CN1900134A

CN1900134A - 一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体及合成方法

Info

Publication number: CN1900134A
Application number: CN 200610098670
Authority: CN
Inventors: 冯增国; 李海宾; 张爱英
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-12
Also published as: CN100558781C

Abstract

本发明是一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体及合成方法。本发明合成方法分为三步：1)氨基酸及其衍生物与二(三氯甲基)碳酸酯生成α－氨基酸－N－羧基内酸酐(NCA)；2)以端氨基聚四氢呋喃为引发剂引发NCA开环聚合生成聚氨基酸－聚四氢呋喃－聚氨基酸三嵌段端氨基预聚物；3)不经分离再与二异氰酸酯(MDI，TDI，HDI)等和扩链剂1，4－丁二醇(BDO)或聚四氢呋喃－1000(PTHF－1000)原位反应合成热塑性聚氨酯弹性体。本发明的聚醚聚肽聚氨酯弹性体的性能通过NCA与引发剂的摩尔投料比，引发剂分子量，异氰酸酯基团与引发剂中端氨基的摩尔比([－NCO]/[－NH₂])来予以调节。该聚氨酯弹性体具有良好生物相容性和可降解性，力学性能优异，加工方便，可广泛应用于生物医用材料领域。

Description

一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体及合成方法

技术领域

本发明主要涉及一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体及合成方法，属于生物高分子材料领域。

背景技术

聚氨酯弹性体通常是由软段和硬段交替组成的多嵌段共聚物，分子链中所含有的氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)能使分子内与分子间产生强烈的氢键相互作用，通过选择适当的软、硬段结构及其比例，可以获得物理机械性能良好的高分子材料，如优良的韧性和弹性，可热塑加工型，优良的耐磨性，软触感，耐湿气性，耐多种化学药品性能等。与此同时，聚氨酯弹性体还具有优良的抗凝血性能和生物相容性，以及无过敏反应等性能，从而在生物医学领域得到广泛的应用，是制作人工心脏、人工血管、人工导管等的首选材料。

随着聚氨酯弹性体在生物医学领域中应用领域的不断拓宽，普通聚氨酯材料不能生物降解的缺点日益引起人们的关注。因此，开发可生物降解的聚氨酯材料已成为该领域发展的一项重要标志[J Biomed Master Res 2001；55(2)：141]。目前，人们已开发出的可生物降解聚氨酯材料中，有一类是利用天然多羟基化合物或聚合物与异氰酸酯直接反应得到的，如利用木质素[Idustrial Crops and Products 2004，20，231；Polymer Int 1996，41：13]，淀粉[Cell Polym1999，18(1)：21]和纤维素[Euro Polym J 2004，40：2803]等来制备聚氨酯弹性体。这类聚氨酯弹性体不仅力学性能优良，同时也都具有良好的生物降解性和生物相容性。目前该方法已成为制备生物可降解聚氨酯材料的主要途径之一[J M S-Pure Appl Chem 1995，32(4)：743]。另一类可生物降解聚氨酯材料主要是可生物降解的聚酯二元醇[J Appl Polym Sci2000，76(7)：1074]，如聚乳酸，聚ε-己内酯[Biomaterials 2005，26(20)：4219]和聚β-羟基丁酸酯[Polymer，1999，40(11)：3153]等与二异氰酸酯反应，利用1，4-丁二醇等进行扩链来合成可降解聚氨酯弹性体。通过调节软、硬段的分子量和比例，可达到控制弹性体其降解速率、弹性模量、结晶度、抗张强度、杨氏模量等主要性质和目的。与可生物降解的天然高分子材料(如纤维素，甲壳素，淀粉，胶原等)和化学合成高分子材料(如聚乳酸，聚ε-己内酯)以及细菌发酵得到的聚β-羟基丁酸酯相比较，生物降解型聚氨酯材料因具有良好的生物相容性、物理机械性能可调范围大、加工成型容易、用途广泛、价位较低等优势已成为近年来生物医用材料开发的热点。Alok等[J Biomed Master Res 1991；25(10)：1249]制备出一种具有良好加工性能、机械强度又高的生物降解型聚氨酯，尤其是其优异的韧性和弹性，使其特别适合作为医用手术缝合线使用。Bruin等[J Biomed Mat]研制出一种聚氨酯皮肤替代物，其顶层为微孔透气性防菌聚醚聚氨酯弹性体，而隔离底层为可生物降解的聚酯型聚氨酯弹性体网状结构，通过临床和组织学观察，证实该材料具有良好的皮肤保护功能。Borkenhagen等[Biomaterials 1998；19(23)：2155]合成的可生物降解聚氨酯弹性体有着极低膨胀率、良好的弹性和生物相容性，其降解时间与新生神经组织的生长过程较吻合，且降解产物不会引起炎症反应，是神经等组织引导性再生材料的理想选材。

化学合成聚氨基酸或聚肽具有与天然蛋白质或多肽相似的结构与性质，显示出与细胞和组织良好的生物相容性；同时由于聚肽主链上存在大量肽键，在机体内极易受到酶的作用，从而能降解生成无的小肽或氨基酸产物，参与机体的吸收和代谢，因而具有优良的生物降解性和安全性。Hayashi等[Polym J 1993，25：481]证实人工合成的聚肽具有与蛋白质相类似的多极结构，和细胞与组织以及其它生物成分显示出良好的相容性；同时由于聚肽主链上存在大量肽键，在人体内极易受到酶的作用，降解生成无毒的多肽或氨基酸，因而又具有优良的生物降解性。Anderson等[Biomed Mater Symp 1970，5：197]制备的γ-苄基-L-谷氨酸酯与亮氨酸的共聚物具有十分优良的组织亲和性，在植入实验小鼠体内200天后，观察到在植入物周围有十分明显的新组织生长。该共聚物同时也具有良好的生物降解性能，降解速度随共聚物组分的改变而发生变化。

合成聚肽独特的分子结构使其有别于传统的合成高分子，并具有很多传统高分子所不具备的性能，除了良好的生物相容性、可降解性、自组装行为、液晶现象及力学性能等，它们还有着良好的力学性能、成膜性和可纺性。无论是开环聚合后得到的，还是经脱保护基处理后形成的合成聚肽，都可直接作为细胞与组织工程培养的支架材料，所形成的支架不仅具有可控的生物可降解性和适宜的力学性能，同时也具有大量可供细胞粘附生长进行识别的活性位点。另外，聚肽的自组装行为为开发新的控释药物新剂型创造了条件，使得药物具有了可控释、靶向输送、提高不溶药物吸收率及可降解等诸多优点。因此合成聚肽可广泛用于再生医学中细胞与组织工程培养的支架，药物控释载体，生物材料表面修饰、医用可吸收手术缝合线等方面。

尽管目前所合成出的可降解聚氨酯弹性体，一般都具有良好的物理机械性能、可降解性，加工使用方便，但是它们在分子结构中都缺乏可供细胞粘附生长进行识别的活性位点。由于聚氨基酸或聚肽具有良好的生物相容性和可生物降解性，聚氨酯又具有良好的力学性能，因此许多研究人员试图将两者结合起来制备含有聚肽嵌段的新型聚氨酯弹性体。如ZhangJianying[Biomaterials 2000，21：1247]用无毒的赖氨酸二异氰酸酯(LDI)和丙三醇反应首先制备出预聚物，然后再制备聚氨酯。而Guan Jianjun等[Biomacromolecules 2005，6：2833]用聚乙二醇和聚己内酯的嵌段共聚物作为软段和异氰酸酯反应，用Ala-Ala-Lys三肽作为扩链剂，制备了含Aly-Aly-Lys三肽的聚按酯。McClung等[Biomaterials 2001，22：1919]制备了由赖氨酸改性的聚氨酯弹性体。Uchida等[J Poly Sci A：Polym Chem 1999；37：383；Polymer 2000，41：473；US Pat 3594351，1971]则首先合成γ-甲基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(NCA)，然后用聚四氢呋喃与二苯基亚甲基异氰酸酯(MDI)反应生成预聚物，用无水肼既作为NCA开环聚合的引发剂，又作为扩链剂制备了交联型聚肽聚氨酯弹性体。该弹性体可作为ePTFE人造血管内表面涂层应用，可以明显提高血管内皮化的程度，能够抑制血栓形成。Jian等[Biomaterials 2000；21(12)：1247]近期开发出一种含聚肽嵌段的泡沫型聚脲聚氨酯作为组织工程的支架材料。这种泡沫型聚脲聚氨酯具有良好的生物相容性和机械性能，那能很好的促进细胞生长，作为组织工程支架材料有着良好的应用前景。

发明内容

本发明目的是将化学合成聚肽嵌段引入到聚醚段上形成聚醚聚肽嵌段预聚物，然后再与异氢酸酯和/或扩链剂反应制备热塑性聚氨酯弹性体，该聚氨酯弹性体的性能可以通过改变聚醚与聚肽的分子量及其组成，以及异氢酸酯和扩链剂的品种与含量来进行调节，为再生医学中细胞与组织工程培养的支架，药物控释的载体、惰性生物材料的表面改性、以及医用可吸收手术缝合线等提供一种可降解的生物医用材料，即本发明提供一种具有良好生物降解性和生物相容性的含有聚醚聚肽嵌段的新型热塑性聚氨酯弹性体及合成方法。

其制备步骤共三步如下：

1)氨基酸-N-羧基内酸酐(NCA)的制备

将氨基酸及其衍生物和二(三氯甲基)碳酸酯和溶剂无水四氢呋喃加入装有回流冷凝管、温度计、碱吸收装置的三口烧瓶中，搅拌反应，温度25℃～65℃反应，时间为0.5～6小时。待反应悬浊液变澄清后，充氮气1-2小时，以除去反应过程中生成的氯化氢及剩余的光气。冷却并浓缩反应液，倒入过量的1∶10～1∶15体积比的无水石油醚沉淀，-10℃～20℃下放置12h，过滤得白色针状结晶即为粗品。将粗品用乙酸乙酯/石油醚(1∶10～1∶15体积比)重结晶得到的针状结晶即为氨基酸-N-羧基内酸酐(NCA)。产率92％。

上述制备方法中，各种氨基酸及其衍生物包括：如γ-苄基-L-谷氨酸酯，γ-甲基-L-谷氨酸酯，γ-乙基-L-谷氨酸酯等；赖氨酸(Lys)及其衍生物，如ε-苄氧羰基-赖氨酸，ε-叔丁氧羰基-赖氨酸，ε-三氟乙酰基-赖氨酸等；

上述制备方法中，不同氨基酸NCA的制备，温度一般可控制在25℃～65℃反应，时间为0.5～6小时。充氮气1～2小时，以除去反应过程中生成的氯化氢及剩余的光气，不同氨基酸NCA分别用无水乙酸乙酯/无水石油醚(1∶10～1∶15体积比)重结晶多次，熔点与文献值相符，元素分析实测值与理论值相差小于3‰。

2)预聚物端氨基聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段预聚物制备

将端氨基聚四氢呋喃大分子引发剂加入烧瓶中，在40℃～140℃下真空干燥下真空干燥2～12小时，然后降温至20～25℃。在无水和惰性气体保护下，以无水N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，在真空条件下以不同分子量端氨基聚四氢呋喃为大分子引发剂引发相应氨基酸的NCA开环聚合，反应时间为3～12小时，形成端氨基ABA型聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段预聚物。通过调节端氨基聚四氢呋喃大分子引发剂的分子量以及与不同氨基酸NCA的摩尔投料比，可以得到不同分子量及其组成的端氨基ABA型嵌段预聚物。

上述制备方法中，端氨基聚四氢呋喃大分子引发剂的分子量范围从800-10000。其中所述的端氨基聚四氢呋喃聚醚引发剂，也可以为其它的端氨基聚醚、聚酯、聚硅氧烷等大分子，它们的分子量与端氨基聚四氢呋喃大分子引发剂的分子量范围相同。

上述制备方法中，端氨基聚四氢呋喃与NCA的摩尔投料比例为1∶5至1∶200，在此范围内聚合反应可控，共聚物的分子量可以通过改变投料比加以调控。

上述制备方法中，端氨基预聚物聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段共聚物，其中该共聚物的分子量范围从1,800-50,000。

上述制备方法中，端氨基聚四氢呋喃大分子引发剂在40℃～140℃下真空干燥2～12小时，然后降温至20～25℃。端氨基聚四氢呋喃引发NCA开环聚合反应时间为3～12小时，反应温度范围20℃～60℃。

上述制备方法中，端氨基预聚物聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段共聚物的合成方法中有两种投料方式，即顺序加料法和一锅投料法，由此，形成了不同结构形式的端氨基预聚物聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段共聚物。如果通过顺序加料方法，步骤2中所合成的端氨基预聚物聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段共聚物，其中聚肽嵌段可以由端氨基聚四氢呋喃引发一种或两种及两种以上氨基酸-N-羧基内酸酐单体开环聚合反应制备得到均聚或嵌段聚肽共聚物。如果通过一锅投料法，步骤2中所合成的端氨基预聚物聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段共聚物，其中聚肽嵌段由端氨基聚四氢呋喃引发两种或两种以上的氨基酸-N-羧基内酸酐单体开环聚合制备得到的聚肽无规共聚物。但是这两种方法不影响含有聚醚聚肽嵌段的新型热塑性聚氨酯弹性体主体结构式。

3)热塑性聚氨酯弹性体得制备

在2)中所述的同一反应器内，端氨基聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段预聚物不经分离，按照[-NCO]/[-NH₂])摩尔比为0.5～2.5，将一定量的二异氰酸酯在3～6小时内逐滴加入，再继续反应6～72小时。反应结束后，将反应物倒入体积比1∶8～1∶15的乙醚中沉淀，过滤，真空干燥，得到本发明的热塑性聚氨酯弹性体。

上述制备方法中，其中所述二异氰酸酯为二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)，2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)或其混合物，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，也可以为其它的二异氰酸酯。

上述制备方法中，其中所述二异氰酸酯中异氰酸酯基团与预聚物中端氨基的摩尔比为0.5～2.5。

上述制备方法中，在预聚物生成后，直接加入二异氰酸酯反应。该热塑性聚氨酯弹性体是在20℃～60℃，通过顺序加料，采用端氨基聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段预聚物不经分离的“一锅法”合成得到的。

4)热塑性聚氨酯弹性体得制备

第三步也可以被第4步替换为，按照[-NCO]/[-NH₂])摩尔比为2，将一定量的二异氰酸酯于3～6小时内逐滴加入二异氰酸酯进行封端，反应3～12小时后，再加入扩链剂BDO或PTHF-1000，继续反应6～72小时。将反应物倒入体积比1∶8～1∶15乙醚中沉淀，过滤，真空干燥，得到本发明的热塑性聚氨酯弹性体。

上述制备方法中，其中所述二异氰酸酯中异氰酸酯基团与预聚物中端氨基的摩尔比为2。其中所述二异氰酸酯与扩链剂中摩尔比为0.5～2.5。

第3步与第4步的主要区别为：是否使用扩链剂。第三步没有使用扩链剂，[-NCO]/[-NH₂])摩尔比为0.5～2.5；而第四步使用了BDO或PTHF-1000作为扩链剂，[-NCO]/[-NH₂])摩尔比为2，但是这样并不会改变一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性弹性体的主体分子式。

以下述端氨基聚(γ-苯甲基-L-谷氨酸酯)-b-聚四氢呋喃-b-聚(γ-苯甲基-L-谷氨酸酯)三嵌段预聚物为例来叙述具体实施步骤：

端氨基预聚物：

式中：B＝OCH₂CH₂CH₂CH₂；R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅

m为10-200； n为10-400

下面为含有聚醚聚肽嵌段的热塑性弹性体的主体分子式：

R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅ m为10-200；n为10-400；y为5-100

本分子式为该发明的主体分子式，其中根据大分子引发剂、氨基酸NCA、异氢酸酯和扩链剂的不同，分子式会有局部的调整，但是不会影响分子主体结构，都将视为在本发明的保护范围之内。

主要可演变分子式为(1)

R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅ m为10-200；n为10-400；x为5-100

主要可演变分子式为(2)

R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅ m为10-200；n为10-400；z为5-100

主要可演变分子式为(3)

R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅ m为10-200；n为10-400；y’为5-100

式中：m；n；x；y；z；y’为聚合度指数

说明书附图

图1制备步骤1

图2制备步骤2

图3制备步骤3

图4制备步骤4替换步骤3

图5一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体分子式

图6一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体分子式演化分子式1

图7一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体分子式演化分子式2

图8一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体分子式演化分子式3

具体实施方式

实施例一

1L-谷氨酸γ-苄酯-N-羧基内酸酐(BLG-NCA)的制备

将8gL-谷氨酸γ-苄酯，4.0g三聚光气和100mL无水四氢呋喃加入装有回流冷凝管、温度计、碱吸收装置的250mL三口烧瓶中，搅拌下升温至60℃。待反应悬浊液变澄清后，充氮气120min，以除去反应过程中生成的氯化氢及剩余的光气。冷却并浓缩反应液，倒入过量的石油醚中，-20℃下放置12h，过滤得白色针状结晶即为粗品。将粗品用乙酸乙酯/石油醚重结晶得到的针状结晶即为L-谷氨酸γ-苄酯-N-羧基内酸酐(BLG-NCA)。

2预聚物端氨基聚γ-苄基-L-谷氨酸酯-b-聚四氢呋喃-b-聚γ-苄基-L-谷氨酸酯制备

将1.253g端氨基聚四氢呋喃加入烧瓶中，在60℃下真空干燥6小时，然后冷却至室温。在无水和惰性气体保护下，将含3g γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(BLG-NCA)的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液加入到烧瓶中。在室温下连续搅拌反应3小时。

3热塑性聚氨酯弹性体得制备

在上述反应烧瓶中缓慢滴加含有0.259g MDI的DMF溶液，室温下连续搅拌反应24小时，然后将反应物倒入乙醚中，得到热塑性聚氨酯弹性体。

实施例二

1L-谷氨酸γ-甲酯-N-羧基内酸酐(MLG-NCA)的制备

将8gL-谷氨酸γ-甲酯，4.0g三聚光气和100mL无水四氢呋喃加入装有回流冷凝管、温度计、碱吸收装置的250mL三口烧瓶中，搅拌下升温至60℃。待反应悬浊液变澄清后，充氮气120min，以除去反应过程中生成的氯化氢及剩余的光气。冷却并浓缩反应液，倒入过量的石油醚中，-20℃下放置12h，过滤得白色针状结晶即为粗品。将粗品用乙酸乙酯/石油醚重结晶得到的针状晶体即为反应产物L-谷氨酸γ-甲酯-N-羧基内酸酐(MLG-NCA)。

2预聚物端氨基聚γ-甲基-L-谷氨酸酯-b-聚四氢呋喃-b-聚γ-甲基-L-谷氨酸酯制备

将1.175g端氨基聚四氢呋喃加到烧瓶中，在60℃真空干燥6小时，然后冷却至室温。在无水和惰性气体保护下，将含2.0gγ-甲基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(MLG-NCA)的DMF溶液加入烧瓶中。在室温下连续搅拌反应3小时。

3热塑性聚氨酯弹性体的制备

在上述反应烧瓶中缓慢滴加含有0.267g MDI的DMF溶液，室温下连续搅拌反应24小时，然后将反应物倒入乙醚中，得到热塑性聚氨酯弹性体。

实施例三

1预聚物端氨基聚γ-苄基-L-谷氨酸酯-b-聚四氢呋喃-b-聚γ-苄基-L-谷氨酸酯制备

将1.253g端氨基聚四氢呋喃加入到烧瓶中，在60℃真空干燥6小时，然后自然冷却至室温。在无水和惰性气体保护下，将含3.0g γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(BLG-NCA)的DMF溶液加入到烧瓶中。在室温下连续搅拌反应3小时。

2热塑性聚氨酯弹性体的制备

在上述反应烧瓶中缓慢滴加含有0.191g HDI的DMF溶液，室温下连续搅拌反应24小时，然后将反应物倒入乙醚中，得到热塑性聚氨酯弹性体。

实施例四

1预聚物端氨基聚γ-甲基-L-谷氨酸酯-b-聚四氢呋喃-b-聚γ-甲基-L-谷氨酸酯制备

将1.176g端氨基聚四氢呋喃加到烧瓶中，在60℃真空干燥6小时，自然冷却至室温。在无水和惰性气体保护下，将含2.0g γ-甲基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(MLG-NCA)的N，N-二甲基甲酰胺溶液加入烧瓶中。在室温、搅拌下，连续反应3小时。

2热塑性聚氨酯弹性体的制备

在上述反应烧瓶中缓慢滴加含有0.179g HDI的DMF溶液，室温下连续搅拌反应24小时，然后将反应物倒入乙醚中，得到热塑性聚氨酯弹性体。

实施例五

将1.256g端氨基聚四氢呋喃加入到烧瓶中，在60℃真空干燥6小时，然后自然冷却至室温。在无水和惰性气体保护下，将含3.0g γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(BLG-NCA)的DMF溶液加入烧瓶中。在室温、搅拌下，连续反应3小时。

2热塑性聚氨酯弹性体的制备

在上述反应稍瓶中缓慢滴加含有0.571g MDI的DMF溶液，在室温、搅拌下，反应3小时。然后逐滴加入含有0.103g扩链剂1，4-丁二醇(BDO)的DMF溶液，室温下搅拌反应24小时，最后将反应物倒入乙醚中，得到热塑性聚氨酯弹性体。

实施例六

将0.735g端氨基聚四氢呋喃加入到烧瓶中，在60℃真空干燥6小时后自然冷却至室温。在无水和惰性气体保护下，将含2.5g γ-甲基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(MLG-NCA)的DMF溶液加入烧瓶中。在室温、搅拌下，连续反应3小时。

2热塑性聚氨酯弹性体的制备

在上述反应烧瓶中缓慢滴加含有0.335g MDI的DMF溶液，室温搅拌下反应3小时，然后逐滴加入含有0.061g扩链剂1，4-丁二醇(BDO)的DMF溶液，室温搅拌反应24小时，最后将反应物倒入乙醚中，得到热塑性聚氨酯弹性体。

实施例七

将1.254g端氨基聚四氢呋喃加到烧瓶中，在60℃真空干燥6小时后自然冷却至室温。在无水和惰性气体保护下，将含3.0g γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(BLG-NCA)的DMF溶液加入dk烧瓶中。在室温、搅拌下，连续反应3小时。

2热塑性聚氨酯弹性体的制备

在上述反应烧瓶中缓慢滴加含有0.570g MDI的DMF溶液，室温搅拌下反应3小时。然后逐滴加入含有1.140g扩链剂聚四氢呋喃-1000(PTHF-1000)的DMF溶液，室温搅拌反应24小时，最后将反应物倒入乙醚中，得到热塑性聚氨酯弹性体。

实施例八

将1.469g端氨基聚四氢呋喃加入到烧瓶中，在60℃真空干燥6小时后自然冷却至室温。在无水和惰性气体保护下，将含2.5g γ-甲基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐(MLG-NCA)的掂溶液加入到烧瓶中。在室温、搅拌下，连续反应3小时。

2热塑性聚氨酯弹性体的制备

在上述反应烧瓶中缓慢滴加含有0.334g MDI的DMF溶液，室温搅拌下反应3小时，然后逐滴加入含有1.335g扩链剂聚四氢呋喃1000(PTHF-1000)的DMF溶液，室温搅拌反应24小时，最后将反应物倒入乙醚中，得到热塑性聚氨酯弹性体。

Claims

1、一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体及合成方法，其特征在于此弹性体主体的分子式为：

R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅ m为10-200；n为10-400；y为5-100。

2根据权利要求1所示的一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体及合成方法，其特征在于分子式可演变为：

主要可演变分子式为(1)

R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅ m为10-200；n为10-400；x为5-100

主要可演变分子式为(2)

R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅ m为10-200；n为10-400；z为5-100

主要可演变分子式为(3)

R＝CH₂CH₂COOCH₂C₆H₅ m为10-200；n为10-400 y’为5-100

式中：m；n；x；y；z；y’为聚合度指数

3、一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体及合成方法，其特征在于它的合成过程包括：

1)以无水四氢呋喃为溶剂，将各种氨基酸及其衍生物与二(三氯甲基)碳酸酯反应生成相应的NCA，然后产物用1∶10～1∶15体积比的无水石油醚沉淀，再用乙酸乙酯和石油醚(1∶10～1∶15体积比)重结晶，过滤，20～25℃真空干燥，得产品，产率92％。

大分子引发剂引发相应氨基酸的NCA开环聚合，反应时间为3～12小时，形成端氨基ABA型聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段预聚物。通过调节端氨基聚四氢呋喃大分子引发剂的分子量以及与不同氨基酸NCA的摩尔投料比，可以得到不同分子量及其组成的端氨基ABA型嵌段预聚物。

3)在2)中所述的，中间产物预聚物不经分离，按照[-NCO]/[-NH₂])摩尔比为0.5～2.5，将一定量的二异氰酸酯在3～6小时内逐滴加入，再继续反应6～72小时。反应结束后，将反应物倒入体积比1∶8～1∶15的乙醚中沉淀，过滤，真空干燥，得到本发明的热塑性聚氨酯弹性体。

4)或第三步可替换为4)中所述的同一反应器内，按照[-NCO]/[-NH₂])摩尔比为2，将一定量的二异氰酸酯于3～6小时内逐滴加入二异氰酸酯进行封端，反应3～12小时后，再加入扩链剂BDO或PTHF-1000，继续反应6～72小时。将反应物倒入体积比1∶8～1∶15乙醚中沉淀，过滤，真空干燥，得到本发明的热塑性聚氨酯弹性体。

4、根据权利要求3所述的一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体及合成方法，其特征在于，在它的第二步中，合成聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽端氨基预聚物时，所述的端氨基聚四氢呋喃聚醚的分子量范围从800-10,000。同时也可以为其它的端氨基聚醚、聚酯、聚硅氧烷等大分子。

5、根据权利要求3所述的一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体及合成方法，其特征在于，在它的第二步中，合成端氨基预聚物聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段共聚物，所述的聚肽嵌段可由氨基酸-N-羧基内酸酐通过开环聚合制备得到。而氨基酸-N-羧基内酸酐可由各种氨基酸及其衍生物与二(三氯甲基)碳酸酯反应制备得到，所涉及到的氨基酸及其衍生物包括有谷氨酸(Glu)及其衍生物，如γ-苄基-L-谷氨酸酯，γ-甲基-L-谷氨酸酯，γ-乙基-L-谷氨酸酯等；赖氨酸(Lys)及其衍生物，如ε-苄氧羰基-赖氨酸，ε-叔丁氧羰基-赖氨酸，ε-三氟乙酰基-赖氨酸等；还包括有亮氨酸(Leu)、丙氨酸(Ala)、色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、异亮氨酸(Ile)、甘氨酸(Gly)、脯氨酸(Pro)、天门冬氨酸(Asp)、丝氨酸(Ser)、半胱氨酸(Cys)、酪氨酸(Tyr)、精氨酸(Arg)、天门冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)、组氨酸(His)等。同时在合成端氨基预聚物聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段共聚物，其中端所述的端氨基聚四氢呋喃与NCA的摩尔投料比例为1∶5至1∶200，在此范围内聚合反应可控，共聚物的分子量可以通过改变投料比加以调控。而且端氨基预聚物聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽三嵌段共聚物的分子量范围从1,800-50,000。

6、根据权利要求3所述的一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体及合成方法，其特征在于，在它的第二步中，合成聚肽-b-聚四氢呋喃-b-聚肽端氨基预聚物时，其中聚肽嵌段可以通过顺序添加两种及两种以上氨基酸-N-羧基内酸酐单体，由端氨基聚四氢呋喃引发相应的氨基酸-N-羧基内酸酐开环聚合反应制备得到嵌段共聚物。或者其中聚肽嵌段的组成可以采用一锅投料法，由端氨基聚四氢呋喃引发两种或两种以上的氨基酸-N-羧基内酸酐单体开环聚合制备得到的聚肽无规共聚物。

7、根据权利要求3所述的一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体及合成方法，其特征在于，在它的第三步中，合成含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体时，其中所述二异氰酸酯为二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)，2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)或其混合物，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，也可以为其它的二异氰酸酯，且二异氰酸酯中异氰酸酯基团与预聚物中端氨基的摩尔比为0.5～2.5。

8、根据权利要求3所述的一种含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体主体及合成方法，其特征在于，在它的第三步中，合成含有聚醚聚肽嵌段的热塑性聚氨酯弹性体时，在预聚物生成后，直接加入二异氰酸酯反应。该热塑性聚氨酯弹性体是在20～60℃间，通过顺序加料，采用中间产物不经分离的“一锅法”合成得到的。