CN103992452A - 一种具备糖、温度、pH三重敏感性的星型嵌段共聚物及其制备方法 - Google Patents

一种具备糖、温度、pH三重敏感性的星型嵌段共聚物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料和生物医学工程领域，具体涉及一种具备糖、温度和pH三重敏感性的星形聚合物及其制备方法。该方法主要步骤如下：溴代季戊四醇为引发剂，采用源自转移自由基聚合法(ATRP)来进行分子设计，此引发依次接上疏水的(2-苯硼酸酯-5-乙基-1,3-二氧己环)丙烯酸酯(PpBDEMA)和亲水的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)链段，形成了一个两亲性四臂星形共聚物。本发明制备的四臂星形共聚物，同时具有温度，pH和温度响应性。可用于药物传递、基因载体、记忆元件开关等多种智能材料领域。

Description

一种具备糖、温度、pH三重敏感性的星型嵌段共聚物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具备糖、温度、pH三重敏感性的星型嵌段共聚物及其制备方法。
背景技术
相比于研究较多的单刺激响应体系，开发具有双重及多重刺激响应性体系对科研及实际应用具有更为重要作用的意义。首先，具有多重响应性的聚合物体系可以研究系统释放动力学，这些体系可以针对不同的刺激独立得调节各响应行为，如可以同时加强或减弱药物释放。其次，生物体具有复杂的刺激响应行为，这类研究对糖尿病，癌症等疾病的研究大有裨益。具有多重响应性的高分子药物输送材料在不同刺激下能形成不同形态的胶束或者导致胶束的分解,即利用胶束的自组装来实现药物的可控释放。
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则使由于胰岛素分泌缺陷及其生物作用受损引起的，会导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍，降低血糖是目前治疗糖尿病的主要方法，传统的注射和服用药物需要医生和病人严格控制药物的用量，长时间使用还会使患者产生耐药性并引起糖尿病肝肾损伤。所以，寻找一种糖响应性药物载体对于糖尿病的治疗尤为重要。这种糖响应体系可以实现药物的可控释放，苯硼酸及其衍生物具有糖响应。苯硼酸衍生物在水溶液中存在两种状态，带负电荷的四面体结构可以和葡萄糖络合形成稳定的苯硼酸酯结构，它是溶于水的，而中性三面体结构的苯硼酸与葡萄糖形成不稳定的环状结构。通过改变pH，以及溶液中葡萄糖的浓度实现苯硼酸体系缓释给药的目的。这种方法能够方便安全智能地在血糖浓度高的患病处选择性释放药物，达到高效治疗的目的。
发明内容
本发明对的目的在于提供一种具备糖、温度、pH三重敏感性的星形嵌段共聚物及其制备方法。
本发明提供的一种具备糖、温度、pH三重敏感性的星形嵌段共聚物，其结构如下式所示：
其中，n为48-80，m为54-90。
本发明提出的具备糖、温度和pH三重响应性的星形嵌段共聚物的制备方法，具体步骤如下：
 (1)在氮气保护下，将四溴代季戊四醇引发剂、溴化亚铜、ATRP配体PMDETA和PpBDEMA单体以摩尔比1:4.8:4.8:240-400溶于干燥的苯甲醚中，冷冻抽气循环三次，在85-95℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和乙醚的混合液中沉淀，得到大分子引发剂聚合物：
(2)在氮气保护下，将步骤(1)得到的大分子引发剂聚合物1、溴化亚铜、ATRP配体PMDETA和DMAEMA单体以摩尔比1:4.8:4.8:240-400溶于干燥的DMF中，冷冻抽气循环三次，在35-45℃下搅拌3.5-4.5小时，产物用四氢呋喃稀释，过中性氧化铝柱子除去铜盐，浓缩用正己烷沉淀两次，得到聚合物；
其中，n为48-80，m为54-90。
本发明具有以下有益效果：
1)   本发明所提供的糖响应型高分子药物输送材料具有糖响应官能团，其特殊的疏水链段结构能提供在水相中自组装动力，形成纳米颗粒。
2)  本发明所提供的糖响应型高分子药物输送材料本身和糖响应后的小分子苯硼酸糖酯以及成为双亲水性的聚合物均具有良好的生物相容性。本发明提供的聚合物与糖响应后苯硼酸从聚合物上脱落与糖形成小分子络合物，由此苯硼酸就可以随体内的新陈代谢排出体外，具有良好的生物相容性。
3) 本发明具有糖，温度，pH三重响应性，可更好得用于药物释放、化学传感器和聚合物分离等领域。
具体实施方式
下面通过实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下属的实施例。
实施例1：
1)    在氮气保护下，将0.0389g(0.1mmol)四溴代季戊四醇引发剂、0.0691g(0.48mmol)溴化亚铜、0.0832g(0.48mmol)ATRP配体PMDETA和2.738g(10mmol)PpBDEMA单体溶于5ml苯甲醚中，冷冻抽气循环三次，在90℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和乙醚的混合液中沉淀，得到聚合物；
2)    在氮气保护下，将2.1904g(0.1mmol)大分子引发剂，0.0691g(0.48mmol)溴化亚铜、0.0832g(0.48mmol)ATRP配体PMDETA和1.5721g(10mmol) DMAEMA单体溶于5ml干燥的DMF中,在40℃下反应四小时，浓缩除去铜盐后再在正己烷中沉淀，透析48小时除去DMF冻干除去水，得到星型聚合物。
实施例2：
1)    在氮气保护下，将0.0389g(0.1mmol)四溴代季戊四醇引发剂、0.0691g(0.48mmol)溴化亚铜、0.0832g(0.48mmol)ATRP配体PMDETA和2.1904g(8mmol)PpBDEMA单体溶于5ml苯甲醚中，冷冻抽气循环三次，在90℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和乙醚的混合液中沉淀，得到聚合物；
2)    同实施例1步骤2)。
实施例3
1)    在氮气保护下，将0.0389g(0.1mmol)四溴代季戊四醇引发剂、0.0691g(0.48mmol)溴化亚铜、0.0832g(0.48mmol)ATRP配体PMDETA和1.6428g(6mmol)PpBDEMA单体溶于5ml苯甲醚中，冷冻抽气循环三次，在90℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和乙醚的混合液中沉淀，得到聚合物；
2)同实施例1步骤2)。

Claims (2)

1.一种具备糖、温度、pH三重响应性的星形嵌段共聚物，其特征在于所述嵌段共聚物结构式如下所示：
其中，n为48-80，m为54-90。
2.一种如权利要求1所述的具备糖、温度和pH三重响应性的星形嵌段共聚物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)在氮气保护下，将四溴代季戊四醇引发剂、溴化亚铜、ATRP配体PMDETA和PpBDEMA单体以摩尔比为1:4.8:4.8:240-400溶于干燥的苯甲醚中，冷冻抽气循环三次，在85-95℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和乙醚的混合液中沉淀，得到大分子引发剂聚合物：
聚合物I
(2)在氮气保护下，将步骤(1)得到的大分子引发剂聚合物1、溴化亚铜、ATRP配体PMDETA和DMAEMA单体以摩尔比1:4.8:4.8:240-400溶于干燥的DMF中，冷冻抽气循环三次，在35-45℃下搅拌3.5-4.5小时，产物用四氢呋喃稀释，过中性氧化铝柱子除去铜盐，浓缩用正己烷沉淀两次，得到聚合物；
聚合物II
其中，n为48-80，m为54-90。
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