CN112375191A - 嵌段共聚物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：将具有活性烯基的多巴胺衍生物a、亲水性链转移试剂和亲水性引发剂溶解在有机溶剂中，惰性气氛下进行第一聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第一反应液，所述有机溶剂为于水任意比例互溶的有机物；将具有活性烯基的两性离子化合物、亲水性引发剂和水加入所述第一反应液中，惰性气氛下进行第二聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第二反应液；将具有活性烯基的多巴胺衍生物b和亲水性引发剂加入所述第二反应液中，惰性气氛下进行第三聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第三反应液，去除溶剂得到所述嵌段共聚物。本发明还涉及一种嵌段共聚物以及医用材料。

Description

嵌段共聚物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及功能聚合物材料技术领域，特别是涉及一种嵌段共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

嵌段共聚物是由化学结构不同的链段交替聚合而成的线型共聚物。它可以将多种聚合物的优良性质结合在一起，得到性能比较优越的功能聚合物材料。这种聚合物分子量可控、分子量分布较窄、分子结构与组成可设计，是高分子研究领域中最富有意义且具有挑战性的研究工作之一。嵌段共聚物在生物医疗、组织工程、智能传感等领域都具有非常重要的学术价值和潜在应用前景。拓展嵌段共聚物在自组装领域的发展与应用而合成出结构新颖的嵌段共聚物具有重要意义。

两性离子化合物具有优异的生物相容性，其分子链中含有正负电荷总数相等的阴离子基团和阳离子基团，带电端官能团的溶剂化作用和氢键作用形成水合层，这种水合层具有润滑、抗蛋白质吸附等多方面的作用。目前研究较多的两性离子化合物包括磷酰胆碱型、磺基甜菜碱型、羧基甜菜碱型化合物。两性离子化合物在抗生物污染、医学药物以及仿生材料等方面有着一定的应用。多巴胺作为黏附蛋白的分子结构模拟物，可以通过自聚合与几乎所有类型的无机和有机物质形成强的共价和非共价相互作用。目前，由多巴胺和两性离子化合物形成的无规共聚物已经在生物医学材料领域得到了广泛应用。但是，无规共聚物的性能远没有嵌段聚合物优异。而传统的嵌段聚合物制备方法得到的产物中往往存在大量的无规共聚物，导致嵌段共聚物的产率较低，纯化困难，无法实现多巴胺和两性离子化合物嵌段聚合物的制备。

发明内容

基于此，有必要提供一种高产率、易纯化的嵌段共聚物及其制备方法和应用。

本发明的一个方面，提供了一种嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

将具有活性烯基的多巴胺衍生物a、亲水性链转移试剂和亲水性引发剂溶解在有机溶剂中，惰性气氛下进行第一聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第一反应液，所述有机溶剂为于水任意比例互溶的有机物；

将具有活性烯基的两性离子化合物、亲水性引发剂和水加入所述第一反应液中，惰性气氛下进行第二聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第二反应液；

将具有活性烯基的多巴胺衍生物b和亲水性引发剂加入所述第二反应液中，惰性气氛下进行第三聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第三反应液，去除溶剂得到所述嵌段共聚物。

在其中一个实施例中，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述亲水性链转移试剂包括2-氰基-2-丙基苯并二硫、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸和4-氰基-4-[[(十二烷硫基)硫酮甲基]硫基]戊酸中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述亲水性引发剂包括4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸和偶氮二异丙基咪唑啉中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述两性离子化合物包括2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯和3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述多巴胺衍生物a和所述多巴胺衍生物b相同或不同。

在其中一个实施例中，所述第一聚合反应和所述第三聚合反应的反应温度为60℃～75℃，反应时间为12小时～14小时，所述第二聚合反应的反应温度为55℃～70℃，反应时间为12小时～14小时。

在其中一个实施例中，所述第一聚合反应中，所述多巴胺衍生物a和所述亲水性链转移试剂的摩尔比为(10～20):1。

在其中一个实施例中，还包括：对所述第三反应液进行透析以及对所述透析产物进行冻干的步骤。

本发明又一方面，提供一种嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包括通式(1)所示的结构单元：

其中，R₁、R₃各自独立地选自H或碳原子数为1～5的烷基或取代烷基，R₂、R₄各自独立地选自直接的键或碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基，R₅选自H或碳原子数为1～5的烷基或取代烷基，R₆选自直接的键、碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基或碳原子数为1～5的酰氧基，R₇为两性离子基团。

在其中一个实施例中，所述两性离子基团包括磷酸胆碱基团、羧酸基甜菜碱基团和磺酸基甜菜碱基团中的至少一种；和/或，所述取代烷基和取代亚烷基为烷基或亚烷基上的氢被卤族元素取代。

本发明再一方面提供一种医用材料，包括：

基材；及

所述的嵌段共聚物或者所述的制备方法得到的嵌段共聚物，所述嵌段共聚物负载在所述基材的表面，优选的，所述基材包括金属、陶瓷和无机碳材料中的一种或多种。

本发明实施例提供的嵌段共聚物的制备方法，采用可逆加成-断裂链转移聚合反应(RAFT)法，通过亲水性链转移试剂和亲水性引发剂，分为三个阶段顺序加料进行聚合反应，并且在第二阶段的聚合反应(即第二聚合反应)中加入水，以水和与水任意比例互溶的溶剂作为混合溶剂，其他反应阶段的溶剂均选用。该方法可以实现三嵌段共聚合的高效合成，产率可达90％以上，且产物均为三嵌段共聚物，不含无规共聚物，易于提纯。

本发明实施例提供的嵌段共聚物将含多巴胺基团的单体和含两性离子基团的单体聚合形成三嵌段共聚物。两性离子基团分子链上既有阳电荷，又有阴电荷的基团，可以结合大量自由水分子，形成水化层。由于所述水化层的形成，使得所述嵌段共聚物具有更好的润滑性，同时所述水化层能够隔绝细菌和蛋白质的黏附，使所述嵌段共聚物起到抑菌作用。所述嵌段共聚物的性质温和，具有良好的细胞相容性，能够应用于生物体。所述嵌段共聚物中的多巴胺能够利用自身的氧化自聚结合在基材表面，不会破坏基材本身的结构。相对于直接在基材表面进行化学反应的接枝方法，提高了嵌段共聚物修饰基材的简便性，同时避免由于化学反应破坏基材的性质以及避免在基材表面形成不必要的杂质影响基材的使用。

附图说明

图1为本发明嵌段共聚物的制备方法的流程示意图；

图2为本发明实施例1步骤(1)反应后的产物C-1的核磁共振氢谱图；

图3为本发明实施例1步骤(2)反应后的产物C-2的核磁共振氢谱图；

图4为本发明实施例1步骤(3)反应后的产物C-3的核磁共振氢谱图；

图5为本发明实施例1制备的终产物的GPC谱图；

图6为对比例1制备的终产物的GPC谱图；

图7为对比例2制备的终产物的GPC谱图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。

本发明所述“第一聚合反应”、“第二聚合反应”以及“第三聚合反应”均为可逆加成-断裂链转移聚合反应(RAFT)。

请参阅图1，本发明实施例提供一种嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

S10，将具有活性烯基的多巴胺衍生物a、亲水性链转移试剂和亲水性引发剂溶解在溶剂中，惰性气氛下进行第一聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第一反应液，所述溶剂为于水任意比例互溶的溶剂；

S20，将具有活性烯基的两性离子化合物、亲水性引发剂和水加入所述第一反应液中，惰性气氛下进行第二聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第二反应液；

S30，将具有活性烯基的多巴胺衍生物b和亲水性引发剂加入所述第二反应液中，惰性气氛气氛下进行第三聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第三反应液，去除溶剂得到所述嵌段共聚物。

本发明实施例提供的嵌段共聚物的制备方法，采用可逆加成-断裂链转移聚合反应(RAFT)法，通过亲水性链转移试剂和亲水性引发剂，分为三个阶段顺序加料进行聚合反应，并且在第二阶段的聚合反应(即第二聚合反应)中加入水，以水和与水任意比例互溶的溶剂作为混合溶剂，其他反应阶段的溶剂均选用。该方法可以实现三嵌段共聚合的高效合成，产率可达90％以上，且产物均为三嵌段共聚物，不含无规共聚物，易于提纯。

步骤S10中的所述多巴胺衍生物a和步骤S30中的所述多巴胺衍生物b可以相同也可以不同。

所述多巴胺衍生物a和所述多巴胺衍生物b的分子结构中均具有多巴胺结构单元和活性烯基，其他基团可以相同或不同。

所述多巴胺衍生物a的分子结构式可以由通式(2)表示：

其中，R₁选自H或碳原子数为1～5的烷基或取代烷基，R₂选自直接的键或碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基。

所述多巴胺衍生物b的分子结构式可以由通式(3)表示：

其中，R₃选自H或碳原子数为1～5的烷基或取代烷基，R₄选自直接的键或碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基。

当所述多巴胺衍生物a和所述多巴胺衍生物b相同时，R₁和R₃选自相同的基团，R₂和R₄选自相同的基团。当所述多巴胺衍生物a和所述多巴胺衍生物b不同时，R₁和R₃选自不同的基团，和/或，R₂和R₄选自不同的基团。

所述多巴胺衍生物a和所述多巴胺衍生物b可以通过市购或自行制备。在一实施例中，所述多巴胺衍生物a或所述多巴胺衍生物b的制备方法包括：

S11，提供多巴胺和第一化合物，所述第一化合物具有活性烯基和酰基；以及

S13，使所述多巴胺的氨基和所述第一化合物的所述酰基发生酰胺化反应生成-C(O)NH-，形成所述多巴胺衍生物a或所述多巴胺衍生物b。

在一实施例中，所述酰胺化反应的温度可以为20℃～30℃，时间可以为20小时～30小时。所述酰胺化反应优选为在惰性气氛，如氮气保护中进行。所述酰胺化反应的步骤可以包括搅拌，通过搅拌使所述多巴胺和所述第一化合物充分接触。

所述酰胺化反应可以如化学式(1-1)所示：

在一实施例中，所述第一化合物可以包括甲基丙烯酸衍生物。优选的，所述甲基丙烯酸衍生物可以包括甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯及甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。所述多巴胺和所述第一化合物的摩尔比可以为1:(1～3)。

优选的，所述制备方法还可以包括：在所述酰胺化反应之前，对所述多巴胺进行修饰的步骤，使所述多巴胺形成改性多巴胺，所述修饰主要用于对所述多巴胺中的酚羟基进行保护，避免在进一步的多巴胺和所述第一化合物的酰胺化反应中所述酚羟基参与反应。

在一实施例中，所述多巴胺衍生物a或所述多巴胺衍生物b的制备方法包括：

S12，提供多巴胺、第一化合物和第二化合物，所述第一化合物具有活性烯基和酰基，所述第二化合物能够产生BO₂ ^-离子；

在碱性环境下使所述第二化合物产生的所述BO₂ ^-离子与所述多巴胺的酚羟基发生反应使所述酚羟基硼酸化，形成改性多巴胺；

使所述改性多巴胺的氨基和所述第一化合物的所述酰基发生酰胺化反应生成-C(O)NH-，形成多巴胺衍生物前体；以及

在酸性环境下使所述多巴胺衍生物前体的所述硼酸化的所述酚羟基重新形成所述酚羟基，得到所述多巴胺衍生物a或所述多巴胺衍生物b。

所述改性多巴胺由通式(4)表示：

所述酚羟基硼酸化的反应可以如反应式(1-2)所示：

在一实施例中，所述第二化合物可以包括能够电离产生焦硼酸根离子或偏硼酸根离子的化合物。所述焦硼酸根离子在碱性条件下转化为偏硼酸根离子。所述第二化合物可以包括硼酸钠、硼酸钙和硼酸镁中的至少一种。所述多巴胺和所述第二化合物的摩尔比可以为1:(1～2)。所述多巴胺可以采用盐酸多巴胺，相较于直接使用多巴胺，所述盐酸多巴胺的成本更低。所述酚羟基硼酸化反应的步骤可以包括加入碱性试剂使所述盐酸多巴胺形成多巴胺。所述碱性试剂可以包括氢氧化钠。优选的，所述酚羟基硼酸化反应的步骤在惰性气氛，如氮气保护中进行，避免所述在碱性环境中所述多巴胺被氧化而失去作用。

优选的，所述酸性环境可以为pH≤2，在所述pH下所述多巴胺衍生物前体中的硼酸化的酚羟基重新形成酚羟基，从而使所述多巴胺衍生物前体形成所述多巴胺衍生物。

优选的，所述多巴胺衍生物a或所述多巴胺衍生物b的制备还包括：

通过有机溶剂萃取和重结晶对得到的所述多巴胺衍生物a或所述多巴胺衍生物b进行提纯的步骤。

所述亲水性链转移试剂可以包括2-氰基-2-丙基苯并二硫、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸和4-氰基-4-[[(十二烷硫基)硫酮甲基]硫基]戊酸中的一种或多种。优选地，所述亲水性链转移试剂为2-氰基-2-丙基苯并二硫。

所述亲水性引发剂可以包括4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸和偶氮二异丙基咪唑啉中的一种或多种。优选地，所述亲水性引发剂为4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)。

所述有机溶剂可以包括但不限于N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、乙酸乙酯以及它们的组合物。优选地，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

所述两性离子化合物可以包括但不限于2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine，MPC)、3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯(carboxybetaine methacrylate，CBMA)和3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐(3-[Dimethyl-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl]azaniumyl]propane-1-sulfonate，SPE)中的至少一种。

所述第一聚合反应和所述第三聚合反应的反应温度可以为60℃～75℃之间的任意值，例如还可以为61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃。所述第一聚合反应和所述第三聚合反应的反应时间可以为12小时～14小时。

第二聚合反应的反应温度可以为55℃～70℃之间的任意值，例如还可以为56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃。所述第二聚合反应的反应时间可以为12小时～14小时。

控制所述第一聚合反应、所述第二聚合反应以及所述第三聚合反应的反应温度和时间，可以控制反应进程，避免无规共聚物的形成。

所述第一聚合反应、所述第二聚合反应以及所述第三聚合反应均在惰性气氛，如氮气保护中进行。各步骤均可以包括搅拌，通过搅拌使反应物充分接触。

所述第一聚合反应中，所述多巴胺衍生物a和所述亲水性链转移试剂的摩尔比可以为(10～20):1。

所述亲水性引发剂的用量以引发所述第一聚合反应、所述第二聚合反应以及所述第三聚合反应为目的。

所述多巴胺衍生物a、所述两性离子化合物以及所述多巴胺衍生物b的用量比可以为任意值。

在一实施例中，步骤S30还包括，对所述第三反应液进行透析以及对所述透析产物进行冻干的步骤。通过透析，将小分子量的原料等杂质透过，截留所述嵌段共聚物。所述透析可以采用透析袋，所述透析产物为不能够透过所述透析袋的产物。所述透析袋的规格可以根据实际情况进行确定，例如所述透析袋的截留分子量只要小于所述嵌段共聚物的分子量即可。所述冻干时间可以为2～4天。

本发明所述嵌段共聚物的制备方法，步骤S10和步骤S20均无法提纯。

本发明还提供一种嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包括通式(1)所示的结构单元：

其中，R₁、R₃各自独立地选自H或碳原子数为1～5的烷基或取代烷基，R₂、R₄各自独立地选自直接的键或碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基，R₅选自H或碳原子数为1～5的烷基或取代烷基，R₆选自直接的键、碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基或碳原子数为1～5的酰氧基，R₇为两性离子基团。

所述嵌段共聚物的平均分子量不限，x、y可以为任意值。x、y可以根据需要进行调整。优选的，所述嵌段共聚物的平均分子量取可以使所述嵌段共聚物在溶液中具有较好的分散性的范围值。

本发明实施例提供的嵌段共聚物将含多巴胺基团的单体和含两性离子基团的单体聚合形成三嵌段共聚物。两性离子基团分子链上既有阳电荷，又有阴电荷的基团，可以结合大量自由水分子，形成水化层。由于所述水化层的形成，使得所述嵌段共聚物具有更好的润滑性，同时所述水化层能够隔绝细菌和蛋白质的黏附，使所述嵌段共聚物起到抑菌作用。所述嵌段共聚物的性质温和，具有良好的细胞相容性，能够应用于生物体。所述嵌段共聚物中的多巴胺能够利用自身的氧化自聚结合在基材表面，不会破坏基材本身的结构。相对于直接在基材表面进行化学反应的接枝方法，提高了嵌段共聚物修饰基材的简便性，同时避免由于化学反应破坏基材的性质以及避免在基材表面形成不必要的杂质影响基材的使用。

在一实施例中，所述两性离子基团包括磷酸胆碱基团、羧酸基甜菜碱基团和磺酸基甜菜碱基团中的至少一种。

在一实施例中，所述磷酸胆碱基团可以由通式(5)表示：

(5)。

所述羧酸基甜菜碱基团可以由通式(6)表示：

R₈可以为直接的键或碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基。所述取代亚烷基可以为亚烷基上的氢被卤族元素取代，更优选被氟、氯、溴或碘取代。

所述磺酸基甜菜碱基团可以由通式(7)表示：

R₉可以为直接的键或碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基。所述取代亚烷基可以为亚烷基上的氢被卤族元素取代，更优选被氟、氯、溴或碘取代。

在一具体实施例中，R₇为所述磷酸胆碱基团，所述嵌段共聚物可以具有通式(1a)所示的结构单元：

其中R₁和R₃的定义如上所述。

本发明实施例还提供一种医用材料，包括基材和所述嵌段共聚物或者上述制备方法得到的嵌段共聚物，所述嵌段共聚物负载在所述基材的表面。所述医用材料可以作为植入式医用材料使用，负载有所述嵌段共聚物的所述医用材料在植入生物体过程和植入后具有更好的润滑性、细胞相容性和抗菌性。

本发明实施例还提供一种医用材料的制备方法，包括：将所述嵌段共聚物的溶液施加在基材表面。优选的，所述嵌段共聚物的溶液中的溶剂可以为水或水溶液。更优选的，所述水或所述水溶液的PH值为8～10，多巴胺在弱碱性的环境下更容易发挥粘附作用。优选的，所述施加为将所述基材在所述嵌段共聚物的溶液中浸泡。

所述嵌段共聚物具有的邻苯二酚结构能与大部分金属原子进行络合、与非金属材料表面进行迈克尔加成，从而将所述修饰剂负载在所述基材上。与直接在基材上进行接枝相比，采用本发明的嵌段共聚物对基材进行修饰的技术方案更加简单温和，可以将所述嵌段共聚物溶解于溶剂，例如水中，而后用嵌段共聚物的溶液处理待修饰的基材就可以完成嵌段共聚物在基材的负载，在基材的修饰过程中不会引入有毒物质，使得修饰后的生物材料对生物体影响更小，不容易被免疫系统所排斥，更加适合于临床医学的应用。

在一实施例中，所述基材可以为任何可植入生物体的材料。可选地，所述基材包括但不限于金属、陶瓷和无机碳材料中的一种或多种。

以下为具体实施例。旨在对本发明做进一步的详细说明，以帮助本领域技术及研究人员进一步理解本发明，有关技术条件等并不构成对本发明的任何限制。在本发明权利要求范围内所做的任何形式的修改，均在本发明权利要求的保护范围之内。

以下实施例和对比例中的多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)均由以下步骤进行制备。

(1)称取10g盐酸多巴胺于500mL烧瓶中，加入20mL超纯水溶解固体并及时用橡胶塞塞住瓶口，再加20g硼酸钠和8g碳酸氢钠作为催化剂，磁力搅拌固体溶解。

(2)量取9.4mL甲基丙烯酸酐，加入50mL四氢呋喃(THF)并搅拌均匀。

(3)在搅拌的条件下将上述THF溶液通过恒压滴液漏斗逐滴加入步骤(1)中的盐酸多巴胺中，随后用0.2mol/L的NaOH溶液调节溶液的PH至8.5，反应在N₂氛围下持续搅拌12h。

(4)将反应后的溶液用0.2mol/L的稀盐酸溶液将PH调至2以下，得到泥浆色液体，再用100mL乙酸乙酯分两次萃取，收集有机相，用过量的无水硫酸镁干燥有机相并抽滤，保留有机相。

(5)在用玻璃棒搅拌的条件下向有机相中缓慢加入石油醚(大于500mL)进行重结晶，直至不再产生固体，减压抽滤，得到白色至淡粉色粉末状固体，真空干燥后备用，产率为70％。

实施例1嵌段聚合物PDMA-b-PMPC-b-PDMA的制备

合成路线如下所示：

(1)称取120mg DMA(上述制备得到的多巴胺甲基丙烯酰胺)，13mg链转移试剂2-氰基-2-丙基苯并二硫，2.8mg引发剂4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)加入50mL烧瓶中，加入10mLDMF溶解固体并及时用橡胶塞塞住瓶口，通氮气30min除氧，反应温度70℃，搅拌12h，反应结束后，通入空气淬灭反应。

(2)称取1.18g 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)和2.8mg 4'-偶氮双(4-氰基戊酸)加入上述50mL烧瓶中，加入15mL超纯水溶解固体并及时用橡胶塞塞住瓶口，通氮气30min除氧，反应温度65℃，搅拌12h，反应结束后，通入空气淬灭反应。

(3)称取120mg DMA(上述步制备得到的多巴胺甲基丙烯酰胺)和2.8mg4'-偶氮双(4-氰基戊酸)加入上述50mL烧瓶中，用橡胶塞塞住瓶口，通氮气30min除氧，反应温度65℃，搅拌12h，反应结束后，通入空气淬灭反应。

(4)将步骤(3)中的反应溶液采用3500Da截留分子量透析袋进行透析，水透析3天，透析产物进行冻干，产率为90％。

将实施例1步骤(1)～(3)反应后的产物C-1、C-2、C-3进行核磁共振氢谱表征。实施例1步骤(1)～(3)反应后的产物C-1的核磁共振氢谱如图2所示，C-2的核磁共振氢谱如图3所示，C-3的核磁共振氢谱如图4所示。从图1～3的对比可以看出，图3和图4在相同的化学位移值处均出现了峰，6.63-6.82ppm为DMA特征峰；4.02，4.03，3.59ppm为MPC的特征峰，而且图4中化学位移值为6.63-6.82ppm位置的峰面积为图2中的两倍，证明实施例1最终制备的C-3产物为三嵌段共聚物PDMA-b-PMPC-b-PDMA，具有如合成路线所示的C-3的结构。

对比例1

与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于，将引发剂4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)替换为偶氮二异丁腈(AIBN)。

对比例2

与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于，步骤(2)中不加入水。

测试例

将实施例1以及对比例1～2制备的终产物进行凝胶渗透色谱GPC表征，结果如图5～7所示。图5为实施例1制备的终产物C-3的GPC谱图。图6为对比例1制备的终产物的GPC谱图。图7为对比例2制备的终产物的GPC谱图。图5中仅有一个较窄的峰，其中，M_w/M_n值为1.614，说明实施例1制备的终产物中仅有嵌段共聚物PDMA-b-PMPC-b-PDMA。图6中为两个峰，其中，M_w/M_n值为1.094和2.627，说明对比例1制备的终产物中既有嵌段共聚物PDMA-b-PMPC-b-PDMA，又有无规共聚物。图7中为一个宽峰，其中，M_w/M_n值为4.020，说明对比例2制备的终产物中大部分都是无规共聚物。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将具有活性烯基的多巴胺衍生物a、亲水性链转移试剂和亲水性引发剂溶解在有机溶剂中，惰性气氛下进行第一聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第一反应液，所述有机溶剂为能够与水任意比例互溶的有机物；

将具有活性烯基的两性离子化合物、亲水性引发剂和水加入所述第一反应液中，惰性气氛下进行第二聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第二反应液；

将具有活性烯基的多巴胺衍生物b和亲水性引发剂加入所述第二反应液中，非氧化气氛下进行第三聚合反应，有氧气氛下淬灭得到第三反应液，去除溶剂得到所述嵌段共聚物。

2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述亲水性链转移试剂包括2-氰基-2-丙基苯并二硫、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸和4-氰基-4-[[(十二烷硫基)硫酮甲基]硫基]戊酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述亲水性引发剂包括4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸和偶氮二异丙基咪唑啉中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述两性离子化合物包括2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯和3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述多巴胺衍生物a和所述多巴胺衍生物b相同或不同。

7.根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述第一聚合反应和所述第三聚合反应的反应温度为60℃～75℃，反应时间为12小时～14小时，所述第二聚合反应的反应温度为55℃～70℃，反应时间为12小时～14小时。

8.根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述第一聚合反应中，所述多巴胺衍生物a和所述亲水性链转移试剂的摩尔比为(10～20):1。

9.一种嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物包括通式(1)所示的结构单元：

其中，R₁、R₃各自独立地选自H或碳原子数为1～5的烷基或取代烷基，R₂、R₄各自独立地选自直接的键或碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基，R₅选自H或碳原子数为1～5的烷基或取代烷基，R₆选自直接的键、碳原子数为1～5的亚烷基或取代亚烷基或碳原子数为1～5的酰氧基，R₇为两性离子基团。

10.根据权利要求9所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述两性离子基团包括磷酸胆碱基团、羧酸基甜菜碱基团和磺酸基甜菜碱基团中的至少一种；和/或，所述取代烷基和取代亚烷基为烷基或亚烷基上的氢被卤族元素取代。

11.一种医用材料，其特征在于，包括：

基材；及

根据权利要求9或10所述的嵌段共聚物或者根据权利要求1～8任一项所述的制备方法得到的嵌段共聚物，所述嵌段共聚物负载在所述基材的表面，优选的，所述基材包括金属、陶瓷和无机碳材料中的一种或多种。

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