应性聚 合物基Janus纳米中空球PLA-b-cTOEAEMAl的透射电镜图。（a)为Si02m米粒子，大小均 一，边缘光滑，（b)为PLA接枝Si0 2m米粒子（SNP-g-PLA)，由（b)可以明显的看出，硅球 边缘粗糙，表明PLA已成功接到硅球表面。（c)为外层交联的聚合物包覆的Si0 2m米粒子 (SNP-g-PLA-b-croEAEMA)，从图中我们可以看到，硅球表面包覆的聚合物层明显变厚，且比 较均匀，表明交联的I 3DEAEMA已成功将硅球包覆。（d)为SNP-g-PLA-b-croEAEMAl经过氢氟 酸刻蚀后，得到的具有pH响应性的聚合物基Janus纳米中空球PLA-b-cTOEAEMAl，部分塌 陷，其腔体直径约400nm。
[0064] 实施例2 pH响应性聚合物基Janus纳米中空球PLA-b-croEAEMA2的制备
[0065] (一）SNP-OH的合成：同实施例1。
[0066] (二）SNP-g-PLA的合成：同实施例1。
[0067] (三）SNP-g-PLA-Br的合成：同实施例1。
[0068] (四）SNP-g-PLA-b-cPDEAEMA2 的制备
[0069] 称取 0· 05g SNP-g-PLA-Br 于 50mL 聚合管中，加入 6mL 无水 DMF、0. 5g DEAEMA、 0.1 lg EGDMA、0. 036g Me6TREN,超声至分散完全，加入液氮冷冻，抽真空，融化，重复冷 冻-抽真空-融化的循环三次。然后，加入〇.〇42g CuBr，再进行冷冻-抽真空-融 化循环一次，在抽真空状态下封管，70°C反应24小时。反应结束后，敞开体系，终止聚 合。将反应混合物离心、除去上清液，固体用THF洗涤三次，50°C下真空干燥24小时得 SNP-g-PLA-b-cPDEAEMA2。产物通过 SEM、TEM、TGA 等确认。
[0070] (五）pH响应性聚合物基Janus纳米中空球PLA-b-croEAEMA2的制备：同实施例 1〇
[0071] 实施例3 pH响应性聚合物基Janus纳米中空球PLA-b-croEAEMA3的制备。
[0072] (一）SNP-OH的合成：同实施例1。
[0073] (二）SNP-g-PLA的合成：同实施例1。
[0074] (三）SNP-g-PLA-Br的合成：同实施例1。
[0075] (四）SNP-g-PLA-b-cPDEAEMA3 的制备
[0076] 称取 0· 05g SNP-g-PLA-Br 于 50mL 聚合管中，加入 6mL 无水 DMF、0. 8g DEAEMA、 0.1 lg EGDMA、0. 045g Me6TREN,超声至分散完全，加入液氮冷冻，抽真空，融化，重复冷 冻-抽真空-融化的循环三次。然后，加入〇.〇28g CuBr，再进行冷冻-抽真空-融 化循环一次，抽真空状态下封管，70°C反应24小时。反应结束后，敞开体系，终止聚 合。将反应混合物离心、除去上清液，固体用THF洗涤三次，50°C下真空干燥24小时得 SNP-g-PLA-b-cPDEAEMA3。产物通过 SEM、TEM、TGA 等确认。
[0077] (五）pH响应性聚合物基Janus纳米中空球PLA-b-croEAEMA2的制备：同实施例 1〇
[0078] 从合成过程来看，以二氧化硅为模板，经氨基、羟基改性后开环聚合接枝PLA ;再 经ATRP引发剂改性，通过ATRP聚合接枝具有pH响应性的TOEAEMA ;最后经HF刻蚀得到具 有pH响应性的Janus纳米中空球。扫描电镜和透射电镜均表明本方法能够得到Janus纳 米中空球，说明了此方法的可行性。这种由PLA/PDEAEMA组成的Janus纳米中空球，由于其 具有pH响应性、生物降解性和良好的生物相容性，在药物输送和可控释放等领域具有很好 的应用前景。
【主权项】
1. pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 以二氧化硅纳米粒子为模板，在其表面引入羟基类引发剂，得中间体1 ; 2) 以中间体1为引发剂，辛酸亚锡为催化剂，引发DL-丙交酯开环聚合，得中间体2 ; 3) 用a-溴代异丁酰溴对中间体2进行原子转移自由基聚合改性，得中间体3 ; 4) 以中间体3为引发剂，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯为单体，三（2-二甲氨基乙基）胺为 配体，溴化亚铜为催化剂，通过原子转移自由基聚合，并以二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂 对聚合物层进行交联，得中间体4 ; 5) 将中间体4在室温下用氢氟酸刻蚀，得到目标产物。2. 根据权利要求1所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在 于：所述的步骤1)包括如下步骤： I. 1)将乙醇、氨水和去离子水加入到单口烧瓶中，搅拌均匀，然后逐滴滴入正硅酸四乙 酯的乙醇溶液，磁力搅拌下30-40°C反应10-15小时，将反应混合物离心、除去上层清液，收 集白色固体得到二氧化硅纳米粒子； 1.2)将二氧化硅纳米粒子加入到乙醇中，超声分散，然后加入Y-氨丙基三乙氧基硅 烷，队保护下，60-80 °C磁力搅拌反应40-50小时，将反应混合物离心、除去上层清液，收集固 体得到表面氨基改性的纳米SiO2微球； 1. 3)将表面氨基改性的二氧化硅纳米粒子和二甲苯混合，超声分散，加入羟基类引发 剂，抽真空，通氮气，在氮气保护下，60-65°C反应18-24小时，将反应混合物离心、除去上清 液，收集固体得到中间体1。3. 根据权利要求2所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在 于：所述的羟基类引发剂是缩水甘油，表面氨基改性的纳米SiO 2微球与缩水甘油的质量比 为：2:0. 8-1。4. 根据权利要求1所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在 于：所述的步骤2)包括如下步骤：将中间体1、DL-丙交酯和二甲基甲酰胺于容器中，超声 分散，滴加辛酸亚锡，抽真空，通氮气，在氮气保护下，125-130°C反应45-50小时，得到中间 体2〇5. 根据权利要求4所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在 于：中间体1与DL-丙交酯的质量比为14-16。6. 根据权利要求1所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在 于：所述的步骤3)包括如下步骤：将中间体2与CH 2Cl2混合，超声分散，在冰水浴下加入三 乙胺和a-溴代异丁酰溴，冰水浴中反应1-2小时，然后于室温反应45-50小时，将反应混合 物离心、除去上清液，收集固体得到中间体3。7. 根据权利要求6所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在 于：中间体2与a-溴代异丁酰溴的质量比为：1:16-20。8. 根据权利要求1所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在 于：所述的步骤4)包括如下步骤：将中间体3、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、二甲基丙烯酸乙 二醇酯、三（2-二甲氨基乙基）胺与二甲基甲酰胺混合，超声分散，加入液氮冷冻，抽真空， 融化；加入CuBr，再加入液氮冷冻，抽真空，融化；然后在抽真空状态下封管，70-75°C反应 18-24小时，将反应混合物离心、除去上清液，收集固体得到中间体4。9. 根据权利要求8所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征在 于：中间体3与甲基丙烯酸二乙氨基乙酯的质量比为：1:14-16 ;甲基丙烯酸二乙氨基乙酯 与二甲基丙烯酸乙二醇酯的摩尔比为：8-10:1。10. 根据权利要求1所述的pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法，其特征 在于：氢氟酸的体积百分浓度为10% -50%。
【专利摘要】本发明涉及pH响应性聚合物基Janus纳米中空球的制备方法。以二氧化硅纳米粒子SNP为模板，在其表面引入羟基类引发剂，以得到的SNP-OH为引发剂，辛酸亚锡为催化剂，引发DL-丙交酯开环聚合，得到SNP-g-PLA；利用ɑ-溴代异丁酰溴对SNP-g-PLA进行改性，得到SNP-g-PLA-Br；以DEAEMA为单体，Me6TREN为配体，CuBr为催化剂，通过ATRP活性聚合并以EGDMA为交联剂对聚合物层进行交联，得到SNP-g-PLA-b-cPDEAEMA。最后用氢氟酸对二氧化硅模板进行刻蚀，得到目标产物。本发明的产物，利用Janus中空结构装载和传输物质，实现壳层内外环境的物质传递。
【IPC分类】C08G83/00, C08F289/00, C08J9/26
【公开号】CN104945571
【申请号】CN201510340704
【发明人】张国林, 夏志佳, 吴秋华, 刘学, 矣杰, 宋溪明
【申请人】辽宁大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月18日