本发明属于化学合成领域，具体地涉及一种温度响应性pnvcl-b-popd嵌段共聚物的制备方法。
背景技术：
温敏性聚合物的一个重要性质是关于它的临界溶解温度。临界溶解温度是指聚合物与溶液发生相分离时的温度。一定浓度的聚合物在某一温度以下成溶液状态而在这一温度以上发生相分离，那么这个聚合物就是具有lcst的聚合物。反之，则是具有高临界溶解温度(ucst)的聚合物。
在药物载体应用时，当温度高于lcst时，温敏性双亲水聚合物变为一端亲水一端疏水的嵌段共聚物，在水中自组装成胶束，可以作为药物载体，疏水性药物包裹在疏水性的内核中增加其溶解性，并可以达到控制释放的目的。温敏性水凝胶可以通过调节温度来控制凝胶孔的大小，从而控制释放药物。温敏性药物载体可以实现对病灶部位温度的感应释放所需量的药物。当身体正常时，药物载体恢复到原来的状态，从而实现药物的控制释放。
聚n-乙烯基己内酰胺(pnvcl)是一种良好的温度敏感性聚合物，具有无毒性、生物相容性好等优点，在生物医学领域有着广阔的应用前景。
聚4-羰基己内酯(popd)是一种部分结晶的高分子，在室温下呈橡胶态，热稳定性较好，分解温度比其它聚酯要高得多，因此其具有良好的力学性能；popd降解的最终产物对人体无毒，因此具有良好的生物相容性。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服制备温度响应性嵌段共聚物的诸多苛刻条件，从而得到一种具有普适性的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
温度响应性pnvcl-b-popd嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：
1)以巯基乙醇作为链转移剂，偶氮二异丁腈(aibn)为引发剂，引发nvcl发生自由基聚合，合成端羟基聚n-乙烯基己内酰胺pnvcl-oh；
2)以端羟基聚n-乙烯基己内酰胺pnvcl-oh为大分子引发剂，sn(oct)2为催化剂，引发4-羰基己内酯开环聚合，得到不同聚合度的聚n-乙烯基己内酰胺/聚4-羰基己内酯pnvcl-b-popd嵌段共聚物；
3)利用溶剂蒸发法将pnvcl-b-popd嵌段共聚物制备成pnvcl-b-popd嵌段共聚物胶束。
上述制备方法，所述步骤1)具体为：称取n-乙烯基己内酰胺5.0425g，aibn0.0597g，1,4-二氧六环40ml于三口烧瓶中，室温通氮气30min后，加巯基乙醇0.0947g，68℃反应24h，反应结束后，冷却至室温。旋转蒸发除去溶剂，加30mlch2cl2将产物溶解，然后缓慢倒入石油醚中沉淀，重复上述操作三次，过滤，40℃真空干燥48h，得端羟基聚n-乙烯基己内酰胺pnvcl-oh；所述n-乙烯基己内酰胺、aibn和巯基乙醇的摩尔比为：300：3：10。
上述制备方法，所述步骤2)中4-羰基己内酯opd的制备，包括如下步骤：
a用分析天平称取3.4g磷酸二氢钾，0.8g氢氧化钠，将两者加入到500ml烧杯中，加入去离子水至刻度，搅拌混合均匀，得到ph＝7.4的缓冲溶液；
b用电子天平称取20.0g的mcpba，加入到配制好的缓冲溶液中，充分搅拌2h，用布氏漏斗过滤后得到白色粉末状固体，真空干燥即得纯化的mcpba；
c用电子天平称取9.0g纯化的mcpba，4.0g的1，4-环己二酮放入100ml的圆底烧瓶中，同时加入44ml的二氯甲烷。用球冷在40℃下回流搅拌3h。溶液通过旋转蒸发仪除去。粗产物用冷乙醚洗三次(每次200ml)。室温下真空干燥，得4-羰基己内酯；所述步骤c中1，4-环己二酮与纯化的mcpba的质量比为4:9。
上述制备方法，所述步骤2)具体为：称取pnvcl-oh0.3263g，4-羰基己内酯0.2016g，sn(oct)20.0109g，甲苯6ml于50ml圆底烧瓶中，抽真空通n2反复3～5次，105～120℃反应48h。反应结束后，冷却至室温旋转蒸发除去溶剂，产物溶在15mlch2cl2中，然后缓慢倒入乙醚中沉淀，反复3～5次，得目标产物(pnvcl-b-popd)。
上述制备方法，pnvcl-oh和4-羰基己内酯的质量比为1-2：1，优选1：1。
采用本发明的方法制备的目标产物温度响应性pnvcl-b-popd嵌段共聚物为胶束结构，一侧具有亲水性的聚n-乙烯基己内酰胺，另一侧具有疏水性的聚4-羰基己内酯。
本发明的有益效果是：合成具有亲水性的聚n-乙烯基己内酰胺，再合成具有疏水性的聚4-羰基己内酯，然后将两种聚合物连接起来，使之具有温度响应性，对于制备温度响应性嵌段共聚物具有普适性。本发明制备的是一种温度响应性pnvcl-b-popd两亲嵌段共聚物，可在水溶液中自组装形成内核疏水、外壳亲水胶束。这种嵌段共聚物胶束能够把疏水性药物分子组装到其疏水的核中，具有提高药物在血液中的循环时间等作用，在药物的控制释放和靶向药物传递等生物医用领域具有很好的应用前景。
本发明，从合成过程来看，两种聚合物聚合，条件温和，易于操作，具有普适性。透射电镜显示出本方法最后得到的是球状胶束体，说明了此方法的可行性。
这种由pnvcl/popd组成的温度响应性嵌段共聚物，其中一侧为具有温度敏感性和亲水性的pnvcl，另一侧为疏水性的popd，利用材料的这种特性，通过对温度的控制，控制温度响应性嵌段共聚物pnvcl一侧的浸润性，进而实现药物的包载和释放，同时pnvcl具有生物相容性，popd具有生物降解性，对生物体无毒害，所以此胶束材料在药物可控输送等领域具有很好的应用前景。
附图说明
图1是(a)pnvcl-b-popd(b)pnvcl-oh(c)nvcl的红外光谱图。
图2(a)是4-羰基己内酯的核磁氢谱图。
图2(b)是pnvcl-oh的核磁氢谱图。
图2(c)是pnvcl-b-popd的核磁氢谱图
图3(a)是不同浓度pnvcl45-b-popd20水溶液中芘的荧光激发光谱图。
图3(b)pnvcl45-b-popd30水溶液中芘的荧光激发光谱图。
图3(c)pnvcl45-b-popd40水溶液中芘的荧光激发光谱图。
图4(a):pnvcl-b-popd20的嵌段共聚物水溶液胶束的平均粒径分布图。
图4(b):pnvcl45-b-popd30的嵌段共聚物水溶液胶束的平均粒径分布图。
图4(c):pnvcl45-b-popd40的嵌段共聚物水溶液胶束的平均粒径分布图。
图5是三种不同聚合度的pnvcl-b-popd(a：pnvcl45-b-popd20，b：pnvcl45-b-popd30，c:pnvcl45-b-popd40)胶束透射电子显微镜形貌图。
图6是pnvcl45溶液和不同聚合度的pnvcl45-b-popd胶束溶液透射率随温度变化曲线图。
图7是不同浓度的pnvcl45-b-popd30胶束溶液透射率随温度变化曲线图。
图8是聚合物升降温变化曲线图(λ＝500nm)。
图9是pnvcl45-b-popd40水溶液胶束在不同温度下的透射电子显微镜图。
图10是pnvcl-b-popd载药胶束的累计释放曲线。
图11(a)是pnvcl45-b-popd20载药胶束的pbs缓冲溶液胶束的平均粒径分布图。
图11(b)是pnvcl45-b-popd30载药胶束的pbs缓冲溶液胶束的平均粒径分布图。
图11(c)是pnvcl45-b-popd40载药胶束的pbs缓冲溶液胶束的平均粒径分布图。
图12是三种不同聚合度的pnvcl-b-popd(a：pnvcl45-b-popd20，b：pnvcl45-b-popd30，c:pnvcl45-b-popd40)载药胶束透射电子显微镜形貌图。
具体实施方式
实施例1聚n-乙烯基己内酰胺-b-聚4-羰基己内酯共聚物的制备
一、4-羰基己内酯(opd)的合成
包括如下步骤：
a.用分析天平称取3.4g磷酸二氢钾，0.8g氢氧化钠，将两者加入到500ml烧杯中，加入去离子水至刻度，搅拌混合均匀，得到ph＝7.4的缓冲溶液。
b.用电子天平称取20.0g的mcpba，加入到配制好的缓冲溶液中，充分搅拌2h，用布氏漏斗过滤后得到白色粉末状固体，真空干燥即得纯化mcpba；
c.用电子天平准确称取9.0g的干燥的纯化mcpba，4.0g的1，4-环己二酮放入100ml的圆底烧瓶中，同时加入44ml的二氯甲烷。用球冷在40℃下回流搅拌3h。通过旋转蒸发仪除去溶剂。粗产物用冷乙醚洗三次(每次200ml)。室温下真空干燥，得4-羰基己内酯(opd)备用。合成路线如下式所示：
二、端羟基聚n-乙烯基己内酰胺(pnvcl-oh)的合成
称取n-乙烯基己内酰胺5.0425g，aibn0.0597g，1,4-二氧六环40ml，三口烧瓶中，室温通氮气30min后，加巯基乙醇0.0947g，68℃反应24h，反应结束后，冷却至室温。旋转蒸发除去溶剂，加30mlch2cl2将产物溶解，然后缓慢倒入石油醚中沉淀，重复上述操作三次，过滤，40℃真空干燥48h，得pnvcl-oh备用。如图1中(b)、图2(b)所示。合成路线如下式所示：
三、聚n-乙烯基己内酰胺-b-聚4-羰基己内酯(pnvcl-b-popd)的合成
称取pnvcl-oh0.3263g，4-羰基己内酯0.2016g，sn(oct)20.0109g，甲苯6ml于50ml圆底烧瓶中，抽真空通n2反复3～5次，105～120℃反应48h。反应结束后，冷却至室温旋转蒸发除去溶剂，产物溶在15mlch2cl2中，然后缓慢倒入乙醚中沉淀，反复3～5次，得0.1502g聚n-乙烯基己内酰胺-b-聚4-羰基己内酯。如图1中a、图2(c)所示。合成路线如下式所示：
四、检测结果
图1是(a)pnvcl-b-popd(b)pnvcl-oh(c)nvcl的红外光谱图。图中1660cm-1为nvcl中乙烯基的峰(c＝c)，1630cm-1为羰基峰(c＝o)，曲线c与b比较，c中1660cm-1和2973cm-1处的峰消失，说明nvcl的双键打开发生聚合。曲线a与b比较，在1724cm-1多了一个opd上的羰基峰,说明opd发生开环聚合反应。
图2是(a)4-羰基己内酯、(b)pnvcl-oh、(c)pnvcl-b-popd的核磁氢谱图。其中(a)为4-羰基己内酯的h1nmr图，2.9ppm是与酯基相连的亚甲基峰a，2.6～2.8ppm是与羰基相连的亚甲基峰b、c，4.4ppm是o相连的亚甲基峰d。(b)为pnvcl-oh的1hnmr图，4.5ppm是乙烯基上亚甲基质子峰b，3.7ppm是与羟基相连的亚甲基质子峰i，3.2ppm是与n相连的亚甲基质子峰c，2.7ppm处是与s相连的亚甲基质子峰h，2.5ppm是与羰基相连的亚甲基质子峰g，1.1～2.1ppm是乙烯基上的次甲基和己内酰胺环上的亚甲基质子峰a、d、e、f。(c)为pnvcl-b-popd核磁氢谱图，与图(b)相比在3.9ppm处多一个亚甲基峰m，2.6～2.9ppm处多出亚甲基峰k、l、j，可以确认得到目标产物。
实施例2聚n-乙烯基己内酰胺-b-聚4-羰基己内酯共聚物的制备(pnvcl45-b-popd20)
步骤同实施例1，仅改变步骤三中4-羰基己内酯(0.1775g)用量，经纯化后，最终得到白色粉末状固体0.1658g，产率为32.9％。
实施例3聚n-乙烯基己内酰胺-b-聚4-羰基己内酯共聚物的制备(pnvcl45-b-popd30)
步骤同实施例1，仅改变步骤三中4-羰基己内酯(0.2362g)用量，经纯化后，最终得到白色粉末状固体0.1693g，产率为30.1％。
实施例4聚n-乙烯基己内酰胺-b-聚4-羰基己内酯共聚物的制备(pnvcl45-b-popd40)
步骤同实施例1，仅改变步骤三中4-羰基己内酯(0.3049g)用量，经纯化后，最终得到白色粉末状固体0.1881g，产率为29.8％。
实施例5聚n-乙烯基己内酰胺-b-聚4-羰基己内酯共聚物胶束的制备
称取25mgpnvcl45-b-popd20溶于3mlthf中，缓慢滴加到12ml超纯水中，25℃旋转蒸发除去thf，将溶液转移至25ml容量瓶中，定容，得浓度为1.00mg/ml的胶束溶液。
取1ml1.00mg/mlpnvcl45-b-popd20溶液于10ml容量瓶中，定容，得浓度为0.1mg/ml的胶束溶液。
称取12mg芘溶于20ml丙酮中，将溶液转移到100ml容量瓶中，定容得芘的丙酮溶液。取1ml芘的丙酮溶液缓慢滴加到60ml水中，25℃旋转蒸发除去丙酮，然后将溶液转移至100ml容量瓶中，定容。芘的浓度为6×10-6mol/l。
取12支10ml比色管，每管加入1ml配制好的芘溶液，再向其中加入不同体积的pnvcl45-b-popd20聚合物水溶液并定容，使芘的最终浓度为6×10-7mol/l，pnvcl45-b-popd20聚合物水溶液的浓度分别为0.9mg/ml，0.5mg/ml，0.2mg/ml，0.1mg/ml，0.05mg/ml，0.02mg/ml，0.1mg/ml，0.005mg/ml，0.002mg/ml，0.0005mg/ml，0.0002mg/ml，0.0001mg/ml，共12组溶液。将配制好的溶液25℃加热2h，室温放置24h后测试。
其他比例：pnvcl45-b-popd30、pnvcl45-b-popd40配制方法同pnvcl45-b-popd20。
结果如图3、图4、图5所示。
图3(a)、图3(b)、图3(c)是不同浓度pnvcl45-b-popd20、pnvcl45-b-popd30、pnvcl45-b-popd40水溶液中芘的荧光激发光谱图。从图中可以看出，随着聚合物胶束溶液浓度的增大，芘的激发光谱最高峰的强度逐渐增大，并且最高峰由334nm位移到了336nm，发生明显的红移现象。这是因为芘的荧光激发光谱中最高峰在334nm处时，其相应聚合物的浓度小，芘分散在水中；而芘的荧光激发光谱中最高峰在336nm处时，其相应聚合物的浓度大，芘分散到聚合物胶束的疏水内核中。芘所处的微环境疏水性越强，该处峰越强。芘的激发光谱最高峰从334nm处红移至336nm，表明芘由水环境的溶液进入到疏水性胶束内核中，证明了胶束的形成。
图4是聚合度分别为(a)pnvcl-b-popd20、(b)pnvcl45-b-popd30、(c)pnvcl45-b-popd40的嵌段共聚物水溶液胶束的平均粒径分布图。从图中可以看出，粒径呈单峰分布，并且随着聚合物中疏水性链段popd的增长，胶束的粒径增大，胶束平均水力直径的大小可以通过控制popd链段的长短调节。
图5是三种不同聚合度的pnvcl-b-popd(a：pnvcl45-b-popd20，b：pnvcl45-b-popd30，c:pnvcl45-b-popd40)胶束透射电子显微镜形貌图。从图中可以看出，聚合物水溶液胶束呈现球型，它们的大小依次为49nm，81nm以及148nm，这比dls测的数据偏小，这是由于透射电镜观察的是胶束水滴蒸发后干态下塌陷胶束形貌。
图6是pnvcl45溶液和不同聚合度的pnvcl45-b-popd胶束溶液透射率随温度变化曲线图。从图中可以看出，疏水链段popd的引入使得pnvcl45-b-popd胶束溶液的lcst降低，并且随着popd的分子量增大，其胶束溶液的lcst降低。因此，聚合度为pnvcl45-b-popd20的聚合物较好。
图7是不同浓度的pnvcl45-b-popd30胶束溶液透射率随温度变化曲线图。从图中可以看出，随着浓度的增大，胶束溶液的lcst降低。当浓度为0.002mg/ml时，胶束溶液不具有温敏性。原因是胶束溶液浓度越大，聚合物从水相中析出越快，所以lcst降低；当浓度较小时，聚合物从水中析出较慢且现象不明显，所以胶束溶液不具有温敏性。因此，在使用时，聚合物的浓度应控制在0.2mg/ml-1.0mg/ml，优选为1.0mg/ml。
图8是聚合物升降温变化曲线图(λ＝500nm)。从图中可以看出随着温度的升高聚合物水溶液透射率下降，当温度逐渐降低时透射率又逐渐升高，在一定温度范围内是可逆的。
图9是pnvcl45-b-popd40水溶液胶束在不同温度下的透射电子显微镜图。a为25.0℃下pnvcl45-b-popd40的透射电子显微镜图，b为50.0℃时pnvcl45-b-popd40的透射电子显微镜图。从图中可以看出随着温度的升高pnvcl45-b-popd40胶束发生聚集形成多核胶束并沉降。
图10是pnvcl-b-popd载药胶束的累计释放曲线。从图中可以看出，随着疏水链段popd聚合度的增大，其累计释放量随之增大。这是由于popd的聚合度越大，其载药量也越大，因此在pbs缓冲溶液中会释放更多的dox。
图11是pnvcl45-b-popd20、pnvcl45-b-popd30、pnvcl45-b-popd40载药胶束的pbs缓冲溶液胶束的平均粒径分布图。从图中可以看出，粒径呈单峰分布，并且随着聚合物中疏水性链段popd的增长，胶束的粒径增大，并且比未载药前粒径增加。
图12是三种不同聚合度的pnvcl-b-popd(a：pnvcl45-b-popd20，b：pnvcl45-b-popd30，c:pnvcl45-b-popd40)载药胶束透射电子显微镜形貌图。从图中可以看出，聚合物水溶液胶束呈现球型，它们的大小依次为61nm，89nm以及157nm，相比未载药的胶束，粒径变大。