水乙醚沉淀得墨绿色粗产物，氯仿溶解粗产物无水乙醚沉淀，过滤后产物置于40 ℃真空烘箱中干燥至恒重。如图4所示，1H NMR(CDCl3，δ in ppm)：1.30~1.90 (-C H 2CH2O-，PBS unit；-C(O)CH2C H 2C H 2C H 2CH2O-，PCL unit；- C(O)CH(triazole-OH)C H 2C H 2C H 2 CH2O，-P(triazole-OH-CL) unit)；2.32 (-C(O)C H 2-，PCL unit)；2.65 (-C H 2C(O)-，PBS unit)；4.00~4.30 (-CH2C H 2O-，PBS、PCL和triazole(OH)-PCL units)；4.83 (triazole-C H 2OH)；5.32 (triazole-C H C(O)-)；7.80 (C H =C，triazole)。与实施例3所得聚合物3的1H NMR相比，实施例3的1H NMR谱图3.85 ppm处出峰的消失，以及实施例4的1H NMR谱图4.83、5.32和7.80 ppm处新峰的出现，可以证实实施例3共聚物PBS-g-P(CL-co-αN3CL)的点击反应是成功的。
聚合物5的合成
聚合物3与结构式（）所示的炔丙胺点击产物即聚合物5，如图5所示，1H NMR(CDCl3，δ in ppm)：1.30~1.90 (-C H 2CH2O-，PBS unit；-C(O)CH2C H 2C H 2C H 2CH2O-，PCL unit；- C(O)CH(triazole-OH)C H 2C H 2C H 2 CH2O，-P(αtriazole-OHCL) unit)；2.32 (-C(O)C H 2-，PCL unit)；2.65 (-C H 2C(O)-，PBS unit)；4.00~4.30 (-CH2C H 2O-，PBS、PCL和triazole(OH)-PCL units)；4.80 (triazole-C H 2OH)；5.30 (triazole-C H C(O)-)；7.74 (C H =C，triazole)。
聚合物6的合成
聚合物3与结构式（）所示的炔酸点击产物即聚合物6，如图6所示，1H NMR(CDCl3，δ in ppm)：1.30~1.90 (-C H 2CH2O-，PBS unit；-C(O)CH2C H 2C H 2C H 2CH2O-，PCL unit；- C(O)CH(triazole-OH)C H 2C H 2C H 2 CH2O，-P(αtriazole-OHCL) unit)；2.34 (-C(O)C H 2-，PCL unit；-CH2C H 2COOH)；2.65 (-C H 2C(O)-，PBS unit)；4.00~4.30 (-CH2C H 2O-，PBS、PCL，triazole(OH)-PCL units，-C H 2CH2COOH)；5.12~5.50 (triazole-C H C(O)-，triazole-C H 2O-)；7.80 (C H =C，triazole)。
实施例5
对实施例1-4合成得到的聚合物1-6进行了1H NMR、FT-IR表征，证实了聚合物的结构；表1动态接触角的测试也证实了侧链引入的-OH、-NH2、-COOH基团不同程度的改善了聚合物的亲水性。
Claims (1)
1.结构式（I）所示的高分子聚合物的制备方法，包括以下步骤：
其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，R1为-CH2OH, -CH2NH2或-CH2OCOCH2CH2COOH，m为10~30的整数，n为20~50的整数， p为20~60的整数；
（1）合成得到结构式（Ⅱ）所示的聚合物1
其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，m为10~30的整数；
（2）用聚合物1合成得到结构式（Ⅲ）所示的聚合物2
以干燥的苯、甲苯或二甲苯为溶剂，在催化剂有机锡、有机铝或有机钛化合物作用下，利用聚合物1末端羟基的反应活性，将聚合物1与己内酯和α-氯代己内酯在80~130 ℃引发环状单体己内酯和α-氯代己内酯开环反应得到聚合物2；
其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，m为10~30的整数，n为20~50的整数， p为20~60的整数，R为氯；
（3）以DMF为溶剂，聚合物2与叠氮化钠反应得到结构式（）所示的聚合物3，
；
（4）以氯化亚铜、溴化亚铜或者碘化亚铜/三乙胺体系为催化剂，聚合物3与结构式（）所示的化合物进行点击反应得到目标高分子聚合物，
;
上述聚合物采取如下纯化方法：先将粗产物溶解于有机溶剂CH2Cl2、CHCl3或DMF中，过滤，滤液在过量的甲醇、乙醇或石油醚冷不良溶剂中沉淀，抽滤，重复上述操作1~5次，干燥即可；
步骤（4）中，目标高分子聚合物纯化后再经过氧化铝或硅胶柱除去亚铜离子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210565862.XA CN103030797B (zh) | 2012-12-23 | 2012-12-23 | 一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210565862.XA CN103030797B (zh) | 2012-12-23 | 2012-12-23 | 一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103030797A CN103030797A (zh) | 2013-04-10 |
| CN103030797B true CN103030797B (zh) | 2015-07-08 |
Family
ID=48018230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210565862.XA Expired - Fee Related CN103030797B (zh) | 2012-12-23 | 2012-12-23 | 一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103030797B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103382252B (zh) * | 2013-07-31 | 2015-07-22 | 暨南大学 | 一种环状生物降解脂肪族聚酯及其制备方法 |
| CN109943972B (zh) * | 2017-12-21 | 2021-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种CDA-g-PET纤维膜及其制备方法和应用 |
-
2012
- 2012-12-23 CN CN201210565862.XA patent/CN103030797B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Synthesis and characterization of bioactive molecules grafted on poly(ε-caprolactone) by "click" chemistry;Jiraphong Suksiriworapong etc.;《Polymer》;20100327;第51卷;第2286-2295页 * |
| 余瑾等.P(BS-CL)的合成与降解性能研究.《安徽大学学报(自然科学版)》.2009,第33卷(第3期),第78-81页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103030797A (zh) | 2013-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chujo et al. | Synthesis and redox gelation of disulfide-modified polyoxazoline | |
| KR19990007861A (ko) | 헤테로테레케릭 블록 공중합체 및 이의 제조방법 | |
| CN108250415B (zh) | 一种聚(γ-丁内酯)-b-聚乳酸嵌段共聚物及其制备方法 | |
| JP5713274B2 (ja) | 高分子量ポリオキシアルキレン誘導体の精製方法 | |
| Rutnakornpituk et al. | Synthesis, characterization and properties of chitosan modified with poly (ethylene glycol)–polydimethylsiloxane amphiphilic block copolymers | |
| EP1282428A1 (en) | Biocompatible macromers | |
| CN104592525B (zh) | 两亲性温敏型聚肽嵌段共聚物分子刷及其制备方法和应用 | |
| CN101910246A (zh) | 包含源自α-羟酸的疏水嵌段的高纯两亲共聚物及其制备方法 | |
| WO2006128175A2 (en) | Polymers, compositions and methods of making the same | |
| CN102443150A (zh) | 主链和侧链均为碳-氧杂链结构的聚合物分子刷、合成方法 | |
| CN113817153B (zh) | 一类氰基功能化碳酸酯单体、氰基功能化聚碳酸酯及制备方法 | |
| CN111019126B (zh) | 一种聚酯酰胺及其制备方法 | |
| McGrath et al. | Synthetic strategy for preparing chiral double-semicrystalline polyether block copolymers | |
| CN113307963B (zh) | 一种合成缩水甘油基线形聚合物的方法 | |
| Çatıker et al. | Synthesis and characterization of novel ABA type poly (Ester-ether) triblock copolymers | |
| CN101054441A (zh) | 可控降解二氧化碳/环氧化物/内酯的三元共聚物及其制备方法 | |
| CN103030797B (zh) | 一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法 | |
| CN103382252B (zh) | 一种环状生物降解脂肪族聚酯及其制备方法 | |
| Yuan et al. | Synthesis and self-assembly of pH-responsive amphiphilic dendritic star-block terpolymer by the combination of ROP, ATRP and click chemistry | |
| Sha et al. | Synthesis, characterization, and micellization of an epoxy‐based amphiphilic diblock copolymer of ϵ‐caprolactone and glycidyl methacrylate by enzymatic ring‐opening polymerization and atom transfer radical polymerization | |
| CN111303392A (zh) | 一种基于聚乙二醇端基修饰的两亲性嵌段共聚物的制备方法 | |
| CN102408553B (zh) | 医用生物降解性聚乳酸-谷氨酸的合成工艺 | |
| Tong et al. | Synthesis and characterization of block copolymers comprising a polyrotaxane middle block flanked by two brush-like PCL blocks | |
| CN108530642B (zh) | 可生物降解的三嵌段杂臂星形双亲性高分子材料及其制备方法 | |
| Yu et al. | Novel triblock copolymers synthesized via radical telomerization of N-isopropylacrylamide in the presence of polypseudorotaxanes made from thiolated PEG and α-CDs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ma Jiani Inventor after: Zhang Shiping Inventor after: Wang Dan Inventor after: Gong Yongkuan Inventor after: Bai Yinjuan Inventor before: Zhang Shiping Inventor before: Wang Dan Inventor before: Gong Yongkuan Inventor before: Bai Yinjuan |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150708 Termination date: 20191223 |