一种丙烯酰氧（2-羟基丙基）磷酸胆碱及其二元聚合物、制备方法和应用

本发明属于化工原料制备，具体地，涉及一种丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱及其二元聚合物、制备方法和应用。

背景技术：

1、带有磷脂基的单体及其聚合物作为新型的生物材料，在生物材料领域受到人们极大的青睐。研究者们认为，当这些磷脂聚合物对材料表面进行仿细胞膜外层结构修饰，该材料会有良好的的生物相容性，表现出与生物组织理想的相互作用。

2、许多专利对含磷脂基单体及其衍生物做了大量的结构变化用于材料表面物理涂布改性，例如，中国专利cn108559123a“一种生物医用pvc材料及其制备方法”公开了一种多层生物医用pvc材料，通过制备2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱的共聚物对包覆有纳米羟基磷灰石涂层的pvc材料进行物理涂布，制得的pvc材料具有较好的生物相容性和耐热性好。日本专利“特开平7-118123号公报”制备了2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱的均聚合物及其共聚物，然后使用物理方法涂覆在化妆原材料粉末表面，得到了具有良好保湿性和皮肤相容性的化妆品原料粉末。韩国专利kr1020130012877“含有膦酰基团的共聚物及其制备和使用方法”利用2-丙烯酰氧基乙基甲基磷酰胆碱(mpc)单体和疏水性单体甲基丙烯酸酯加入合适的引发剂共聚合成无规两亲性mpc聚合物，进一步把mpc无规共聚物涂布在医疗装置上，制备得到具有两亲性且生物相容性良好的医疗装置。但是，由于各种材料形状的不同，磷酰胆碱聚合物难以均匀涂布材料表面，另外，由于物理作用力小，涂覆的聚合物容易从材料表面剥离，存在耐久性的问题，而且由于材料表面涂覆了聚合物，材料失去了自身要求的基本性质。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，首要目的在于提供一种丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱。该丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱同时含有羟基和乙烯基。

2、本发明的另一目的在于提供上述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱的制备方法，该方法在催化剂和合适溶剂下，通过调控合适的反应物用量比，丙烯酰氯上的氯原子取代甘油磷酰胆碱羟基上的氢原子，得到丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱。

3、本发明的再一目的在于提供上述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱在合成两亲性共聚物领域中的应用。

4、本发明的第二目的在于提供一种丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物。该二元共聚物具有两亲性和良好生物相容性。

5、本发明的另一目的在于提上述供丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物的制备方法，该方法在引发剂作用下，丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱与甲基丙烯酸酯通过自由基反应共聚，制得丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物。

6、本发明的再一目的在于提供上述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物对生物材料表面化学改性方面的应用。

7、本发明的目的通过下述技术方案来实现：

8、一种丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱的分子式如下所示：

9、

10、所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱是将甘油磷酰胆碱、三乙胺和溶剂a混合，然后在1～2h内将丙烯酰氯加入到溶剂b得到的稀释液滴加到上述混合溶液中，常温下搅拌反应12～24h，然后在40～50℃真空干燥后得到。

11、优选地，所述甘油磷酰胆碱、三乙胺和丙烯酰氯的摩尔比为1:1:1.1；所述溶剂a的体积与甘油磷酰胆碱的质量比为(20～50)ml:1g，溶剂b的体积与丙烯酰氯的质量为(10～20)ml:0.1g，溶剂a和b均为丙酮、乙醚或乙酸乙酯；搅拌的转速为300～600r/min。

12、一种丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物包括所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱和甲基丙烯酸烷基酯，其分子结构式如下所示：

13、

14、其中，r为碳原子数1～10的烷基，m＝8～16，n＝6～20。

15、所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物的制备方法是将丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱、甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈和甲醇水溶液混合，使用氮气鼓吹上述溶液，在50～60℃搅拌反应3～7h，然后将反应产物放入到正己烷中沉淀过滤，用去离子水和正己烷洗涤制得。

16、优选地，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱和甲基丙烯酸酯的摩尔比为(1～9):(1～9)，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱和偶氮二异丁腈的质量比为(500～1000):1；所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱的质量与甲醇水溶液的体积比为0.1g:(1～3)ml。

17、所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱在合成两亲性共聚物领域中的应用。

18、所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物在材料表面化学改性领域中的应用。

19、本发明的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱是将干燥的甘油磷酰胆碱、三乙胺和溶剂a混合，将丙烯酰氯稀溶液缓慢滴加到上述混合溶液中，常温下搅拌反应，然后在40～50℃真空干燥后得到丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱；将制备得到的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱、甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈和甲醇混合溶剂混合，使用氮气缓慢鼓吹所得到的溶液，在70～80℃搅拌反应，然后把反应物放入到去离子水中沉淀过滤，用去离子水和乙醇洗涤多次，制备得到丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、1.本发明的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱的表面引入了双键能够与其他物质聚合，同时保留了羟基。

22、2.本发明的制备方法简单、实用性强，所用原料成本较低，来源丰富易得，易于推广。

23、3.本发明的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物的表面有极亲水的磷酸胆碱基团和疏水或极疏水的烷基，有利于应用于各种复杂的环境中。

24、4.本发明制备得到的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物能够进一步以化学改性的方法接枝到生物材料表面，使得改性生物材料具有良好的生物相容性和两亲性。

技术特征：

1.一种丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱，其特征在于，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱的分子式如下所示：

2.根据权利要求1所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱是将甘油磷酰胆碱、三乙胺和溶剂a混合，然后在1～2h内将丙烯酰氯加入到溶剂b得到的稀释液滴加到上述混合溶液中，常温下搅拌反应12～24h，然后在40～50℃真空干燥后得到。

3.根据权利要求2所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱的制备方法，其特征在于，所述甘油磷酰胆碱、三乙胺和丙烯酰氯的摩尔比为1:1:1.1；所述溶剂a的体积与甘油磷酰胆碱的质量比为(20～50)ml:1g，溶剂b的体积与丙烯酰氯的质量为(10～20)ml:0.1g，溶剂a和b均为丙酮、乙醚或乙酸乙酯；搅拌的转速为300～600r/min。

4.一种丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物，其特征在于，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物包括权利要求1所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱和甲基丙烯酸烷基酯，其分子结构式如下所示：

5.根据权利要求4所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物是将丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱、甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈和甲醇水溶液混合，使用氮气鼓吹上述溶液，在50～60℃搅拌反应3～7h，然后将反应产物放入到正己烷中沉淀过滤，用去离子水和正己烷洗涤制得。

6.根据权利要求5所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱和甲基丙烯酸酯的摩尔比为(1～9):(1～9)，所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱和偶氮二异丁腈的质量比为(500～1000):1；所述丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱的质量与甲醇水溶液的体积比为0.1g:(1～3)ml。

7.权利要求1所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱在合成两亲性共聚物领域中的应用。

8.权利要求4所述的丙烯酰氧(2-羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物在材料表面化学改性领域中的应用。

技术总结
本发明属于功能高分子聚合物技术领域，公开了一种丙烯酰氧(2‑羟基丙基)磷酸胆碱及其二元共聚物、制备方法和应用，丙烯酰氧(2‑羟基丙基)磷酸胆碱的结构式如下所示：将丙烯酰氧(2‑羟基丙基)磷酸胆碱在引发剂作用下与甲基丙烯酸烷基酯聚合，得到丙烯酰氧(2‑羟基丙基)磷酸胆碱二元共聚物。本发明的丙烯酰氧(2‑羟基丙基)磷酸胆碱同时含有乙烯基和羟基，可制备得到两亲性共聚物，共聚物可以对材料表面进行化学改性，制备具有良好生物相容性和两亲性的材料，其制备方法简单，有良好的材料应用潜力。

技术研发人员：罗洪盛,吴嘉华
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14