CN117720734A - 聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用 - Google Patents
聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117720734A CN117720734A CN202311778651.9A CN202311778651A CN117720734A CN 117720734 A CN117720734 A CN 117720734A CN 202311778651 A CN202311778651 A CN 202311778651A CN 117720734 A CN117720734 A CN 117720734A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyethylene glycol
- monomethyl ether
- glycol monomethyl
- itaconic acid
- block copolymer
- 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.)
- Pending
Links
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 title claims abstract description 158
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 title claims abstract description 158
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 79
- -1 monomethyl ether-itaconic acid Chemical compound 0.000 title claims abstract description 71
- 229920000469 amphiphilic block copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 63
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 47
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims abstract description 13
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- SGRHVVLXEBNBDV-UHFFFAOYSA-N 1,6-dibromohexane Chemical compound BrCCCCCCBr SGRHVVLXEBNBDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ULTHEAFYOOPTTB-UHFFFAOYSA-N 1,4-dibromobutane Chemical compound BrCCCCBr ULTHEAFYOOPTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KJDRSWPQXHESDQ-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobutane Chemical compound ClCCCCCl KJDRSWPQXHESDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QUBRHRAWRVZUFZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorohexane Chemical compound CCC(Cl)CCCCl QUBRHRAWRVZUFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000208140 Acer Species 0.000 claims description 2
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 2
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 38
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 abstract description 21
- 229920000428 triblock copolymer Polymers 0.000 abstract description 10
- 239000000693 micelle Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 abstract 1
- 229920001427 mPEG Polymers 0.000 description 24
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 6
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 5
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylguanidine Chemical compound CN(C)C(=N)N(C)C KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 4-(4-chlorophenyl)-4,5,6,7-tetrahydrothieno[3,2-c]pyridine Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C1C(C=CS2)=C2CCN1 CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- ZWWQRMFIZFPUAA-UHFFFAOYSA-N dimethyl 2-methylidenebutanedioate Chemical compound COC(=O)CC(=C)C(=O)OC ZWWQRMFIZFPUAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001647 drug administration Methods 0.000 description 1
- 229940000406 drug candidate Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000001476 gene delivery Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 description 1
- 230000003832 immune regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005847 immunogenicity Effects 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种聚乙二醇单甲醚‑衣康酸基聚酯‑聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用。本发明通过对商业化1,1,3,3‑四甲基胍的纯化使用，通过加入二元卤化物及衣康酸单体合成衣康酸基聚酯，再通过衣康酸基聚酯与羧酸末端聚乙二醇单甲醚反应并控制反应时间的方法，反应条件温和，不需要保护气体即可成功制备分子量分布较窄(D<1.26)、结构可控的两亲性三嵌段共聚物，即聚乙二醇单甲醚‑衣康酸基聚酯‑聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物。利用合成的两亲性三嵌段共聚物，本发明还自组装了纳米胶束95％以上的自组装结构。本发明的合成方法操作简单可行，原料便宜易得，具有一定的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用。
背景技术
嵌段共聚物一般指由化学键将两种不同组成的均聚物链接起来的线性高分子，其兼具两种均聚物各自的特性。相对于线性均聚物，嵌段共聚物具有许多独特的性质，被广泛应用于表面活性剂、乳化剂、相容剂、纳米医药等领域。聚乙二醇(PEG)分子量范围广、选择余地大、无毒性、亲水性好、不具有抗原性和免疫原性，已通过美国联邦药品管理局(FDA)认证可用于人体，被广泛应用于生物医用材料。衣康酸存在于哺乳动物巨噬细胞内，而且是具有重要免疫调控功能的代谢产物，可作为多种疾病的潜在治疗靶点。同时，衣康酸属于细胞内源产生的代谢产物，利用其作为潜在的药物候选分子，不会引起严重的副作用，并且衣康酸具有优良的抗炎、抗菌及抗病毒作用。聚酯是一种广为人知的生物降解聚合物，它具有优异的可加工性、较低的细胞毒性以及药物穿透性，因而在基因传递、组织工程支架和海洋防污材料中使用广泛。
聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚(mPEG-DHB-ITA-mPEG)拥有独特的亲水性、柔性、生物降解性、细胞亲和力、抗菌性等特性。根据缩合聚合合成聚酯的合成方式，一般聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚三嵌段共聚物的合成方式是利用衣康酸二甲酯和多元醇发生酯交换反应得到衣康酸基聚酯；再通过改性聚乙二醇(PEG)的末端羧基与衣康酸基聚酯中的羟基发生酯化反应来制备嵌段共聚物。其单体选择范围更广，可以合成更多的聚酯嵌段共聚物。但一般通过上述方法制备的这类聚酯，对聚合条件要求较高，如需要在高温、高压下进行。且所制备的聚合物的分子量可控性不足，且分子量分布一般较宽。此外，聚乙二醇(PEG)末端羧基与聚酯末端羟基的反应也是酯化反应，制备高分子量共聚物也需要在较高的温度下进行，在这过程中会导致酯交换等副反应的发生，造成聚合结构的改变。而在生物医药领域，尤其对药物可控释放，需要嵌段共聚物具有明确的分子量和较窄的分子量分布。因此，在合成新型结构的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚三嵌段共聚物时，需要对上述合成方法进行改进。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷与不足，本发明的首要目的在于提供一种结构可控的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法。
本发明的又一目的在于提供一种利用上述制备方法制备得到的窄分子量分布的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性三嵌段共聚物。
本发明的再一目的在于提供一种上述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性三嵌段嵌段共聚物的应用。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：
将衣康酸、1,1,3,3-四甲基胍、二元卤化物和溶剂混合并加热，反应完全后加入具有单羧基末端的聚乙二醇单甲醚继续反应，反应结束后进行沉淀、透析、干燥，得到聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物；
所述衣康酸、二元卤化物、1,1,3,3-四甲基胍和聚乙二醇单甲醚的摩尔比为1～3:2～6:1.5～3.5:1～3。
作为优选，制备聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的反应方程式如下式1所示：
式1中46为聚乙二醇单甲醚的聚合度，n为最终嵌段聚合物中衣康酸基聚酯的聚合度。
本发明通过对商业化1,1,3,3-四甲基胍的纯化使用，通过加入二元卤化物及衣康酸单体合成衣康酸基聚酯，再通过衣康酸基聚酯与羧酸末端聚乙二醇单甲醚反应并控制反应时间的方法，反应条件温和，不需要保护气体即可成功制备分子量分布较窄结构可控的两亲性三嵌段共聚物，即聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物。利用合成的两亲性三嵌段共聚物，本发明还自组装了纳米胶束95％以上的自组装结构。
本发明主要是利用羧酸与卤素的点击化学反应，羧酸在四甲基胍的作用下，先形成羧酸根负离子，然后羧酸根负离子仅供卤化物的α碳，在酯基形成同时，脱去卤素原子与四甲基胍形成相应的四甲基胍卤化氢盐。由点击化学的特性可实现反应温和以及不需要保护气体的条件，通过控制不同的羧酸结构和卤素结构可以实现结构可控。
作为优选，所述1,1,3,3-四甲基胍使用前事先经过纯化处理。
作为进一步优选，所述1,1,3,3-四甲基胍使用前事先经过两次纯化处理，并用氩气气氛保存。
作为进一步优选，所述纯化处理的步骤包括：用氢化钙(CaH2)搅拌过夜，再减压蒸馏纯化。
作为优选，所述二元卤化物为1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷、1,4-二氯丁烷和1,4-二氯己烷中的任意一种。
作为优选，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚枫、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲苯、苯、乙腈、二氧六环中的任意一种或多种的组合。
作为优选，所述聚乙二醇单甲醚的分子量为Mn＝2000，
作为优选，衣康酸、1,1,3,3-四甲基胍、二元卤化物和溶剂混合并加热过程中反应时间为3～24h。
作为优选，加热反应温度为10～70℃。
作为优选，加入具有单羧基末端的聚乙二醇单甲醚后继续反应的反应时间为6～24h。
如上所述的制备方法制备得到的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物。
如上所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物在药物运输释放、纳米反应器以及纳米催化领域中的应用。
因此，本发明具有以下有益效果：
本发明通过对商业化1,1,3,3-四甲基胍的纯化使用，通过加入二元卤化物及衣康酸单体合成衣康酸基聚酯，再通过衣康酸基聚酯与羧酸末端聚乙二醇单甲醚反应并控制反应时间的方法，反应条件温和，不需要保护气体即可成功制备分子量分布较窄结构可控的两亲性三嵌段共聚物，即聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物。利用合成的两亲性三嵌段共聚物，本发明还自组装了纳米胶束95％以上的自组装结构。本发明的合成方法操作简单可行，原料便宜易得，具有一定的经济效益。
附图说明
图1为实施例1中聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的核磁氢谱图。
图2为实施例1中聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法。
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：
(S.1)称取130mg(1mmol)衣康酸(ITA)加入样品瓶中，在室温(25℃)下反应，再加入5mL的二甲基甲酰胺(DMF)待衣康酸全部溶解，加入230mg(2mmol)的1,1,3,3-四甲基胍(TMG)作为催化剂，待反应放热结束用恒压漏斗滴加448mg(2mmol)的1,6-二溴己烷进行反应。反应12h后，加入2g(1mmol)聚乙二醇单甲醚羧(mPEG-COOH2000)继续反应12h，得到反应混合溶液；
(S.2)取步骤(S.1)中得到的反应混合溶液用冰乙醚沉淀，在水里进行透析，冷冻干燥，得到淡黄色固体，即为聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)，并对产物进行核磁和凝胶色谱法(GPC)分析。本实施例中聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的核磁氢谱如图1所示。其中，图1中：a表示mPEG嵌段末端的甲氧基，b表示PEG主链上的亚甲基，c表示mPEG末端亚甲基，d、e表示衣康酸基聚酯侧链双键，f表示与双键相连的亚甲基，g、l表示与酯基相连的亚甲基，h、i、j、k表示主链上单独的亚甲基。本实施例中聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的红外光谱如图2所示。聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的核磁氢谱数据以及红外光谱数据如下所示：1HNMR(CDCl3，400MHz)，化学位移δ(ppm)：～6.31ppm.～5.70ppm(-C＝CH2，衣康酸基聚酯侧链上)，～4.17ppm(-COOCH2-，衣康酸基聚酯主链上)，4.09ppm(-CH2-OOC-衣康酸基聚酯主链上)，3.67ppm(-CH2-O，mPEG主链上)，3.64ppm(-O-CH2-，mPEG主链上)，3.38ppm(-C-CH2-COO，衣康酸基聚酯主链上)，3.33ppm(CH3-，mPEG末端甲氧基)，2.28ppm(-CH2-COO)，mPEG主链末端亚甲基)，～1.69ppm.1.64ppm.1.42ppm.(-CH2-，衣康酸基聚酯主链上)。
FTIR(KBr):～1731cm-1(-C＝O，衣康酸基聚酯主链上)，～1125cm-1(-C-O-，PEG主链上)，～2923cm-1、～2860cm-1(-CH3，-CH2-)。
实施例2～5
设计一系列聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)，并分别记作为A2，A3，A4，A5。即A2，A3，A4，A5均为mPEG-DHB-ITA-mPEG，PEG的数均分子量为2000。实施例2～5中的合成方法与实施例1中相同，区别在于衣康酸、1,1,3,3-四甲基胍、1,6-二溴己烷和DMF溶剂混合并加热过程中反应时间不同，反应时间分别为3h，6h，12h，24h。各聚合物中原料配比和反应时间如下表1中所示。
表1：系列聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚(mPEG-DHB-ITA-mPEG)两亲性嵌段共聚物的原料配比以及聚合物分子量及分子量分布
从表1中数据分析可知：制备的两亲性嵌段共聚物的分子量分布都较窄，随着反应时间增加，分子量随之增加，实现本发明的目的。
实施例6
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A6。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中加入115mg(1mmol)的1,1,3,3-四甲基胍(TMG)替换230mg(2mmol)的1,1,3,3-四甲基胍(TMG)。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A6的数均相对分子量Mn为13500g/mol，分子量分散度为1.25，说明该条件下也可以实现我们的发明目的。
实施例7
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A7。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中加入345mg(3mmol)的1,1,3,3-四甲基胍(TMG)替换230mg(2mmol)的1,1,3,3-四甲基胍(TMG)。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A7的数均相对分子量Mn为12560g/mol，分子量分散度为1.52，说明过量的催化剂会使聚合物的D变宽。
实施例8
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A8。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中用5mL纯化四氢呋喃(THF)替换5mL二甲基甲酰胺(DMF)做溶剂。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A8的数均相对分子量Mn为8460g/mol，为1.21，说明采用THF为反应溶剂会使反应速率下降。
实施例9
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A9。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中用5mL纯化二甲基亚砜(DMSO)替换5mL二甲基甲酰胺(DMF)做溶剂。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A9的数均相对分子量Mn为13670g/mol，D为1.19，说明采用DMSO为反应溶剂也可以实现我们的发明目的。
实施例10
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A10。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中用“反应温度从室温升到40℃”替换“在室温(25℃)下反应”。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A10的数均相对分子量Mn为12300g/mol，为1.25，说明40℃的反应温度也可以实现我们的发明目的。
实施例11
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A11。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中用“反应温度从室温(25℃)降低到10℃”替换“在室温(25℃)下反应”。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A11的数均相对分子量Mn为7980g/mol，D为1.29，说明10℃的反应温度会使反应速率降低。
实施例12
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A12。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中用“反应温度从室温(25℃)升到70℃”替换“在室温(25℃)下反应”。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A12的数均相对分子量Mn为12650g/mol，为1.65，说明70℃的反应温度并不适合本发明。
实施例13
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A13。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中称取130mg(1mmol)衣康酸(ITA)；加入173mg(1.5mmol)的1,1,3,3-四甲基胍(TMG)；滴加448mg(2mmol)的1,6-二溴己烷进行反应。反应12h后，加入2g(1mmol)聚乙二醇单甲醚羧(mPEG-COOH2000)继续反应12h，得到反应混合溶液。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A13的数均相对分子量Mn为12890g/mol，为1.26，说明该条件下也可以实现我们的发明目的。
实施例14
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A14。
本实施例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中称取390mg(3mmol)衣康酸(ITA)；加入402mg(3.5mmol)的1,1,3,3-四甲基胍(TMG)；滴加1.344g(6mmol)的1,6-二溴己烷进行反应。反应12h后，加入6g(3mmol)聚乙二醇单甲醚羧(mPEG-COOH2000)继续反应12h，得到反应混合溶液。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A14的数均相对分子量Mn为12760g/mol，为1.31，在该条件下也可以实现我们的发明目的。
实施例15
本实施例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物在药物运输释放、纳米反应器以及纳米催化领域中的应用。
本实施例按照实施例3中的合成方法制备得到了聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物A3。并进一步研究其在水溶液中的自主装行为，发现95％的聚合物都组装成尺寸在200nm的纳米胶束。
对比例1
本对比例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A15。
本对比例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中反应时间为1h，其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A15的数均相对分子量Mn为3980g/mol，为1.20，说明反应时间过短，反应程度较低，达不到实验要求。
对比例2
本对比例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A16。
本对比例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中反应时间为36h，其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A16的数均相对分子量Mn为13250g/mol，为2.36，说明反应时间过长得到的嵌段聚合物/>过大，并不适合本发明。
对比例3
本对比例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A17。
本对比例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中用“反应温度从室温降低到0℃”替换“在室温(25℃)下反应”。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A17的数均相对分子量Mn为5300g/mol，D为1.21，说明0℃的反应温度，反应温度过低，反应较为缓慢，该反应条件并不能实现我们的发明目的。
对比例4
本对比例中提供一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物(mPEG-DHB-ITA-mPEG)的制备方法，并将其记作聚合物A18。
本对比例与实施例1中的区别在于：
一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其中，步骤(S.1)中用“反应温度从室温升高到120℃”替换“在室温(25℃)下反应”。其他都与实施例1中相同。最终制备得到的聚合物A18的数均相对分子量Mn为12700g/mol，为2.51，说明120℃的反应温度过高，使得其/>过大，该反应条件并不能实现我们的发明目的。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将衣康酸、1,1,3,3-四甲基胍、二元卤化物和溶剂混合并加热，反应完全后加入具有单羧基末端的聚乙二醇单甲醚继续反应，反应结束后进行沉淀、透析、干燥，得到聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物；
所述衣康酸、二元卤化物、1,1,3,3-四甲基胍和聚乙二醇单甲醚的摩尔比为1～3:2～6:1.5～3.5:1～3。
2.根据权利要求1所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述1,1,3,3-四甲基胍使用前事先经过纯化处理。
3.根据权利要求1所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述二元卤化物为1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷、1,4-二氯丁烷和1,4-二氯己烷中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚枫、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲苯、苯、乙腈、二氧六环中的任意一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇单甲醚的分子量为Mn＝2000，D＝1.03。
6.根据权利要求1所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，衣康酸、1,1,3,3-四甲基胍、二元卤化物和溶剂混合并加热过程中反应时间为3～24h。
7.根据权利要求1或6所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，加热反应温度为10～70℃。
8.根据权利要求1所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，加入具有单羧基末端的聚乙二醇单甲醚后继续反应的反应时间为6～24h。
9.如权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制备得到的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物。
10.如权利要求9所述的聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物在药物运输释放、纳米反应器以及纳米催化领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311778651.9A CN117720734A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311778651.9A CN117720734A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117720734A true CN117720734A (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=90199659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311778651.9A Pending CN117720734A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117720734A (zh) |
-
2023
- 2023-12-22 CN CN202311778651.9A patent/CN117720734A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2644971B2 (ja) | 医療用生分解性コポリマー | |
| JP3554282B2 (ja) | 医療用生分解性三元ブロック共重合体及びその製造方法 | |
| US7960479B2 (en) | Brush copolymers | |
| Yuan et al. | Synthesis, characterization, and controllable drug release of dendritic star-block copolymer by ring-opening polymerization and atom transfer radical polymerization | |
| Zhang et al. | Synthesis of functional polycaprolactones via passerini multicomponent polymerization of 6-oxohexanoic acid and isocyanides | |
| KR19990007861A (ko) | 헤테로테레케릭 블록 공중합체 및 이의 제조방법 | |
| Goffin et al. | New organic–inorganic nanohybrids via ring opening polymerization of (di) lactones initiated by functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxane | |
| CN111019126B (zh) | 一种聚酯酰胺及其制备方法 | |
| Gou et al. | Synthesis and characterization of well‐defined cyclodextrin‐centered seven‐arm star poly (ε‐caprolactone) s and amphiphilic star poly (ε‐caprolactone‐b‐ethylene glycol) s | |
| Yuan et al. | Synthesis, characterization, and properties of amphiphilic chitosan copolymers with mixed side chains by click chemistry | |
| KR20180068852A (ko) | 미셀 안정성이 향상된 양친성 블록 공중합체 조성물 및 이를 포함하는 약학 조성물 | |
| Xie et al. | Synthesis, isothermal crystallization and micellization of mPEG–PCL diblock copolymers catalyzed by yttrium complex | |
| Ten Breteler et al. | Synthesis and thermal properties of hetero-bifunctional PLA oligomers and their stereocomplexes | |
| Lim et al. | Effect of molecular architecture on micellization, drug loading and releasing of multi-armed poly (ethylene glycol)-b-poly (ε-caprolactone) star polymers | |
| Vandewalle et al. | Polycaprolactone-b-poly (N-isopropylacrylamide) nanoparticles: Synthesis and temperature induced coacervation behavior | |
| Li et al. | A general strategy toward synthesis of well-defined polypeptides with complex chain topologies | |
| Hua et al. | Synthesis, characterization, effect of architecture on crystallization of biodegradable poly (ε‐caprolactone)‐b‐poly (ethylene oxide) copolymers with different arms and nanoparticles thereof | |
| JPH01108226A (ja) | ブロック共重合体およびその製造方法 | |
| CN117720734A (zh) | 聚乙二醇单甲醚-衣康酸基聚酯-聚乙二醇单甲醚两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用 | |
| Qiu et al. | Facile synthesis of functional poly (ε-caprolactone) via Janus polymerization | |
| Ling et al. | Thermoplastic elastomers based on poly (l‐Lysine)‐Poly (ε‐Caprolactone) multi‐block copolymers | |
| Lemmouchi et al. | Novel synthesis of biodegradable amphiphilic linear and star block copolymers based on poly (ε‐caprolactone) and poly (ethylene glycol) | |
| Wu et al. | Well‐defined amphiphilic poly (p‐dioxanone)‐grafted poly (vinyl alcohol) copolymers: Synthesis and micellization | |
| Jin et al. | Synthesis of Poly (L-lactide-co-serine) and Its Graft Copolymers with Poly (ethylene glycol) | |
| Yang et al. | Crystallization behavior and micelle formation of star-shaped amphiphilic block copolymer based on dendritic poly (ether-amide) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |