CN104559223A - 一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法 - Google Patents

一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法 Download PDF

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本发明公开一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，采用以下步骤：1）在干燥反应器内加入羧基封端的聚丙二醇单丁醚、溶剂、缩合剂和聚肽均聚物，于20～30℃搅拌反应3～4天，得到聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物；2）在干燥反应器内加入氨基封端的聚丙二醇单丁醚、溶剂、缩合剂和羧甲基壳聚糖，于25～35℃搅拌反应2～3天，得到羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物；？3）在干燥反应器内加入聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物、羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物和溶剂，于40～50℃搅拌混合30～40分钟后，用流延法成膜并干燥，得到本发明目标物。本发明制备工艺简单，所得改性膜的亲水性与柔顺性有了很大提高。

Description

一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，属于聚合物薄膜制备技术领域。
背景技术
聚肽是一种具有良好的生物相容性和生物可降解性的生物材料，聚肽膜可用作人造皮肤等，但聚肽膜比较僵硬、缺乏亲水性，从而一定程度上限制了其应用。聚丙二醇具有较好的生物相容性和生物可降解性，比较软。羧甲基壳聚糖具有较好的生物相容性和生物可降解性，而且具有较好的亲水性。先将聚丙二醇链段分别引入聚肽链段和羧甲基壳聚糖链段形成聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物和羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物，然后再将两种共聚物混合形成具有较好相容性的共混物，制得改性聚肽膜，从而极大地提高了聚肽膜的亲水性及柔顺性。目前用聚丙二醇和羧甲基壳聚糖对聚肽膜亲水性及柔顺性进行改进的研究尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单及效果较好的对聚肽膜亲水性及柔顺性进行改进的方法。其技术方案为：
一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：改性膜中聚肽链段的分子量为80000～90000，聚丙二醇链段的分子量为3000～4000，羧甲基壳聚糖链段的分子量为5000～6000；其改性方法采用以下步骤：
1）聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物的合成：在干燥反应器内加入羧基封端的聚丙二醇单丁醚、溶剂、缩合剂和聚肽均聚物，惰性气氛下，于20～30℃搅拌反应3～4天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物，其中，聚肽均聚物采用聚（r-苯甲基-L-谷氨酸酯）、聚（r-乙基-L-谷氨酸酯）或聚（r-甲基-L-谷氨酸酯）；
2）羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物的合成：在干燥反应器内加入氨基封端的聚丙二醇单丁醚、溶剂、缩合剂和羧甲基壳聚糖，惰性气氛下，于25～35℃搅拌反应2～3天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；
3）聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改性的聚肽膜的制备：在干燥反应器内加入聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物、羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物和溶剂，惰性气氛下，于40～50℃搅拌混合30～40分钟后，用流延法成膜并干燥，得到目标物。
所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤1）中，缩合剂采用N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺或3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，溶剂采用二甲基甲酰胺，反应物溶液浓度为5～15 g:100 ml。
所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤1）中，聚丙二醇单丁醚与聚肽均聚物的摩尔比为7～15:1；缩合剂与聚肽均聚物的摩尔比为1.08～1.8:1。
所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤2）中，缩合剂采用N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺或3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，溶剂采用二甲基亚砜，反应物溶液浓度为5～15 g:100 ml。
所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤2）中，羧甲基壳聚糖采用羧甲基壳聚糖（羧基化程度为70%），聚丙二醇单丁醚与羧甲基壳聚糖的摩尔比为3～6:1；缩合剂与羧甲基壳聚糖的摩尔比为1.08～1.8:1。
所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤3）中，羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物在改性膜中的质量百分比为1～4%，溶剂采用二甲基亚砜，混合物溶液浓度为25～35 g:100 ml。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1．所述的聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，采用酰胺化反应和共混两种手段，操作简单、易于掌握；
2．所述的聚肽改性膜亲水性与柔顺性有了很大的提高。
具体实施方式
实施例1
1）聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物的合成
在干燥反应器内加入16.1克聚（r-苯甲基-L-谷氨酸酯）（分子量为80000）和7克羧基封端的聚丙二醇单丁醚（分子量为3000），加入300 ml 二甲基甲酰胺，再加入0.048克N,N’-二环己基碳二亚胺，惰性气氛下，于20℃搅拌反应3天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；
2）羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物的合成
在干燥反应器内加入3.5克羧甲基壳聚糖（分子量为5000）和9克氨基封端的聚丙二醇单丁醚（分子量为3000），加入160 ml 二甲基亚砜，再加入0.165克N,N’-二环己基碳二亚胺，惰性气氛下，于25℃搅拌反应2天后终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；
3）聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改性的聚肽膜的制备
在干燥反应器内加入12.5克聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物和45.8 ml 二甲基亚砜溶剂，另加入占改性膜总重量1%的羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物，惰性气氛下，于40℃搅拌混合30分钟，用流延法成膜，在50℃真空干燥箱中干燥，得到目标物。
经测试：本发明目标物的亲水率及断裂伸长率分别比改性前提高了12.1%和11.6%。
实施例2
1）聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物的合成
在干燥反应器内加入16.3克聚（r-乙基-L-谷氨酸酯）（分子量为85000）和7克羧基封端的聚丙二醇单丁醚（分子量为3500），加入305 ml 二甲基甲酰胺，再加入0.031克N,N’-二异丙基碳二亚胺，惰性气氛下，于25℃搅拌反应4天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；
2）羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物的合成
在干燥反应器内加入3克羧甲基壳聚糖（分子量为5500）和9克氨基封端的聚丙二醇单丁醚（分子量为3500），加入155 ml 二甲基亚砜，再加入0.08克N,N’-二异丙基碳二亚胺，惰性气氛下，于28℃搅拌反应3天后终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；
3）聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改性的聚肽膜的制备
在干燥反应器内加入12.6克聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物和45.5 ml 二甲基亚砜溶剂，另加入占改性膜总重量2%的羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物，惰性气氛下，于45℃搅拌混合35分钟，用流延法成膜，在50℃真空干燥箱中干燥，得到目标物。
经测试：本发明目标物的亲水率及断裂伸长率分别比改性前提高了13.3%和12.8%。
实施例3
1）聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物的合成
在干燥反应器内加入16.5克聚（r-甲基-L-谷氨酸酯）（分子量为90000）和7克羧基封端的聚丙二醇单丁醚（分子量为4000），加入310 ml 二甲基甲酰胺，再加入0.046克3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，惰性气氛下，于30℃搅拌反应3天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；
2）羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物的合成
在干燥反应器内加入3.1克羧甲基壳聚糖（分子量为6000）和9.2克氨基封端的聚丙二醇单丁醚（分子量为4000），加入158 ml 二甲基亚砜，再加入0.141克3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，惰性气氛下，于35℃搅拌反应2天后终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；
3）聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改性的聚肽膜的制备
在干燥反应器内加入12.8克聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物和45.4 ml 二甲基亚砜溶剂，另加入占改性膜总重量4%的羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物，惰性气氛下，于50℃搅拌混合40分钟，用流延法成膜，在50℃真空干燥箱中干燥，得到目标物。
经测试：本发明目标物的亲水率及断裂伸长率分别比改性前提高了14.4%和13.6%。

Claims (6)

1.一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：改性膜中聚肽链段的分子量为80000～90000，聚丙二醇链段的分子量为3000～4000，羧甲基壳聚糖链段的分子量为5000～6000；其改性方法采用以下步骤：
1）聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物的合成：在干燥反应器内加入羧基封端的聚丙二醇单丁醚、溶剂、缩合剂和聚肽均聚物，惰性气氛下，于20～30℃搅拌反应3～4天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物，其中，聚肽均聚物采用聚（r-苯甲基-L-谷氨酸酯）、聚（r-乙基-L-谷氨酸酯）或聚（r-甲基-L-谷氨酸酯）；
2）羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物的合成：在干燥反应器内加入氨基封端的聚丙二醇单丁醚、溶剂、缩合剂和羧甲基壳聚糖，惰性气氛下，于25～35℃搅拌反应2～3天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；
3）聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改性的聚肽膜的制备：在干燥反应器内加入聚肽-聚丙二醇嵌段共聚物、羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物和溶剂，惰性气氛下，于40～50℃搅拌混合30～40分钟后，用流延法成膜并干燥，得到目标物。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤1）中，缩合剂采用N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺或3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，溶剂采用二甲基甲酰胺，反应物溶液浓度为5～15 g:100 ml。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤1）中，聚丙二醇单丁醚与聚肽均聚物的摩尔比为7～15:1；缩合剂与聚肽均聚物的摩尔比为1.08～1.8:1。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤2）中，缩合剂采用N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺或3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，溶剂采用二甲基亚砜，反应物溶液浓度为5～15 g:100 ml。
5.根据权利要求1所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤2）中，羧甲基壳聚糖采用羧甲基壳聚糖（羧基化程度为70%），聚丙二醇单丁醚与羧甲基壳聚糖的摩尔比为3～6:1；缩合剂与羧甲基壳聚糖的摩尔比为1.08～1.8:1。
6.根据权利要求1所述的一种聚丙二醇与羧甲基壳聚糖改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤3）中，羧甲基壳聚糖-聚丙二醇接枝共聚物在改性膜中的质量百分比为1～4%，溶剂采用二甲基亚砜，混合物溶液浓度为25～35 g:100 ml。
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