专利名称：一种脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物及其制备方法以及一种水凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚合物制备领域，具体涉及一种脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物及其制备方法和以及一种水凝胶及其制备方法。
背景技术：
聚氨基酸作为一种可生物降解的大分子多肽，具有优良的生物活性、组织亲和性、低免疫原性，并且其降解产物无毒副作用。所以聚氨基酸在生物医学领域，如生物分离、组织工程、基因治疗和药物控制释放等方面具有广泛的应用前景。同时多种聚氨基酸具有良好的侧基可修饰性，可以在基因和药物传输体系中引入功能基团，具有重大的应用价值。但是聚氨基酸力学性能的不足严重限制了其在组织工程领域中的应用。
在聚氨基酸链段中引入其他嵌段制备的嵌段聚合物是提高聚氨基酸性能的重要途径之一，通过调节共聚物种类、分子量和各组分的配比等因素可以控制共聚物的性能。聚酯类材料如聚乳酸，聚(ξ -己内酯)，聚磷酸酯和聚乙丙交酯，具有良好的生物相容性，抗凝血性，无毒和低免疫性等优点，因此被广泛应用于生物医药和组织工程领域。美国的Pitt和Schin天Ier于70年代初提出用聚酯类材料作为药物控制释放的载体，并对其药物通透性和生物降解性进行了系统的研究。近30年的研究表明，聚酯类材料及其单体都具有良好的组织相容性，聚酯类材料在生理环境中可水解降解，低分子量碎片可被巨噬细胞内吞并在细胞内降解。聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物同时具有聚酯和聚氨基酸两者的共同优点。其中，线性的聚乙二醇(单甲醚)-聚氨基酸嵌段和三嵌段共聚物被广泛研究并应用于生物医药领 域。Polymer (vol. 46,005, p653_659)和 Journal of Polymer Science PartA:Polymer Chemistry (Vol. 49，2011, 3491-3498)分别公开了一种聚谷氨酸和聚乙丙交酯及聚(ε-己内酯)的嵌段共聚物的制备方法，并研究了其热力学性能以及自组装行为等，表明其是一种很具潜力的生物医学材料。中国专利03121397. 9 (授权号)公开了一种聚乙二醇-脂肪族聚酯-聚氨基酸三元共聚物。但是上述论文和专利中公开的聚乙二醇(单甲醚)-聚氨基酸嵌段或三嵌段共聚物，制备方法较为繁琐。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种制备方法简单，数均分子量可控，具有良好可生物降解和生物相容性的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物极其制备方法。为了解决以上技术问题，本发明提供了一种式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌
段共聚物，
权利要求
1.一种式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物，
2.一种式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 a)将叔丁氧羰基碳酸酐、乙醇胺和脂肪组聚酯的单体混合在有机溶剂中，进行开环聚合反应，并除去叔丁氧羰基，得到末端带有氨基的脂肪族聚酯；所述脂肪族聚酯的单体为丙交酯、乳酸或ε -己内酯； b)将所述末端带有氨基的脂肪族聚酯与Y-苄基-氨基酸-N-内羧酸酐混合在有机溶剂中，发生聚合反应，得到脂肪族聚酯-聚氨基酸苄酯嵌段共聚物；所述Y-苄基-氨基酸-N-内羧酸酐为Y -苄基-L-谷氨酸-N-内羧酸酐或Y -苄基-天冬氨酸-N-内羧酸酐； c)将所述脂肪族聚酯-聚氨基酸苄酯嵌段共聚物与氢溴酸的冰醋酸溶液混合在有机溶剂中，发生取代反应得脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自甲苯、二甲基亚砜、二氯乙酸、二氯甲烷、四氢呋喃、氯仿中的一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)具体为 al)将叔丁氧羰基碳酸酐、乙醇胺混合在有机溶剂中，反应得到叔丁氧羰基保护氨基的乙醇胺； a2)将所述叔丁氧羰基保护氨基的乙醇胺与脂肪族聚酯的单体混合在有机溶剂中，进行开环聚合，得到叔丁氧羰基保护氨基的脂肪族聚酯； a3)将所述叔丁氧羰基保护氨基的脂肪族聚酯与三氟乙酸溶解在有机溶剂中，脱去叔丁氧羰基，得到末端带有氨基的脂肪族聚酯。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤d) d)将步骤c)所得到的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物与改性剂在缩合剂和催化剂的作用下发生反应，得到式I所示的聚合物，其中q满足如下条件0〈q ( 100 ;所述改性剂为肉桂醇、丙烯酸羟乙酯或香豆素。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物与改性剂按摩尔比为20: f 3。
7.—种水凝胶，其特征在于，包括 权利要求I所述的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物制备的水凝胶以及溶剂；所述水凝胶为式I所示的聚合物与二醇类化合物在催化剂和缩合剂的作用下发生交联反应制得； 其中，所述二醇类化合物的物质的量X、所述催化剂的物质的量y和所述脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物中羟基的物质的量z满足如下关系χ:ζ=1:1(Γ3:5，γ:ζ=1:Γ5 ；缩合剂的物质的量w与ζ满足如下关系w:Z=5 15:1 ;所述溶剂的体积u与所述脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物的物质的量^满足如下关系u:z' = 10^20:10
8.根据权利要求7所述的水凝胶，其特征在于，所述二醇类化合物选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇和PEG400中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的水凝胶组合物，其特征在于，所述水凝胶组合物的交联度为10% 60%。
10.一种水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 m)按照权利要求7提供的摩尔比将所述的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物与二醇类化合物混合在溶剂中，在催化剂和缩合剂的作用下，发生交联反应得到水凝胶。
全文摘要
本发明提供了一种式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物，其中，R1为式II或式III所示的取代基；R2为式IV、式V或式VI所示的取代基；R3为式VII或式VIII所示的取代基；10≤n≤500；0≤q≤100；7≤p≤300。本发明提供的式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物制备方法简单，数均分子量可控，具有良好可生物降解和生物相容性。本发明还提供了一种所述式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物的制备方法，以及包含所述式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物的水凝胶极其制备方法。
文档编号C08L77/12GK102827367SQ20121034182
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者陈学思, 韩锦东, 丁建勋, 庄秀丽, 尹静波 申请人:中国科学院长春应用化学研究所