一种具有多重刺激响应性的水溶性聚合物及其制备方法

文档序号:8519429阅读:313来源:国知局
一种具有多重刺激响应性的水溶性聚合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚合物合成技术,特别是一种具有多重刺激响应性的水溶性聚合物及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 多重响应型纳米药物载体能够对两种或两种以上刺激源产生响应,这种响应有可 能是在病灶部位同时发生,或者是在纳米载体传输药物的过程中有序地发生,因此具有多 重响应性的纳米药物载体在药物运输和释放过程中可能具有更好的可控效果。温度响应 性、pH响应性、糖响应性、氧化还原响应性等各种刺激响应性的蛋白质反应性高分子,由于 其在对蛋白质药物负载及对蛋白质等生物大分子的改性方面存在潜在的应用价值,而引起 了当前生物技术方面的极大关注。现已证明,通过共价键连接到蛋白质上的大分子会显著 降低蛋白质的活性,其中很重要的影响因素就是大分子的分子量及其分布。而现在大多数 的蛋白质反应性高分子的合成都是基于自由基合成,由于其合成过程存在不可控性,故合 成的端基功能性高分子分子量及分子量分布较宽。
[0003] 端基功能化的PGE由于其具有中性、无毒、良好的生物相容性等特点,对生物大分 子如蛋白质及其组装体、纳米颗粒以及各种宏观材料表面进行改性的应用最为广泛,但随 着时代的发展,单一功能的高分子远远不能满足对生物大分子多重性能方面的需求。
[0004] 本发明中合成的端基功能化的高分子采用了可逆加成-断裂链转移聚合 (Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization,RAFT)聚合及 巯基-双键点击反应,合成出的高分子分子量可控,可合成出各种所需分子量的高分子链 段,并且分子量分布窄,本发明中使用该方法合成出的端基功能化聚合物分子量分布均在 1. 01-1. 11 之间。
[0005] 此外,为满足对生物大分子多功能的要求,本发明合成的端基功能化高分子均具 有生物响应性或多重生物响应性,例如温度响应性、pH响应性、糖响应性,而且,所合成的高 分子均为水溶性高分子,为其在水溶液环境对生物大分子的改性提供了有利的条件。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的是针对上述存在问题,提供一种能与生物大分子反应的端基功能化 的窄分布并且具有多重刺激响应性的水溶性聚合物及其制备方法。
[0007] 本发明的技术方案:
[0008] 一种具有多重刺激响应性的水溶性聚合物,其结构通式为:
[0009]
【主权项】
1. 一种具有多重刺激响应性的水溶性聚合物,其特征在于结构通式为:
式中:R,Q为聚合物单体;n是指单体的聚合度为10-150 ;所述聚合物单体为为N-异丙 基丙烯酰胺,4-乙烯基吡啶,4-(1,6-二氧-2, 5-二氮杂-7-氨基乙二酰)苯硼酸频哪醇酯 三种单体中的一种或两种任意比例的混合物。
2. -种如权利要求1所述具有多重刺激响应性的水溶性聚合物的制备方法,其特征在 于步骤如下: 1) 端基为十二烷基三硫代碳酸酯的聚合物的合成 将聚合物单体、链转移剂和引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)分别溶于重蒸过的二氧六环 中,氮气保护下混合,冷冻-抽真空-解冻重复进行三次后,置于70°C油浴中反应17小时, 产物用乙醚沉淀,真空干燥后得到端基为十二烷基三硫代碳酸酯的聚合物; 2) 端基为硫醇的聚合物的合成 将上述端基为十二烷基三硫代碳酸酯的聚合物溶于重蒸过的四氢呋喃(THF)中,氮气 保护下加入正己胺和甲基吡唑磷酸盐,混合后,冷冻-抽真空-解冻重复进行三次,然后置 于25°C水浴中反应3小时,产物用乙醚沉淀,真空干燥后得到端基为硫醇的聚合物; 3) 端基为N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的聚合物的合成 将上述端基为硫醇的聚合物、N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺(NAS)分别溶于重蒸过的四氢 呋喃(THF)中,氮气保护下混合并加入三乙胺,冷冻-抽真空-解冻重复进行三次后,置于 25°C水浴中反应24小时,产物用乙醚沉淀,真空干燥后得到具有多重刺激响应性的水溶性 聚合物,即端基为N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的聚合物。
3. 根据权利要求2所述具有多重刺激响应性的水溶性聚合物的制备方法,其特征在 于:所述聚合物单体为为N-异丙基丙烯酰胺,4-乙烯基吡啶,4-(1,6-二氧-2, 5-二氮 杂-7-氨基乙二酰)苯硼酸频哪醇酯三种单体中的一种或两种任意比例的混合物;链转移 剂为十二烷基三硫代碳酸酯-2-甲基-丙酸(DMP)。
4. 根据权利要求2所述具有多重刺激响应性的水溶性聚合物的制备方法,其特征在 于:所述步骤1)中聚合物单体、链转移剂和引发剂AIBN的摩尔比为1 :1 :2-1 :1:5 ;聚合物 单体与二氧六环的摩尔比为1 :5_7。
5. 根据权利要求2所述具有多重刺激响应性的水溶性聚合物的制备方法,其特征在 于:所述步骤2)中端基为十二烷基三硫代碳酸酯的聚合物、正己胺和甲基吡唑磷酸盐的 摩尔比约为1 :1〇 :1. 2 ;端基为十二烷基三硫代碳酸酯的聚合物与四氢呋喃的摩尔比为1 : 197-247。
6. 根据权利要求2所述具有多重刺激响应性的水溶性聚合物的制备方法,其特征在 于:所述步骤3)中端基为硫醇的聚合物与四氢呋喃的摩尔比1 :197-247 ;N-丙烯酰氧 基琥珀酰亚胺与四氢呋喃的摩尔比为1 :〇. 24-0. 36 ;端基为硫醇的聚合物与N-丙烯酰 氧基琥珀酰亚胺(NAS)的摩尔比为1 :5-20 ;端基为硫醇的聚合物与三乙胺的摩尔比为 1:1. 15-1. 44〇
【专利摘要】一种具有多重刺激响应性的水溶性聚合物,其结构通式为:式中:R,Q为聚合物单体;n是指单体的聚合度为10-150;所述聚合物单体为为N-异丙基丙烯酰胺,4-乙烯基吡啶,4-(1,6-二氧-2,5-二氮杂-7-氨基乙二酰)苯硼酸频哪醇酯三种单体中的一种或两种任意比例的混合物。本发明的优点是:该水溶性聚合物不仅可以实现对高分子的分子结构进行调控,还可以实现对高分子分子量及分布的精确控制;单体的适用性广,可以利用该方法合成出具有生物响应性或多重响应性的高分子,例如温度响应性、pH响应性、糖响应性等;合成的端基功能化高分子可以实现对生物大分子如蛋白质的改性,构建生物药物等功能材料。
【IPC分类】C08F120-54, C08F220-54, C08F2-38, C08F8-30, C08F8-00, C08F130-06, C08F226-06
【公开号】CN104844746
【申请号】CN201510223833
【发明人】张珍坤, 张川, 刘帅宇, 郑春雄, 史林启
【申请人】南开大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月5日
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