光致变色单体、其制备方法、两亲性聚合物、其制备方法与囊泡及其应用_3

文档序号:9591565阅读:来源:国知局
色基团;
[0146] R$H或MeO;
[0147] 私为勵2或^
[OHS] R3为Η或CH3;
[0149] η为 1 ~11;
[0150] 式(VI)中,札为!1 或MeO;
[0151] r2Sno2Scn;
[0152] R3为Η或CH3;
[0153] 心为!1或013;
[0154] R5为OH、NHCH(CH3) 2、0CH2CH2P04CH2CH2N(CH3) 3或N(CH3) 2;
[0155] m为 7 ~250;x为 12 ~150;n为 1 ~11 ;
[0156] 式(W)中,R4为Η或CH3,R5 为 0H、NHCH(CH3)2、0CH2CH2P04CH2CH2N(CH3)3 或N(CH3)2。
[0157] 在上述过程中,第一步聚合得到的聚合物的链段为亲水链段,其链段长度可以任 意选择;第二步聚合为两亲性聚合物的合成,其中疏水链段的聚合度可以通过改变聚合参 数和聚合条件来有效改变。
[0158] 本申请所述引发剂优选为偶氮二异丁腈,所述溶剂优选为二氧六环,所述链转移 剂优选为三硫代碳酸酯。
[0159] 本申请提供了一种囊泡的制备方法,包括:
[0160] 将上述方案所述的制备方法所制备的聚合物采用共溶剂-加水法、乳化法或微流 通道法制备,得到囊泡。
[0161] 上述制备囊泡的过程中,所述共溶剂-加水法具体为:
[0162] 将聚合物充分溶解于共溶剂中,搅拌过程中加入纯水,然后采用透析或减压蒸馏 的方式除去有机溶剂,得到囊泡。
[0163] 上述过程中,所述共溶剂优选为丙酮、二氧六环或四氢呋喃。采用共溶剂-加水法 制备的囊泡的尺寸为几十到几百纳米尺寸,优选为20~600纳米。
[0164] 所述双乳化法或微流通道法为本领域技术人员熟知的方法,此处不再进行详细说 明;采用双乳化法或微流通道法植被得到了几到几十微米,优选为2~100微米的大囊泡。
[0165] 本申请首先提供了一种光致变色单体,然后利用其合成了一种两亲性聚合物,再 将两亲性聚合物自组装成囊泡,而使光致变色基元分布在囊泡的疏水双层膜中,初始情况 下,这些基元以疏水的闭环形式存在,囊泡的双层膜对水溶性分子的渗透性低;当对囊泡的 水分散液进行紫外光(波长小于420nm)照射时,双层膜内的光致变色基元发生由疏水的闭 环结构到亲水的开环结构的异构化转变,而同时由于亲水的开环结构之间的静电相互作用 以及主链侧基的氢键相互作用,囊泡的结构得以保持,并没有发生解离,因此,紫外光照射 可以提高囊泡的渗透性且不改变囊泡整体结构的稳定性;随后,基于这类光致变色基元本 身特有的可逆异构化性质,对上一步所得的囊泡分散液进行可见光照射(波长大于450nm) 可以使得亲水开环的结构重新恢复到疏水闭环结构,从而使得囊泡的渗透性重新降低。
[0166] 由上述过程可知,可逆调控囊泡渗透性过程可以很方便的通过改变外界光照射波 长的选择来实现,且能重复很多次依然有效。基于这一设计策略,实现了囊泡负载的亲水和 疏水分子的时空可控程序化释放,囊泡反应器的调控。
[0167] 根据囊泡的上述性能,本申请提供了所述囊泡在药物负载的可控释放与纳米反应 器的调控中的应用。
[0168] 为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的光致变色单体、两亲性 聚合物的制备方法与囊泡的应用进行详细说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限 制。
[0169] 以下实施例中所采用的原料均为按照现有技术制备得到或市售得到。
[0170] 实施例1
[0171] 将1摩尔当量的如式(W)所示的羟乙基官能化的光致变色分子前体溶解在30mL 干燥的二氯甲烷中,加入〇. 5%的DBTL作为催化剂,在25~50°C条件下将1. 5摩尔当量的 如式(W)所示的甲基丙烯酸异氰基乙酯加入,搅拌反应7~24h,反应结束后采用饱和食 盐水水洗两次加入无水MgS04干燥,减压旋转蒸发除去溶剂,以二氯甲烷-乙酸乙酯作为淋 洗剂柱层析分离提纯得到相应的产物,记为Ml单体,其产率为75~92%。Ml单体的结构 通过核磁氢谱、核磁碳谱与高分辨率质谱进行表征,结果显示如图1~3所示。
[0172]
[0173] 上式中,札为!1,1?2为勵2,1? 3为!1,11为1。
[0174] 实施例2
[0175] 将1. 2gMl单体、0· 3g式(IX)所示的PEG-CTA链转移剂和5.OmgAIBN引发剂溶 于4mL二氧六环,再加入到含磁力搅拌子的封管中,充分脱气后封管,置于70°C的油浴中, 聚合反应7~12小时后终止反应,并沉淀于无水乙醚中,沉淀三次,真空烘箱干燥,得到聚 合物P1,图4为聚合物P1的核磁表征。
[0176?
[0177]其中,札为!1,1?2为勵2,1?3为!1,叉为19,11为1,111为45。
[0178] 实施例3
[0179] 将2g如式(W)所示的亲水单体、0·lg如式(X)所示的CTA链转移剂和4.Omg AIBN引发剂溶于5mL二氧六环,再加入到含磁力搅拌子的封管中,充分脱气后封管,置于 70°C的油浴中,聚合反应5~10小时后终止反应,并沉淀于无水乙醚中,沉淀三次,真空烘 箱干燥,得到第一个链段的聚合物;然后取1. 8g亲水链段、1. 5g光致变色单体Ml和5.Omg AIBN引发剂溶于4mL二氧六环,再加入到含磁力搅拌子的封管中,充分脱气后封管,置于 70°C的油浴中,聚合反应7-12小时后终止反应,并沉淀于无水乙醚中,沉淀三次,真空烘箱 干燥,得到两嵌段的目标聚合物,图5为两亲性聚合物的凝胶渗透色谱(GPC)图,4)曲线表 示合成的第一个链段聚合物的凝胶渗透色谱曲线,5)曲线合成的两性聚合物的凝胶渗透色 谱曲线。
[0180]
[0181」 兵甲,1^艿H,K2艿NU2,Κ373H,K4艿H,K5艿N3)2,x艿卻,η艿 1,m艿 4b。
[0182] 实施例4
[0183] 自组装制备囊泡(步骤1)与紫外/可见光照刺激条件下囊泡渗透性调控与囊泡 整体结构的维持(步骤2):
[0184] (1)将10mgP1聚合物溶解于2mL四氢呋喃共溶剂中,室温搅拌条件下以2mL/h的 速度向其中加入18mL超纯水,所得的发白状乳浊液放置于透析袋中,透析于水,透析12小 时后除尽有机溶剂,从而得到直径大小约450nm的囊泡(SPpolymersomes),如图6的TEM 直观的表征结果,如图6可知,囊泡的中间层的厚度约为20nm,整个囊泡的尺寸约为450nm, 尺寸分布较为均一;
[0185] (2)将囊泡水分散液经过波长为365nm紫外光照射,然后进行检测。如图7的紫外 光照过程中的动态光散射结果显示了光照过程中的散射光强与粒径的变化,图中鲁曲线为 散照光强随紫外光辐照的散射强度曲线,曲线为紫外光照射过程中与散射强度对应的囊 泡粒径的变化曲线;图8为囊泡经紫外光照后的TEM照片;根据图7和图8可知,光照后聚 合物囊泡的整体结构依然保持的很好。紫外光照前后,囊泡的粒径分布结果如图9动态光 散射数据所示,图中曲线为原始囊泡的粒径分布曲线,鲁曲线为紫外光照射l〇min后粒 径分布曲线。
[0186] (3)上一步所得的聚合物囊泡水分散液经过波长为可见光(如520nm)照射,然后 进行检测,如图10所示,图10为光照过程中的散射光强与粒径的变化曲线图,图中?曲线 为散照光强随可见光辐照的散射强度曲线,曲线为可见光照射过程中与散射强度对应的 囊泡粒径的变化曲线;图11为囊泡经红外光照后的TEM照片,由图10和图11可知,囊泡的 整体结构经过红外线照射后依然没有发生明显变化。
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