CN103113226B - 甲基丙烯酸叔丁酯类单体及其聚合物、合成方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了甲基丙烯酸叔丁酯类单体及其聚合物、合成方法和用途。制备方法包括：将丙烯酸叔丁酯与福尔马林反应生成2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯，然后与三溴化磷反应生成2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯，最后与含有2~6个碳原子的羟基脂肪酸钠反应得到上述单体。这类单体和相应的聚合物可以用于合成结构完全规整的具有pH刺激响应性的生物兼容的两亲性共聚物。不仅原料简单易得，合成步骤简单，所得的聚合物结构规整并完全可控；而且可以按照所需分别精确调节主链和侧链聚合物的长度，以控制共聚物自组装聚集体的形貌，从而控制药物控释的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体及其聚合物、制备方法和用途。
背景技术
刺激响应性聚合物近年来吸引了大量研究人员的关注。刺激响应性聚合物在受到外部环境刺激(温度、pH、电场和光)时能够显示出独特的性质变化，使这些聚合物在智能药物/基因传输系统、注射组织工程支架、细胞培养等生物医药领域中有潜在应用。尤其是刺激响应性聚合物在水中溶解性的可逆转变行为的研究更是一个热点问题。如果在聚合物中某一链段为弱酸或者弱碱，聚合物在水中的溶解性就会受环境pH的影响，即通过改变环境的pH值来可以调控聚合物的溶解性。研究较多的pH响应性聚合物包括聚丙烯酸类、聚乙烯基吡啶类和一些含有氨基的丙烯酸酯类。例如聚2-乙烯基吡啶(P2VP)的pKa约为4，它在较强的酸性条件下质子化溶于水；当加入碱时(pH升高)，P2VP去质子化而变为不溶于水。聚(甲基丙烯酸-2-二乙基氨基乙酯)的pKa在7.3左右，它在酸性及中性条件下质子化溶于水，而在碱性条件下去质子化变为不溶于水。
伴随着聚合物亲/疏水性的变化，聚合物的微观形貌和体积同时发生变化。如果将药物负载到pH刺激响应聚合物中，当外部环境的pH改变时，聚合物发生膨胀并具有渗透性，允许药物在适当的条件下释放。这种可控释放性能在生物医药领域具有诱人的应用前景，例如，在发炎、感染或恶性肿瘤等病变部位，pH呈弱酸性，而利用pH刺激响应性聚合物药物控释载体便可以使药物选择在病变部位释放，从而提供了一种安全有效的治愈途径；在口服给药方面，由于胃和肠道的pH值差异很大，利用pH刺激响应性聚合物药物控释载体可以使药物选择胃中或者肠道中释放，提高药效。
然而，上述pH刺激响应性聚合物因为不具有生物可降解性、所具有的结构与生物不相容或是含有残余的单体，在生物医药领域的应用受到了限制。于是，研究人员通过新的聚合物合成技术来改变刺激响应性聚合物的结构，在刺激响应性聚合物中引入生物可降解和生物兼容性聚合物来使这些刺激响应性聚合物能够应用于生物医药领域。例如中国科技大学王均等人将具有生物可降解性和生物兼容性的聚磷酸酯引入到聚环氧乙烷中，获得的共聚物不仅提高了生物兼容性，同时还保留了聚环氧乙烷的温度刺激响应性。这种策略被广泛应用于具有良好生物兼容性的刺激响应性聚合物的合成中。
pH刺激响应聚合物作为可控释放材料使用时，首先要形成有pH刺激响应性的具有微观结构的自组装聚集体，如胶束和囊泡等。这些自组装聚集体的微观形貌决定了药物释放的控制性，而聚合物的化学结构决定了这些自组装聚集体的微观形貌。然而，上述在刺激响应性聚合物中引入生物可降解和生物兼容性聚合物时，通常使用无规共聚或者大分子偶联反应，所得的共聚物结构不可控或只有部分可控，从而影响了后续药物控释的应用。
合成结构完全可控的共聚物是高分子化学家长期以来面临的挑战，也是控制聚合物自组装行为的基础。本发明提供了一种结构完全规整共聚物的合成方法，其关键在于合成了一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体。这类单体可以通过活性自由基聚合获得结构规整的聚甲基丙烯酸叔丁酯主链；聚合物主链每个重复单元上都含有一个羟基，能够引发丙交酯、环己内酯、磷酸酯等生物相容性单体的活性开环聚合，将结构规整的生物可降解和具有生物兼容性的聚合物引入聚合物主链上；最后聚甲基丙烯酸叔丁酯主链进行选择性水解后，生成结构完全规整的具有pH刺激响应性的生物兼容的两亲性共聚物。这个方法原料简单易得，合成步骤简单，所得的聚合物结构规整并完全可控；而且可以按照所需分别精确调节主链和侧链聚合物的长度，以控制共聚物自组装聚集体的形貌，从而控制药物控释的性能。
发明内容
本发明的目的在于通过分子设计和制备一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体；这类单体能够利用活性自由基聚合方法，制备结构规整的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物。所得的聚合物能够进一步引发生物相容性单体的活性开环聚合，并选择性水解后，制备结构完全规整的具有pH刺激响应性的生物兼容的两亲性共聚物。
本发明的目的进一步描述是提供一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体和一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物。
本发明的目的还提供一种上述含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体和含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法。
本发明的另一目的是提供一种上述有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的用途，系能够引发丙交酯、环己内酯、磷酸酯等生物相容性单体的活性开环聚合，并进行选择性水解脱除叔丁基，制备结构完全规整的具有pH刺激响应性的生物兼容的两亲性共聚物。所得两亲性的共聚物在水中能够形成具有微观结构的自组装体，进一步作为药物载体应用于药物传输和释放等生物医药领域。
本发明所提供的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体具有如下结构：
其中x为1~5的整数，具体说是1、2、3、4或5的整数。
本发明所提供的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物具有如下结构：
其中x为1~5的整数，具体说是1、2、3、4或5的整数；n为10~500的整数。
本发明的制备反应式如下：
上述反应式中，polymerization表示活性自由基聚合，x的范围为1~5的整数，n为10~500的整数。
(1)在四氢呋喃和水的混合溶剂中，将丙烯酸叔丁酯和福尔马林在脂肪胺的催化下，室温反应12~24小时，生成2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1；所述丙烯酸叔丁酯、福尔马林和脂肪胺的摩尔比为1：(1~2)：(0.1~0.2)；
(2)在0℃~室温下，2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1的乙醚溶液和三溴化磷反应2~4小时，生成2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2；所述2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1和三溴化磷的摩尔比为(1~2)：1；
(3)在有机溶剂中，将2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2和含有2~6个碳原子的羟基脂肪酸钠在室温反应12~24小时后，生成含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸酯类单体3；2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2和羟基脂肪酸钠的摩尔比为1：(1~2)；
(4)在有机溶剂中，以一价铜卤化物为催化剂，脂肪族多齿胺类化合物为配体，α-卤代酯为引发剂，引发含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体3的原子转移自由基聚合制得含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4；所述一价铜卤化物与含氮配体的摩尔比为1：(1~3)；一价铜卤化物与α-卤代酯的摩尔比为1：1；一价铜卤化物与单体3的摩尔比为1：(20~1000)；聚合温度为0~120℃，聚合时间为0.5~12小时；
(5)或在有机溶剂中，以二硫代酯为链转移剂，由偶氮二异丁腈引发含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体3的可逆加成-断裂链转移聚合制得含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4；所述二硫代酯与自由基引发剂的摩尔比为(1~3)：1；自由基引发剂与单体3的摩尔比为1：(20~1000)；聚合温度为80~120℃，聚合时间为12~24小时。
本发明步骤(3)中所用的有机溶剂是N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
本发明步骤(4)和(5)中所用的有机溶剂是四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
本发明步骤（4）中所用的一价铜卤化物为氯化亚铜或溴化亚铜。
本发明步骤（4）中所用的脂肪族多齿胺类化合物是五甲基二亚甲基三胺、六甲基三亚乙基三胺或三-(N，N-二甲基氨基乙基)胺。
本发明步骤（4）中所用的α-卤代酯为α-氯代丙酸甲酯、α-氯代丙酸苯酯、α-氯代异丁酸甲酯、α-氯代异丁酸苯酯、α-溴代丙酸甲酯、α-溴代丙酸苯酯、α-溴代异丁酸甲酯或α-溴代异丁酸苯酯。
本发明步骤（5）中所用的二硫代酯为二硫代苯甲酸苯乙基酯、二硫代苯甲酸异丙苯基酯或二硫代苯甲酸苄基酯。
本发明所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4，其聚合物链的每个重复单元上都含有一个羟基，能够引发丙交酯、环己内酯、磷酸酯等生物相容性单体的活性开环聚合，将结构规整的生物可降解和具有生物兼容性的聚合物引入聚合物主链上；最后聚甲基丙烯酸叔丁酯主链进行选择性水解后，生成结构完全规整的具有pH刺激响应性的生物兼容的两亲性共聚物。这个方法原料简单易得，合成步骤简单，所得的聚合物结构规整并完全可控；而且可以按照所需分别精确调节主链和侧链聚合物的长度，以控制共聚物自组装聚集体的形貌，从而控制药物控释的性能。
本发明所述的所有的小分子新化合物的结构由核磁共振谱、红外光谱和质谱得到证实；本发明所述的所有聚合物的结构由核磁共振谱、红外光谱和凝胶渗透色谱得到证实；自组装聚集体的形貌由扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜观察。
附图说明
图1两亲性接枝共聚物8流体动力学直径(Dh)和流体动力学直径分布(PDI)与pH的关系图。
图2两亲性接枝共聚物8的载药胶束在模拟肠液/体液环境中释药量(Drugrelease)与时间(Time)的关系图。
图3细胞存活率(Relative cell viability)与药物浓度(Drug concentration)的关系图。柱状图左侧为阿霉素(doxorubicin)，右侧为两亲性接枝共聚物8的载药胶束(PAA-g-PCL NP/doxorubicin)。
附图中，Dh表示流体动力学直径，PDI表示流体动力学直径分布，Drugrelease表示释药量，Time表示时间，Relative cell viability表示细胞存活率，Drugconcentration表示药物浓度，doxorubicin表示阿霉素，PAA-g-PCL NP表示聚丙烯酸接枝聚环己内酯共聚物所形成的纳米胶束。
具体实施方式：
通过以下部分实施例对本发明可以进一步理解，但不是限制本发明的范围。
实施例12-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1的合成
在500mL的烧瓶中，加入丙烯酸叔丁酯(48mL,0.33mol)、福尔马林(39.5g,0.5mol)、三乙胺(4.5mL,0.033mol)、四氢呋喃(50mL)和水(32mL)。室温搅拌24小时。将所得的溶液用乙醚萃取三次，有机相合并，干燥浓缩后得到粗产物。粗产物经减压蒸馏，得到2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1(40.1g,77%),为无色透明液体。
1H NMR:δ(ppm):1.38,2.55,4.29,5.72,6.18.
实施例22-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2的合成
在0℃将2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1(12.6g,80mmol)的100mL乙醚溶液缓慢滴加到三溴化磷(3.8mL,40mmol)中，然后让体系回复室温搅拌2小时。反应结束，将体系冷却到0℃后缓慢滴加冷水淬灭反应。反应溶液用乙醚萃取三次，有机相合并，干燥浓缩后得到粗产物。粗产物减压蒸馏得到2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2(11.8g,83%),为无色透明液体。
1H NMR:δ(ppm):1.38,4.15,5.72,6.18.
实施例3单体3a的合成
在100mL的烧瓶中，加入2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2(6.0g，0.027mol)、4-羟基乙酸钠(2.65g，0.027mol)和N，N-二甲基甲酰胺(50mL)。室温搅拌20小时后，过滤除去生成的盐。滤液浓缩，柱层析后得到化合物3a(5.19g,89%)。
FT-IR:υ(cm-1):3478,2979,2925,1738,1715,1644,1455,1393,1369,1317,1285,1256,1144,1058,846.
1H NMR:δ(ppm):1.45,3.92,4.87,5.75,6.18.
ESI-MS(m/z):found(M+Na)+:239.
实施例4单体3b的合成
在100mL的烧瓶中，加入2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2(6.0g，0.027mol)、4-羟基丙酸钠(3.04g，0.027mol)和N，N-二甲基甲酰胺(50mL)。室温搅拌20小时后，过滤除去生成的盐。滤液浓缩，柱层析后得到化合物3b(5.34g,86%)。
FT-IR:υ(cm-1):3478,2979,2925,1738,1715,1644,1455,1393,1369,1317,1285,1256,1144,1058,846.
1H NMR:δ(ppm):1.45,2.60,3.83,4.87,5.75,6.18.
ESI-MS(m/z):实测值(M+Na)+:253.
实施例5单体3c的合成
在500mL的烧瓶中，加入2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2(30.0g，0.135mol)、4-羟基丁酸钠(19.0g，0.151mol)和N，N-二甲基甲酰胺(250mL)。室温搅拌20小时后，过滤除去生成的盐。滤液浓缩，柱层析后得到化合物3c(27.0g,81%)。
FT-IR:υ(cm-1):3478,2979,2925,1738,1715,1644,1455,1393,1369,1317,1285,1256,1144,1058,846.
1H NMR:δ(ppm):1.45,1.78,2.40,3.54,4.87,5.75,6.18.
ESI-MS(m/z):实测值(M+Na)+:267.
实施例6单体3d的合成
在500mL的烧瓶中，加入2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2(30.0g，0.135mol)、4-羟基戊酸钠(36.7g，0.27mol)和N，N-二甲基甲酰胺(250mL)。室温搅拌20小时后，过滤除去生成的盐。滤液浓缩，柱层析后得到化合物3d(28.9g,83%)。
FT-IR:υ(cm-1):3478,2979,2925,1738,1715,1644,1455,1393,1369,1317,1285,1256,1144,1058,846.
1H NMR:δ(ppm):1.45,1.51,1.78,2.40,3.54,4.87,5.75,6.18.
ESI-MS(m/z):实测值(M+Na)+:281.
实施例7单体3e的合成
在500mL的烧瓶中，加入2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2(30.0g，0.135mol)、4-羟基己酸钠(40.5g，0.27mol)和N，N-二甲基甲酰胺(250mL)。室温搅拌20小时后，过滤除去生成的盐。滤液浓缩，柱层析后得到化合物3e(28.6g,78%)。
FT-IR:υ(cm-1):3478,2979,2925,1738,1715,1644,1455,1393,1369,1317,1285,1256,1144,1058,846.
1H NMR:δ(ppm):1.45,1.51,1.78,2.40,3.54,4.87,5.75,6.18.
ESI-MS(m/z):实测值(M+Na)+:295.
实施例8单体3的原子转移自由基聚合
单体3的原子转移自由基聚合的典型过程以下述单体3e的聚合为例说明。聚合引发剂为α-卤代酯，催化剂为一价铜卤化物，配体为脂肪族多齿胺类化合物，溶剂包括四氢呋喃、二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺，在0~120℃聚合0.5~12小时。部分结果列于表1。
表1单体3原子转移自由基聚合的部分结果
其中CuX为一价铜卤化物，PMDETA为五甲基二亚甲基三胺，HMTETA为六甲基三亚乙基三胺，Me6TREN为三-(N，N-二甲基氨基乙基)胺，Mn为数均分子量，Mw/Mn为分散度，分子量和分散度由GPC测定。
单体3e的原子转移自由基聚合
向干燥的烧瓶中加入3e(1.1g,4mmol)，α-溴代异丁酸甲酯(7.2mg,0.04mmol)，溴化亚铜(4.2mg,0.042mmol)和四氢呋喃(2mL)，经氮气置换氧气后，加入五甲基二亚甲基三胺(PMDETA,7.0mg,0.04mmol)。将溶液置于80℃油浴中反应12小时。终止反应，过滤除去铜盐。滤液于正己烷中沉淀三次。在40°C真空烘干，得628mg聚合物4e。
GPC:Mn=6,400,Mw/Mn=1.31.
FT-IR:υ(cm-1):3427,2976,2925,1731,1446,1394,1369,1317,1252,1148,1061,842.
1H NMR:δ(ppm):1.45,1.84,2.48,3.72,4.87.
实施例9单体3的可逆加成-断裂链转移聚合
单体3的可逆加成-断裂链转移聚合的典型过程以下述单体3c的聚合为例说明。聚合引发剂为偶氮二异丁腈，二硫代酯包括二硫代苯甲酸苯乙基酯、二硫代苯甲酸异丙苯基酯和二硫代苯甲酸苄基酯，溶剂包括四氢呋喃、、二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺，在60~120℃聚合2~24小时。部分结果列于表2。
表2单体3可逆加成-断裂链转移聚合的部分结果
其中PEDB为二硫代苯甲酸苯乙基酯，CDB为二硫代苯甲酸异丙苯基酯，BDB为二硫代苯甲酸苄基酯，Mn为数均分子量，Mw/Mn为分散度，分子量和分散度由GPC测定。
单体3c的可逆加成-断裂链转移聚合
在惰性气体氛围下，在反应管中加入偶氮二异丁腈(40mg,0.24mmol)、二硫代苯甲酸异丙苯基酯(200mg,0.74mmol)、单体3c(1.2g,4.41mmol)和N，N-二甲基甲酰胺(0.25mL)。体系抽换氮气后，将反应管放入70℃的油浴中反应20小时。将反应液滴加入正己烷沉淀，真空干燥后得到0.92g聚合物4c。
GPC:Mn=2,600,Mw/Mn=1.26.
FT-IR:υ(cm-1):3427,2976,2925,1731,1446,1394,1369,1317,1252,1148,1061,842.
1H NMR:δ(ppm):1.50,1.84,2.15,2.48,3.60,4.26,7.13-7.40.
实施例10聚合物4c引发ε-环己内酯开环聚合
在惰性气体氛围下，将聚合物4c(200mg)和ε-环己内酯(1mL,9.38mmol)加入到干燥的反应管中，然后加入Sn(Oct)2(2mg,0.004mmol)的四氢呋喃溶液，放入110℃油浴中反应3小时。反应溶液用少量四氢呋喃稀释后，滴加入甲醇沉淀，真空干燥后得到0.96g聚合物5。
GPC:Mn=26,200,Mw/Mn=1.52.
FT-IR:υ(cm-1):3542,3428,2940,2865,1733,1460,1392,1368,1236,1163,1085,802.
1H NMR(DMSO-d6):δ(ppm):1.26,1.39,1.49,2.26,3.37,3.98,4.31.
实施例11聚合物4e引发磷酸酯开环聚合
在惰性气体氛围下，将聚合物4e(200mg)、乙基亚乙基磷酸酯(800mg,5mmol)和甲苯(2mL)加入反应管中，加热到90℃后，加入Sn(Oct)2(2mg,0.004mmol)。继续在90℃反应2小时。反应溶液用少量四氢呋喃稀释后，滴加入甲醇沉淀，真空干燥后得到0.62g聚合物6。
GPC:Mn=23,600,Mw/Mn=1.48.
FT-IR:υ(cm-1):3560,3427,2925,1733,1446,1392,1368,1236,1163,1085,842.
1H NMR:δ(ppm):1.45,1.49,1.84,3.37,4.18,4.26,4.87.
实施例12聚合物4a引发丙交酯开环聚合
在惰性气体氛围下，在反应管中加入聚合物4a(200mg)、L-丙交酯(1g,7mmol)和Sn(Oct)2(2mg,0.004mmol)，抽换氮气后在55℃反应4小时。反应溶液用少量四氢呋喃稀释后，滴加入甲醇沉淀，真空干燥后得到0.81g聚合物7。
GPC:Mn=32,200,Mw/Mn=1.62.
FT-IR:υ(cm-1):3566,3428,2925,1751,1733,1446,1392,1368,1236,1163,1085,840.
1H NMR:δ(ppm):1.45,1.84,1.90,3.37,4.18,4.26,4.87.
实施例13聚合物5的选择性水解
将聚合物5(612mg)溶解于30mL二氯甲烷中，缓慢加入15mL三氟乙酸(8.08mmol)，室温搅拌24小时。所得溶液浓缩后在正己烷中沉淀。真空干燥。
GPC:Mn=26,400,Mw/Mn=1.18.
1H NMR(DMSO-d6):δ(ppm):1.29,1.52,1.67,2.26,3.37,3.97,4.36.
实施例14聚合物8的自组装体的制备
两亲性聚合物8自组装聚集体制备的典型过程为：将两亲性共聚物8溶于四氢呋喃中配成浓度为0.4mg/mL的母液。取母液1.0mL，用微量注射泵向母液中缓慢滴加2.0mL双蒸水，然后将所得的混合溶液移入透析袋中，在双蒸水中渗析5天，最终得到两亲性聚合物8的自组装聚集体溶液。
实施例15两亲性聚合物8自组装胶束的pH响应性测试
两亲性聚合物8自组装胶束的pH刺激响应性采用动态光散射观察。当pH为4.54，胶束的平均直径和尺寸分布分别为197.4nm和0.053。当pH降到3.28，胶束完全疏水，胶束平均直径和尺寸分布急剧增大。(见图1)
实施例16两亲性聚合物8的药物控释实验
(1)物理包埋法制备聚合物8的载药胶束
将10mg聚合物8和5mg阿霉素溶于四氢呋喃(5mL)中，将溶液转移到透析袋中，置入pH为4.76的400mL双蒸水中透析，每隔3小时更换一次水。1天后，将袋中溶液转移到表面皿中，冷冻干燥得到10.0mg载药胶束；
(2)载药胶束的体外释药过程
准确称取5mg载药胶束，用1mL高纯水溶解分散。马上将所得溶液转移到透析卡中，将透析卡放入模拟肠液/体液(0.2mol/L的pH为7.4的磷酸缓冲溶液)中，于37℃下进行体外药物释放。定期取出5mL释放液,紫外测定其中阿霉素浓度，并同时补充相同体积的缓冲液继续释放。分别测试取出液在480nm处的吸光度值，在吸光度-浓度标准曲线上推算其浓度，进而算得释药量(见图2)。最后计算出聚合物胶束对药物的包封率和包埋率分别为60%和90%。
同时测定累积释药分数。实验结果显示，在10小时内，所得的载药胶束存在突释阶段和缓释阶段，释药量约为60%，缓释释药约为30%。这说明该药物胶束具有较好的缓释过程。
(3)细胞毒性试验
肺癌细胞A549被选择作为目标细胞来进行载药胶束的细胞毒性研究,采用细胞增殖-毒性检测试剂盒(CCK-8)测其细胞存活率。实验结果表明，单独药物与载药胶束对细胞的毒性具有一定的时间与浓度依赖性，即在一定的时间与浓度范围内随着时间与浓度的增加，两者对细胞的杀伤作用越大。但是与单独药物相比，载药胶束可以更有效地杀伤A549细胞。(见图3)
空白对照实验：把目标细胞在没有负载药物的胶束载体中培养，即使胶束浓度高达100mg/L时，培养48h后，细胞的相对存活率仍在85%以上。说明单独的聚合物胶束对这种细胞基本没有毒性，体系对细胞的杀伤作用完全来自于载体负载的阿霉素。
Claims (12)
1.一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体，其特征是具有如下结构式：
其中x的范围为2、3、4或5的整数。
2.一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物，其特征是具有如下结构式：
其中x的范围为2、3、4或5的整数，n为10～500的整数。
3.一种如权利要求1所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体的制备方法，其特征是由以下步骤制得：
(1)在四氢呋喃和水的混合溶剂中，将丙烯酸叔丁酯和福尔马林在三乙胺的催化下，室温反应12～24小时，生成2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1；所述丙烯酸叔丁酯、福尔马林和三乙胺的摩尔比为1：(1～2)：(0.1～0.2)；
(2)在0℃～室温下，2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1的乙醚溶液和三溴化磷反应2～4小时，生成2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2；所述2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1和三溴化磷的摩尔比为(1～2)：1；
(3)在有机溶剂中，将2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2和含有3～6个碳原子的羟基脂肪酸钠在室温反应12～24小时生成含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的丙烯酸酯类单体3；2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2和羟基脂肪酸钠的摩尔比为1：(1～2)；所述化合物1、2和3的结构式如下：
其中x的范围为2、3、4或5的整数。
4.如权利要求3所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体的制备方法，其特征在于制备方法步骤(3)中所用的有机溶剂是N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
5.一种如权利要求2所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征是由下述步骤(1)或(2)的两种方法制得：
(1)在有机溶剂中，以一价铜卤化物为催化剂，脂肪族多齿胺类化合物为配体，α-卤代酯为引发剂，引发含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体3的原子转移自由基聚合，制得含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4；所述一价铜卤化物与含氮配体的摩尔比为1：(1～3)；一价铜卤化物与α-卤代酯的摩尔比为1：1；一价铜卤化物与单体3的摩尔比为1：(20～1000)；聚合温度为0～120℃，聚合时间为0.5～12小时；
(2)或在有机溶剂中，以二硫代酯为链转移剂，由偶氮二异丁腈引发含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体3的可逆加成-断裂链转移聚合制得含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4；所述二硫代酯与自由基引发剂的摩尔比为(1～3)：1；自由基引发剂与单体3的摩尔比为1：(20～1000)；聚合温度为80～120℃，聚合时间为12～24小时；
所述聚合物4的结构式如下：
其中x的范围为2、3、4或5的整数，n为10～500的整数；所述的单体3结构同权利要求3所述的化合物3。
6.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4的制备方法，其特征在于步骤(1)和(2)中所述的有机溶剂是四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
7.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的一价铜卤化物为氯化亚铜或溴化亚铜。
8.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的脂肪族多齿胺类化合物是五甲基二亚甲基三胺、六甲基三亚乙基三胺或三-(N,N-二甲基氨基乙基)胺。
9.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的α-卤代酯为α-氯代丙酸甲酯、α-氯代丙酸苯酯、α-氯代异丁酸甲酯、α-氯代异丁酸苯酯、α-溴代丙酸甲酯、α-溴代丙酸苯酯、α-溴代异丁酸甲酯或α-溴代异丁酸苯酯。
10.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的二硫代酯为二硫代苯甲酸苯乙基酯、二硫代苯甲酸异丙苯基酯或二硫代苯甲酸苄基酯。
11.一种如权利要求2所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的用途，其特征在于用于制备结构完全规整的具有pH刺激响应性的生物兼容的两亲性共聚物或所得的两亲性的共聚物在水中形成具有微观结构的自组装体，进而作为药物载体。
12.如权利要求11所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的用途，其特征在于上述的药物是阿霉素。
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