两亲性蝌蚪形嵌段共聚物及其制备方法与流程

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两亲性蝌蚪形嵌段共聚物及其制备方法与流程

本发明属高分子材料制备技术领域,具体涉及一种以环形脂肪族聚酯为头、线形聚(N-乙烯基己内酰胺)为尾的两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物和一种两个以环形脂肪族聚酯为头、线形聚(N-乙烯基己内酰胺)为尾的单蝌蚪形嵌段共聚物通过两个环形脂肪族聚酯共用一个碳原子形成的两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物及其制备方法。



背景技术:

环状聚合物包括单环和多环聚合物,是一类具有特殊拓扑结构的聚合物,具有不同于线形和支化聚合物的特殊性质。环形拓扑结构也是自然界中广泛存在的结构之一,分子生物学和生物化学的研究发现在生物体内也存在着一些环形的生物大分子,如环形低聚糖、环形DNA、环形多肽、环形多糖和一些具有环形形态的微生物。因此,对环状结构聚合物的研究不仅可以获得新材料,还有助于探索生命的奥秘。蝌蚪形聚合物是一类特殊的环状聚合物,也称为环形-线形聚合物,由一个环和一个(或多个)线形聚合物组成。蝌蚪形聚合物结合环形聚合物和线形聚合物的优异性能于一体,特别是同时具有亲水性和亲油性的两亲性蝌蚪形嵌段共聚物是一种兼具特殊结构、不同组分和溶液自组装性能的独特聚合物,在材料学、超分子与自组装和生物医药等领域具有广阔的应用前景。但由于合成上的困难,关于蝌蚪形嵌段共聚物的研究报道较少。

目前,合成蝌蚪形聚合物的方法主要有三种:(1)在极稀浓度下,含有两个可以反应的基团,一个在嵌段的一端、另一个在两嵌段的结合点上的二嵌段共聚物的分子内关环反应。(2)先合成一带有官能团的环形聚合物,然后通过与聚合物链偶合或引发小分子单体聚合得到。(3)线形聚合物上的两个端基分别与Y-形聚合物两个端基之间发生分子间成环反应。近几年来,点击化学(Click chemistry)被引入到蝌蚪形聚合物合成中,大大提高了蝌蚪形聚合物的合成效率。目前,应用于蝌蚪形聚合物合成的点击化学主要是经典的Cu(I)催化下叠氮-炔1,3-偶极环加成反应(CuAAC),但由于使用了Cu(I)作为催化剂,使得产物中会残留重金属铜,从而在很大程度上限制了其在生物高分子材料及药物载体等领域的应用。

巯基-炔反应是一种基于巯基的无铜催化的绿色点击反应,不仅原料易得,一个叁键聚合单体可以和两个巯基化合物分子发生点击反应,反应效率高,更为重要的是只需利用加热或光照条件产生自由基即可使反应简单、高效地进行,还避免了因铜催化剂的使用而导致的产物污染问题,在生物医用材料的合成上具有重要的应用价值。目前,巯基-炔点击反应主要用于制备树枝状聚合物、超支化聚合物和网状聚合物等功能聚合物,文献检索未见有关巯基-炔反应应用于制备两亲性蝌蚪形嵌段共聚物的研究报道。

聚(ε-己内酯)、聚乙交酯、聚乳酸等脂肪族聚酯(PE)是一类重要的合成医用高分子材料,具有良好的生物相容性和生物可降解性,在生物医药领域得到了广泛应用。聚(N-乙烯基己内酰胺)(PNVCL)是具有温度响应性的水溶性聚合物,其低临界溶解温度(LCST)在生理温度(32℃~40℃)范围内,并具有良好的生物相容性。PE和PNVCL的共聚物兼具温度响应性、生物可降解性和两亲性,在水溶液中可以自组装为具有温度响应性的生物可降解纳米胶束,在药物控制释放和靶向释放方面具有重要的应用价值。目前,关于PE和PNVCL的共聚物研究多集中于线形共聚物方面,文献检索未见有关脂肪族聚酯(PE)和聚(N-乙烯基己内酰胺)(PNVCL)的两亲性蝌蚪形嵌段共聚物的研究报道。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种以环形脂肪族聚酯为头、线形聚(N-乙烯基己内酰胺)为尾的两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物和一种两个以环形脂肪族聚酯为头、线形聚(N-乙烯基己内酰胺)为尾的单蝌蚪形嵌段共聚物通过两个环形脂肪族聚酯共用一个碳原子形成的两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物及其制备方法。

本发明提供的蝌蚪形嵌段共聚物,一种为两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物(c-PE)-b-PNVCL,另一种为两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物PNVCL-b-(c-PE)-(c-PE)-b-PNVCL,其分子结构分别如下:

(c-PE)-b-PNVCL,

PNVCL-b-(c-PE)-(c-PE)-b-PNVCL,

式(c-PE)-b-PNVCL和PNVCL-b-(c-PE)-(c-PE)-b-PNVCL中M选自:

式(c-PE)-b-PNVCL中n=20~40,m=40~100,

式PNVCL-b-(c-PE)-(c-PE)-b-PNVCL中n=10~20,m=40~100。

一、两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物的制备方法是按如下步骤:

1、制备具有α,ω-双末端巯基的聚酯HS-M-SH

a.制备具有α,ω-双末端黄原酸酯基的聚酯X-M-X,所说聚酯为聚己内酯、聚乙交酯、聚D-乳酸、聚L-乳酸和聚DL-乳酸中的任意一种。该步骤为现有技术,一种方法为:按现有技术(例如可参照文献Mishra AK,Vishwakarma N K,Patel V K,Biswas C S,Paira T K,Mandal T K,Maiti P,Ray B.Colloid Polym.Sci.,2014,292(6):1405-1418),首先,以辛酸亚锡为催化剂,乙二醇为引发剂,引发内酯或交酯的开环聚合,制备具有α,ω-双末端羟基的聚酯HO-M-OH。再以三乙胺为缚酸剂,用HO-M-OH与2-溴丙酰溴反应,制备具有α,ω-双末端溴的聚酯Br-M-Br。最后,在吡啶存在下,用Br-M-Br和O-乙基黄原酸钾反应,获得具有α,ω-双末端黄原酸酯基的聚酯X-M-X。所说内酯和交酯为ε-己内酯、乙交酯、D-丙交酯、L-丙交酯和DL-丙交酯中的任意一种。

b.制备具有α,ω-双末端巯基的聚酯HS-M-SH

在反应容器中加入X-M-X、正丁胺、三丁基膦、二氯甲烷,其中三丁基膦、X-M-X和正丁胺的物质的量比为1:8000~10000:16000~30000,每mL二氯甲烷中溶有70~90mg的X-M-X,搅拌反应1~3h,最好用干燥的反应容器进行上述反应。粗产物经共沉淀、干燥后得具有α,ω-双末端巯基的聚酯HS-M-SH。HS-M-SH的分子结构如下:

式中M选自:

式中n=20~40。

2、制备具有末端炔基的聚(N-乙烯基己内酰胺)alkynyl-PNVCL

a.制备具有末端炔基的硫代氨基甲酸酯链转移剂alknyl-CTA

N2保护下,将N,N-二乙基-S-α,α’-二硫代乙酸硫代氨基甲酸酯DTCA和二环己基碳二酰亚胺DCC溶于二氯甲烷,每mL二氯甲烷溶有20~50mg DTCA,DTCA和DCC的物质的量比为1:1~1.5;在0~5℃下,滴加丙炔醇和二甲氨基吡啶DMAP的二氯甲烷溶液,丙炔醇和DMAP的物质的量比为1.5~2:1,每mL二氯甲烷溶有20~40mg丙炔醇,DTCA和DCC的二氯甲烷溶液与丙炔醇和DMAP的二氯甲烷溶液的体积比为1~3:1,滴完,在0~5℃反应1~2h,室温反应24~28h;分离纯化粗产物制得具有末端炔基的硫代氨基甲酸酯链转移剂alknyl-CTA。alknyl-CTA的分子结构如下:

b.制备具有末端炔基的聚(N-乙烯己内基酰胺)alknyl-PNVCL

在反应容器中加入alknyl-CTA、N-乙烯基己内酰胺NVCL和偶氮二异丁腈AIBN,alknyl-CTA、NVCL和AIBN的质量比为5~8:300~330:1,抽真空、充氮气后,再抽真空,然后在65~75℃聚合12~16h,粗产物经共沉淀、透析、干燥得具有末端炔基的聚(N-乙烯基己内酰胺)alknyl-PNVCL;alknyl-PNVCL的分子结构如下:

式中m=40~100。

3、制备两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物(c-PE)-b-PNVCL

将alknyl-PNVCL溶于DMF中,所述每mL的DMF中溶有25~30mg的alknyl-PNVCL,抽真空、充氮气后,待用。将步骤1b得到的HS-PE-SH溶于DMF中,每mL的DMF中溶有10~15mg的HS-PE-SH,抽真空、充氮气后,待用。在反应容器中加入1.3~1.8L的DMF,鼓氮气脱氧,加入AIBN,每LDMF中溶有15~25mg AIBN。升温至75~85℃,并在氮气保护下,以90~120μL/10min的速度同时加入上述HS-PE-SH的DMF溶液和alknyl-PNVCL的DMF溶液,所说HS-PE-SH的DMF溶液、alknyl-PNVCL的DMF溶液和AIBN的DMF溶液的体积比为1:1~1.5:1300~1800。加完,继续反应10~15h。粗产物经共沉淀、干燥得两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物(c-PE)-b-PNVCL。

优化的制备方法是按如下步骤:

1、制备具有α,ω-双末端巯基的聚酯HS-M-SH

a.以辛酸亚锡为催化剂,乙二醇为引发剂,引发内酯或交酯的开环聚合,制备具有α,ω-双末端羟基的聚酯HO-M-OH。再以三乙胺为缚酸剂,用HO-M-OH与2-溴丙酰溴反应,制备具有α,ω-双末端溴的聚酯Br-M-Br。最后,在吡啶存在下,用Br-M-Br和O-乙基黄原酸钾反应,制备具有α,ω-双末端黄原酸酯基的聚酯X-M-X。所说内酯和交酯为ε-己内酯、乙交酯、D-丙交酯、L-丙交酯和DL-丙交酯中的任意一种。

b.制备具有α,ω-双末端巯基的聚酯HS-M-SH

在反应容器中加入X-M-X、正丁胺、三丁基膦、二氯甲烷,其中三丁基膦、X-M-X和正丁胺的物质的量比为1:8000~10000:16000~30000,每mL二氯甲烷中溶有70~90mg的X-M-X,搅拌反应1~3h,最好用干燥的反应容器进行上述反应。粗产物用石油醚共沉淀2~5次,室温干燥得HS-M-SH。

2、制备具有末端炔基的聚(N-乙烯基己内酰胺)alkynyl-PNVCL

a.制备具有末端炔基的硫代氨基甲酸酯链转移剂alknyl-CTA

N2保护下,将DTCA和DCC溶于二氯甲烷,每mL二氯甲烷溶有20~50mg DTCA,DTCA和DCC的物质的量比为1:1~1.5;在0~5℃和搅拌下,滴加丙炔醇和DMAP的二氯甲烷溶液,丙炔醇和DMAP的物质的量比为1.5~2:1,每mL二氯甲烷溶有20~40mg丙炔醇,DTCA和DCC的二氯甲烷溶液与丙炔醇和DMAP的二氯甲烷溶液的体积比为1~3:1,滴完,0~5℃反应1~2h,室温反应24~28h;最好用干燥的反应容器进行上述反应。过滤,减压蒸馏滤液,剩余物用乙醚溶解后再过滤,蒸出乙醚,分离粗产物制得alknyl-CTA。

b.制备具有末端炔基的聚(N-乙烯己内基酰胺)alknyl-PNVCL

在反应容器中加入alknyl-CTA、NVCL和AIBN,alknyl-CTA、NVCL和AIBN的质量比为5~8:300~330:1,抽真空、充氮气3~6次后,再抽真空30~40min,然后在65~75℃聚合12~16h。粗产物用THF溶解,用石油醚共沉淀2~5次,收集沉淀。将沉淀用蒸馏水溶解后放入截留分子量为3500的透析袋中透析3~6天,减压蒸出水后,真空干燥得alknyl-PNVCL。

3、制备两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物(c-PE)-b-PNVCL

将alknyl-PNVCL溶于DMF中,所述每mL的DMF中溶有25~30mg的alknyl-PNVCL,抽真空、充氮气2~5次后,待用。将HS-PE-SH溶于DMF中,所述每mL的DMF中溶有10~15mg的HS-PE-SH,抽真空、充氮气2~5次后,待用。在反应容器中加入1.3~1.8L的DMF,经1~3h的鼓氮气脱氧,加入AIBN,每LDMF中溶有15~25mg AIBN。升温至75~85℃,并在氮气保护下,以90~120μL/10min的速度同时加入上述HS-PE-SH的DMF溶液和alknyl-PNVCL的DMF溶液,所说HS-PE-SH的DMF溶液、alknyl-PNVCL的DMF溶液和AIBN的DMF溶液的体积比为1:1~1.5:1300~1800。加完,继续反应10~15h,冷却至室温,减压蒸出溶剂,用乙醚共沉淀得粗产物。粗产物用CH2Cl2溶解后,用石油醚共沉淀,收集沉淀,室温干燥得两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物(c-PE)-b-PNVCL。

二、两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物的制备方法是按如下步骤:

1、制备具有四个末端巯基的四臂星形聚酯Star-(PE-SH)4

a.制备具有四个末端黄原酸酯基的四臂星形聚酯Star-(PE-Y)4,所说聚酯为聚己内酯、聚乙交酯、聚D-乳酸、聚L-乳酸和聚DL-乳酸中的任意一种。该步骤为现有技术,一种方法为按现有技术(例如可参照文献李杰,杨耀宗,刘玲琪等.广州化工,2014,42(6):1-4),首先,在辛酸亚锡催化下,用季戊四醇引发内酯或交酯的开环聚合,得到具有四个末端羟基的四臂星形聚酯Star-(PE-OH)4,所说内酯和交酯为ε-己内酯、乙交酯、D-丙交酯、L-丙交酯和DL-丙交酯中的任意一种;再在三乙胺存在下与2-溴丙酰溴反应得到具有四个末端溴的四臂星形聚酯Star-(PE-Br)4;再在吡啶存在下与O-乙基黄原酸钾反应得到具有四个末端黄原酸酯基的四臂星形聚酯Star-(PE-Y)4

b.制备具有四个末端巯基的四臂星形聚酯Star-(PE-SH)4

将Star-(PE-Y)4溶于二氯甲烷,加入正丁胺、三丁基膦,所述每mL二氯甲烷中溶有70~90mg Star-(PE-Y)4,三丁基膦、X-M-X和正丁胺的物质的量比为1:8000~10000:40000~80000,N2保护下,搅拌反应1~3h后,经共沉淀、干燥得Star-(PE-SH)4。Star-(PE-SH)4的分子结构如下:

式中M选自:

式中n=10~20。

2、制备具有末端炔基的聚(N-乙烯基己内酰胺)alkynyl-PNVCL

a.制备具有末端炔基的硫代氨基甲酸酯链转移剂alknyl-CTA

N2保护下,将N,N-二乙基-S-α,α’-二硫代乙酸硫代氨基甲酸酯DTCA和二环己基碳二酰亚胺DCC溶于二氯甲烷,每mL二氯甲烷溶有20~50mg DTCA,DTCA和DCC的物质的量比为1:1~1.5;在0~5℃下,滴加丙炔醇和二甲氨基吡啶DMAP的二氯甲烷溶液,丙炔醇和DMAP的物质的量比为1.5~2:1,每mL二氯甲烷溶有20~40mg丙炔醇,DTCA和DCC的二氯甲烷溶液与丙炔醇和DMAP的二氯甲烷溶液的体积比为1~3:1,滴完,0~5℃反应1~2h,室温反应24~28h;分离纯化粗产物制得alknyl-CTA。alknyl-CTA的分子结构如下:

b.制备具有末端炔基的聚(N-乙烯己内基酰胺)alknyl-PNVCL

在反应容器中加入alknyl-CTA、NVCL和AIBN,alknyl-CTA、NVCL和AIBN的质量比为5~8:300~330:1,抽真空、充氮气后,再抽真空,然后在65~75℃聚合12~16h,粗产物经共沉淀、透析、干燥得alknyl-PNVCL;alknyl-PNVCL的分子结构如下:

式中m=40~100。

3、制备两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物PNVCL-b-(c-PE)-(c-PE)-b-PNVCL

将Star-(PE-SH)4溶于DMF,所述每mL DMF中溶有6~10mg的Star-(PE-SH)4,抽真空、充氮气后,待用。将alknyl-PNVCL溶于DMF,所述每mL的DMF中溶有50~80mg的alknyl-PNVCL,抽真空、充氮气后,待用。在反应容器中加入1.3~1.8LDMF,经鼓氮气脱氧,加入AIBN,每LDMF中溶有15~25mg AIBN。升温至75~85℃,并在氮气保护下,以90~120μL/10min的速度同时加入上述Star-(PE-SH)4的DMF溶液和alknyl-PNVCL的DMF溶液,Star-(PE-SH)4的DMF溶液、alknyl-PNVCL的DMF溶液和AIBN的DMF溶液的体积比为1:1~1.5:1300~1800。加完,继续反应10~15h,粗产物经共沉淀、干燥得两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物PNVCL-b-(c-PE)-(c-PE)-b-PNVCL。

上述步骤中的共沉淀、透析、干燥等工序同常规技术。

优化的制备方法是按如下步骤:

1、制备具有四个末端巯基的四臂星形聚酯Star-(PE-SH)4

a.制备具有四个末端黄原酸酯基的四臂星形聚酯Star-(PE-Y)4

在辛酸亚锡催化下,用季戊四醇引发内酯或交酯的开环聚合,得到具有四个末端羟基的四臂星形聚酯Star-(PE-OH)4,所说内酯和交酯为ε-己内酯、乙交酯、D-丙交酯、L-丙交酯和DL-丙交酯中的任意一种;再在三乙胺存在下与2-溴丙酰溴反应得到具有四个末端溴的四臂星形聚酯Star-(PE-Br)4;再在吡啶存在下与O-乙基黄原酸钾反应得到Star-(PE-Y)4

b.制备具有四个末端巯基的四臂星形聚酯Star-(PE-SH)4

将Star-(PE-Y)4溶于二氯甲烷,加入正丁胺、三丁基膦,所述每mL二氯甲烷中溶有70~90mg Star-(PE-Y)4,三丁基膦、X-M-X和正丁胺的物质的量比为1:8000~10000:40000~80000,搅拌反应1~3h后,用石油醚共沉淀3~5次。收集沉淀,室温干燥得Star-(PE-SH)4

2、制备具有末端炔基的聚(N-乙烯基己内酰胺)alkynyl-PNVCL

a.制备具有末端炔基的硫代氨基甲酸酯链转移剂alknyl-CTA

N2保护下,将DTCA和DCC溶于二氯甲烷,每mL二氯甲烷溶有20~50mg DTCA,DTCA和DCC的物质的量比为1:1~1.5;在0~5℃和搅拌下,滴加丙炔醇和DMAP的二氯甲烷溶液,丙炔醇和DMAP的物质的量比为1.5~2:1,每mL二氯甲烷溶有20~40mg丙炔醇,DTCA和DCC的二氯甲烷溶液与丙炔醇和DMAP的二氯甲烷溶液的体积比为1~3:1,滴完,0~5℃反应1~2h,室温反应24~28h;最好用干燥的反应容器进行上述反应。过滤,减压蒸馏滤液,剩余物用乙醚溶解后再过滤,蒸出乙醚,分离粗产物制得alknyl-CTA。

b.制备具有末端炔基的聚(N-乙烯己内基酰胺)alknyl-PNVCL

在反应容器中加入alknyl-CTA、NVCL和AIBN,alknyl-CTA、NVCL和AIBN的质量比为5~8:300~330:1,抽真空、充氮气3~6次后,再抽真空30~40min,然后在65~75℃聚合12~16h。粗产物用THF溶解,用石油醚共沉淀2~5次,收集沉淀。将沉淀用蒸馏水溶解后放入截留分子量为3500的透析袋中透析3~6天,减压蒸出水后,真空干燥得alknyl-PNVCL。

3、制备两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物PNVCL-b-(c-PE)-(c-PE)-b-PNVCL

将Star-(PE-SH)4溶于DMF,所述每mL DMF中溶有6~10mg的Star-(PE-SH)4,抽真空、充氮气2~5次后,待用。将alknyl-PNVCL溶于DMF,所述每mL的DMF中溶有50~80mg的alknyl-PNVCL,抽真空、充氮气2~5次后,待用。在反应容器中加入1.3~1.8L DMF,经1~3h的鼓氮气脱氧,加入AIBN,每L DMF中溶有15~25mg AIBN。升温至75~85℃,并在氮气保护下,以90~120μL/10min的速度同时加入上述Star-(PE-SH)4的DMF溶液和alknyl-PNVCL的DMF溶液,Star-(PE-SH)4的DMF溶液、alknyl-PNVCL的DMF溶液和AIBN的DMF溶液的体积比为1:1~1.5:1300~1800。加完,继续反应10~15h。最好用干燥的反应容器进行上述反应。冷却至室温,减压蒸出溶剂,用乙醚共沉淀得粗产物。粗产物用二氯甲烷溶解后,用石油醚共沉淀,收集沉淀,室温干燥得两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物PNVCL-b-(c-PE)-(c-PE)-b-PNVCL。

上述步骤中的过滤、减压蒸馏、柱层析、真空干燥等工序同常规技术。

本发明中,所制备的两亲性单蝌蚪形嵌段共聚物和两亲性双蝌蚪形嵌段共聚物结构明确,都可以通过1HNMR、IR、GPC和MALDI-TOF MS进行详细表征。

本发明的有益效果:目前,用于蝌蚪形聚合物合成的点击化学多为Cu(I)催化下叠氮-炔1,3-偶极环加成反应(CuAAC),Cu(I)作为催化剂具有细胞毒性,必须减少在生物体内的应用,而且制备Cu(I)所需要的反应条件较复杂,产物提纯中Cu(I)难以除去,造成产物污染;再者反应中涉及叠氮化合物,具有一定的危险性。本发明将基于巯基的无铜催化巯基-炔反应用于制备脂肪族聚酯和聚(N-乙烯基己内酰胺)的单蝌蚪形嵌段共聚物及双蝌蚪形嵌段共聚物,克服了CuAAC反应中Cu(I)具有生物毒性而不利于将该反应应用到药物载体制备等领域的问题,产物纯净,易纯化。而且反应条件易实现,安全,反应效率高。本发明制备的单蝌蚪形嵌段共聚物及双蝌蚪形嵌段共聚物以可生物降解的环形脂肪族聚酯为头、具有水溶性和温度响应性的聚(N-乙烯基己内基酰胺)为尾,集两亲性、温度响应性、可生物降解性和生物相容性于一体,在水溶液中可以自组装为具有温度响应性的可生物降解纳米胶束,在药物控制释放和靶向释放方面具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是实施例五所得(c-PCL)-b-PNVCL的红外光谱(IR)。

图2是实施例五所得(c-PCL)-b-PNVCL的GPC曲线。

图3是实施例十一所得PNVCL-b-(c-PCL)-(c-PCL)-b-PNVCL的核磁共振氢谱(1HNMR)。

具体实施方式

下面用实施例来进一步详述本发明,但本发明的内容并不局限于此。

实施例一:

在干燥的Schlenk烧瓶中加入0.28g乙二醇、29.2μL辛酸亚锡、20mLε-己内酯(ε-CL),抽真空、充氮气多次后置于100℃的油浴中搅拌反应14h。冷却后加入10mL乙醇,过滤得粗产物。粗产物用少量THF溶解,用正己烷共沉淀3次,得具有α,ω-双末端羟基的聚己内酯(HO-PCL-OH)。

取4.5g HO-PCL-OH置于三颈瓶中,加入50mL CH2Cl2和1.77mL三乙胺,冰水浴中,加入5mL溶有1.06mL2-溴丙酰溴(BPB)的CH2Cl2溶液,滴完,室温反应48h。过滤,滤液加入100mL CH2Cl2稀释后,分别用1.0M HCl(3×50mL)、1.0M NaOH(3×50mL)、1.0M NaCl(3×50mL)溶液依次洗涤。有机相用无水MgSO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,剩余物用THF溶解,用正己烷共沉淀,室温干燥,得具有α,ω-双末端溴的聚己内酯(Br-PCL-Br)。

在干燥的两颈瓶中加入2.0g Br-PCL-Br,1.31g O-乙基黄原酸钾和100mLCH2Cl2,搅拌使之溶解后,加入30mL含有9mL吡啶的CH2Cl2溶液,室温反应24h。过滤,滤液加入100mL CH2Cl2稀释后,分别用1.0M HCl(3×50mL)、1.0M NaOH(3×50mL)、1.0M NaCl(3×50mL)溶液依次洗涤。有机相用无水MgSO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,剩余物用THF溶解,用正己烷共沉淀,室温干燥,得具有α,ω-双末端黄原酸酯基的聚己内酯(X-PCL-X),产率83%。

实施例二:

取0.42g X-PCL-X置于干燥的反应瓶中,加入5mL CH2Cl2使之溶解,N2保护下,加入14.6mg正丁胺和微量三丁基膦,搅拌反应2h。反应结束后,用石油醚共沉淀3次。收集沉淀,室温干燥得具有α,ω-双末端巯基的聚己内酯(HS-PCL-SH),产率70%。

实施例三:

N2保护下,将1.13g DTCA,1.0g DCC溶于40mL CH2Cl2,置于冰水浴中,缓慢滴加20mL溶有0.5g丙炔醇,60mg DMAP的CH2Cl2溶液,滴完,冰水浴中反应1h,室温反应24h。过滤,滤液浓缩后,剩余物用乙醚溶解,过滤,蒸去乙醚得粗产物。粗产物经硅胶柱层析分离(V石油醚∶V乙酸乙酯=20:1)得具有末端炔基的硫代氨基甲酸酯链转移剂(alknyl-CTA),产率70%。

实施例四:

在干燥的聚合瓶中加入80mg alknyl-CTA、3.8g NVCL和12mg AIBN,抽真空、充氮气多次后再抽真空30min,然后将反应瓶放入70℃的油浴中聚合14h。产物用少量THF溶解,用石油醚共沉淀3次,收集沉淀。将沉淀用水溶解后透析3天,减压蒸出水后,真空干燥得具有末端炔基的聚(N-乙烯基己内酰胺)(alknyl-PNVCL)。

实施例五:

取0.12g HS-PCL-SH溶于10mLDMF,抽真空、充氮气3次后,待用。于另一干燥的反应瓶中加入0.28g alknyl-PNVCL,并加入10mL DMF,抽真空、充氮气3次后,待用。在2L圆底烧瓶加入1.5LDMF,经2h的鼓氮气脱氧,加入30mg AIBN,然后升温至80℃,并在氮气保护下,通过微量注射器以100μL/10min的速度将两个反应瓶中的溶液同时加到烧瓶中。加料完毕,继续反应12h。反应结束后冷却至室温,减压蒸出溶剂,用乙醚共沉淀得粗产物。粗产物用CH2Cl2溶解后,用石油醚共沉淀,收集沉淀,室温干燥得单蝌蚪形嵌段共聚物(c-PCL)-b-PNVCL,产率70%。产物经1HNMR、IR、GPC和MALDI-TOF MS检测其结构、分子量及分子量分布,证明获得了目标产物。

目标产物的结构式:

实施例六:

基本同实施例一,不同之处是用D,L-丙交酯(DLLA)代替ε-己内酯(ε-CL):在干燥的Schlenk烧瓶中加入0.28g乙二醇、29.2μL辛酸亚锡、25.9g D,L-丙交酯(DLLA),抽真空、充氮气多次后置于130℃的油浴中搅拌反应5h。冷却后加入10mL乙醇,过滤得粗产物。粗产物用少量THF溶解,用正己烷共沉淀3次,得具有α,ω-双末端羟基的聚(DL-乳酸)(HO-PDLLA-OH)。

取4.2g HO-PDLLA-OH置于三颈瓶中,加入50mL CH2Cl2和1.77mL三乙胺,冰水浴下,加入5mL溶有1.06mL 2-溴丙酰溴(BPB)的CH2Cl2溶液,滴完,室温反应48h。过滤,滤液加入100mL CH2Cl2稀释后,分别用1.0M HCl(3×50mL)、1.0M NaOH(3×50mL)、1.0M NaCl(3×50mL)溶液依次洗涤。有机相用无水MgSO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,剩余物用THF溶解,用正己烷共沉淀,室温干燥,得具有α,ω-双末端溴的聚(DL-乳酸)(Br-PDLLA-Br)。

在干燥的两颈瓶中加入1.9g Br-PDLLA-Br,1.31g O-乙基黄原酸钾和100mL CH2Cl2,搅拌使之溶解后,加入30mL含有9mL吡啶的CH2Cl2溶液,室温反应24h。过滤,滤液加入100mL CH2Cl2稀释后,分别用1.0M HCl(3×50mL)、1.0M NaOH(3×50mL)、1.0M NaCl(3×50mL)溶液依次洗涤。有机相用无水MgSO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,剩余物用THF溶解,用正己烷共沉淀,室温干燥,得具有α,ω-双末端黄原酸酯基的聚(DL-乳酸)(X-PDLLA-X),产率85%。

实施例七:

基本同实施例二,不同之处是用X-PDLLA-X代替X-PCL-X:取0.41g X-PDLLA-X置于干燥的反应瓶中,加入5mL CH2Cl2使之溶解,N2保护下,加入14.6mg正丁胺和微量三丁基膦,搅拌2h。反应结束后,用石油醚共沉淀3次。收集沉淀,室温干燥得具有α,ω-双末端巯基的聚(DL-乳酸)(HS-PDLLA-SH),产率68%。

实施例八:

基本同实施例五,不同之处是用HS-PDLLA-SH代替HS-PCL-SH:取0.11g HS-PDLLA-SH溶于10mL DMF,抽真空、充氮气3次后,待用。于另一干燥的反应瓶中加入0.28g alknyl-PNVCL,并加入10mL DMF,抽真空、充氮气3次后,待用。在2L圆底烧瓶加入1.5L DMF,经2h的鼓氮气脱氧,加入30mg AIBN,然后升温至80℃,并在氮气保护下,通过微量注射器以100μL/10min的速度将两个反应瓶中的溶液同时加到烧瓶中。加料完毕,继续反应12h。反应结束后冷却至室温,减压蒸出溶剂,用乙醚共沉淀得粗产物。粗产物用CH2Cl2溶解后,用石油醚共沉淀,收集沉淀,室温干燥得单蝌蚪形嵌段共聚物(c-PDLLA)-b-PNVCL,产率72%。产物经1HNMR、IR、GPC和MALDI-TOF MS检测其结构、分子量及分子量分布,证明获得了目标产物。

目标产物的结构式:

实施例九:

在干燥的Schlenk烧瓶中加入0.61g季戊四醇、29.2μL辛酸亚锡、20mLε-己内酯(ε-CL),抽真空、充氮气多次后置于100℃的油浴中搅拌反应14h。冷却后加入10mL乙醇,过滤得粗产物。粗产物用少量THF溶解,用正己烷共沉淀3次,得具有四个末端羟基的四臂星形聚己内酯Star-(PCL-OH)4。取4.5g Star-(PCL-OH)4置于三颈瓶中,加入50mL CH2Cl2和1.77mL三乙胺,冰水浴下,将10mL溶有1.59mL 2-溴丙酰溴的CH2Cl2溶液缓慢滴入上述溶液中,滴完,室温反应72h。过滤,滤液加入100mL CH2Cl2稀释后,分别用1.0M HCl(3×50mL)、1.0M NaOH(3×50mL)、1.0M NaCl(3×50mL)溶液依次洗涤。有机相用无水MgSO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,剩余物用THF溶解,用正己烷共沉淀,室温干燥,得具有四个末端溴的四臂星形聚酯Star-(PCL-Br)4。在干燥的两颈瓶中加入2.0g Star-(PCL-Br)4,1.31g O-乙基黄原酸钾和100mL CH2Cl2,搅拌使之溶解后,加入含有30mL含有9mL吡啶的CH2Cl2溶液,室温反应36h。过滤,滤液加入100mL CH2Cl2稀释后,分别用1.0M HCl(3×50mL)、1.0M NaOH(3×50mL)、1.0M NaCl(3×50mL)溶液依次洗涤。有机相用无水MgSO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,剩余物用THF溶解,用正己烷共沉淀,室温干燥得具有四个末端黄原酸酯基的四臂星形聚己内酯Star-(PCL-Y)4,产率85%。

实施例十:

取0.42g Star-(PCL-Y)4置于干燥的反应瓶中,加入5mL CH2Cl2使之溶解,N2保护下,加入32.9mg正丁胺和微量三丁基膦,搅拌2h。反应结束后,用石油醚共沉淀3次。收集沉淀,室温干燥得具有四个末端巯基的四臂星形聚己内酯Star-(PCL-SH)4,产率78%。

实施例十一:

取0.08g Star-(PCL-SH)4溶于10mL DMF,经抽真空、充氮气3次后,待用。于另一干燥的反应瓶中加入0.56g alknyl-PNVCL,并加入10mL DMF,经抽真空、充氮气3次后,待用。在2L圆底烧瓶加入1.5L DMF,经2h的鼓氮气脱氧,加入30mg AIBN,然后升温至80℃,并在氮气保护下,通过微量注射器以100μL/10min的速度将两个反应瓶中的溶液同时加到烧瓶中。加料完毕,继续反应12h。蒸出溶剂,用乙醚共沉淀得粗产物。粗产物用CH2Cl2溶解后,用石油醚共沉淀,收集沉淀,室温干燥得双蝌蚪形嵌段共聚物PNVCL-b-(c-PCL)-(c-PCL)-b-PNVCL,产率67%。产物经1HNMR、IR、GPC和MALDI-TOF MS检测其结构、分子量及分子量分布,证明获得了目标产物。

目标产物的结构式:

实施例十二:

基本同实施例九,不同之处是用D,L-丙交酯(DLLA)代替ε-己内酯(ε-CL):在干燥的Schlenk烧瓶中加入0.61g季戊四醇、29.2μL辛酸亚锡、25.9g D,L-丙交酯(DLLA),抽真空、充氮气多次后置于130℃的油浴中搅拌反应5h。冷却后加入10mL乙醇,过滤得粗产物。粗产物用少量THF溶解,用正己烷共沉淀3次,得具有四个末端羟基的四臂星形聚(DL-乳酸)Star-(PDLLA-OH)4。取4.8g Star-(PDLLA-OH)4置于三颈瓶中,加入50mL CH2Cl2和1.77mL三乙胺,冰水浴下,将10mL溶有1.59mL 2-溴丙酰溴的CH2Cl2溶液缓慢滴入上述溶液中,滴完,室温反应72h。过滤,滤液加入100mL CH2Cl2稀释后,分别用1.0M HCl(3×50mL)、1.0M NaOH(3×50mL)、1.0M NaCl(3×50mL)溶液依次洗涤。有机相用无水MgSO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,剩余物用THF溶解,用正己烷共沉淀,室温干燥,得具有四个末端溴的四臂星形聚(DL-乳酸)Star-(PDLLA-Br)4。在干燥的两颈瓶中加入2.2g Star-(PDLLA-Br)4,1.31g O-乙基黄原酸钾和100mL CH2Cl2,搅拌使之溶解后,加入含有30mL含有9mL吡啶的CH2Cl2溶液,室温反应36h。过滤,滤液加入100mL CH2Cl2稀释后,分别用1.0M HCl(3×50mL)、1.0M NaOH(3×50mL)、1.0M NaCl(3×50mL)溶液依次洗涤。有机相用无水MgSO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,剩余物用THF溶解,用正己烷共沉淀,室温干燥得具有四个末端黄原酸酯基的四臂星形聚(DL-乳酸)Star-(PDLLA-Y)4,产率83%。

实施例十三:

基本同实施例十,不同之处是用Star-(PDLLA-Y)4代替Star-(PCL-Y)4:取0.44g Star-(PDLLA-Y)4置于干燥的反应瓶中,加入5mL CH2Cl2使之溶解,N2保护下,加入32.9mg正丁胺和微量三丁基膦,搅拌2h。反应结束后,用石油醚共沉淀3次。收集沉淀,室温干燥得具有四个末端巯基的四臂星形聚(DL-乳酸)Star-(PDLLA-SH)4,产率80%。

实施例十四:

基本同实施例十,不同之处是用Star-(PDLLA-SH)4代替Star-(PCL-SH)4:取0.1g Star-(PDLLA-SH)4溶于10mL DMF,经抽真空、充氮气3次后,待用。于另一干燥的反应瓶中加入0.56g alknyl-PNVCL,并加入10mL DMF,待用。在2L圆底烧瓶加入1.5L DMF,经2h的鼓氮气脱氧,加入30mg AIBN,然后升温至80℃,并在氮气保护下,通过微量注射器以100μL/10min的速度将两个反应瓶中的溶液同时加到烧瓶中。加料完毕,继续反应12h。蒸出溶剂,用乙醚共沉淀得粗产物。粗产物用CH2Cl2溶解后,用石油醚共沉淀,收集沉淀,室温干燥得双蝌蚪形嵌段共聚物PNVCL-b-(c-PDLLA)-(c-PDLLA)-b-PNVCL,产率65%。产物经1HNMR、IR、GPC和MALDI-TOF MS检测其结构、分子量及分子量分布,证明获得了目标产物。

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