聚合物、其制备方法和应用技术

本发明专利技术适用于高分子材料领域，提供了一种聚合物，其制备方法和应用。该聚合物具有如下结构式。本发明专利技术聚合物，包括聚噁唑啉基团与酯基或羧基及氨基、羧基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基。通过该聚噁唑啉基团，本发明专利技术聚合物具有非常优异的生物惰性、稳定性及易合成性，通过该氨基、羧基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基等活性官能团，使得该聚合物能够和其他性质的官能团发生交联反应，大大拓宽了该聚合物的应用范围；本发明专利技术聚合物制备方法，通过引入聚噁唑啉基团及其他活性官能团，实现该明聚合物具有非常优异的生物惰性、稳定性及易合成性，并且能够和其他性质的官能团发生交联反应，具有广阔的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
聚合物、其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料领域，尤其涉及一种聚合物、其制备方法和应用。
技术介绍
近几十年来，由于生物医学产品如人造植入体，药物载体系统，成像造影剂和生物芯片等需求的快速增长，防污（也称生物惰性）高分子材料在表面包膜方面的应用迅猛发展。此外，这些材料在抗微生物生长领域如食品包装抗菌、冰箱内衬抗菌、织物抗菌和船舶表面抗藻类生长等也有巨大的应用前景。总体来讲，这些高分子材料具有亲水、电中性、氢键受体等特征。当这些材料修饰到固体表面后，在水溶液中会高度水合化。在对接枝率、分子量等优化的情况下，通过体积位阻效应、熵效应和渗透排斥效应，能够阻挡蛋白质的自发吸附和随后的如细菌滋生等生物过程。通常认为，缺乏生物惰性的人造植入材料进入人体后，其表面吸附的蛋白质对许多生物过程会产生重要的作用，比如血栓形成、外源体排斥反应和细菌感染等。在药物载体系统和成像造影剂方面，研究表面具有抗污高分子材料保护的纳米颗粒或纳米胶囊具备更长周期的血液循环，从而使其被人体网状内膜系统或肾组织清除前，能够在人体循环系统中停留更长的时间。在生物芯片方面，抗污高分子材料通常用于构建生物惰性背景表面，使得特异性的蛋白吸附只发生在需要的区域。在这些高分子材料中，聚乙二醇是应用最多的。聚乙二醇的成功在于其亲水性、与血液成分的低亲和性还有高的生物相容性。虽然在抗蛋白吸附方面其表现出众，近年来的研究结果表面其也有较大的缺陷。例如，研究发现经聚乙二醇修饰的脂质体能通过某种尚不清楚的作用机理导致补体激活，从而引起过敏反应甚至是过敏性休克。此外发现二次注射聚乙二醇修饰的脂质体会导致可能由免疫反应引起的加速血液清洁现象。同时有研究表明在长期的活体测试中，聚乙二醇包膜会氧化降解并失去其生物功能。聚乙二醇的降解机理非常复杂。有些细胞，如巨噬细胞和多核白细胞，可以分泌可以氧化降解聚乙二醇的活性氧化因子，如超氧化物、过氧化氢、一氧化氮。在聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的制备过程中，聚乙二醇在高温下空气中也会被热氧化降解。除此之外，有报道称，聚乙二醇在无氧条件下高温也会降解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚合物，以替代聚乙二醇，解决聚乙二醇稳定性不好的问题。本专利技术是这样实现的，一种聚合物，具有如下化学结构式：其中，n为20-120的任意自然数，R1为氢原子、甲基或乙基，R2为末端带有氨基、羧基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（或乙）氧基硅烷基的基团。以及，上述聚合物制备方法，包括如下步骤：将2-甲基-2-噁唑啉和引发剂加入至有机溶剂中，在温度为60-80℃条件下反应6-48小时；将温度调整至室温，加入终止剂，搅拌反应2-24小时，将反应后溶液中溶剂除掉、加水搅拌，将加水搅拌后的反应产物在pH值为9-14条件下水解2-36小时，将水解后溶液pH值调整至6-8，透析得到聚合物，该引发剂选自3-溴丙酸乙酯或3-溴丙酸甲酯，该终止剂选自末端带有氨基、酯基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基的化合物；或，将温度调整至室温，加入终止剂，搅拌反应2-24小时，将反应后溶液溶剂部分除掉得到粘稠状溶液，再将溶液加入乙醚中，得到白色悬浊液。将悬浊液离心后除掉上层清液，白色沉淀产物真空干燥后即得到聚合物。所述终止剂选自末端带有氨基、酯基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基的化合物。或，将温度调整至室温，再减压加热将反应后溶液溶剂除掉、加水搅拌，将加水搅拌后的反应产物在pH值为9-14条件下（以氢氧化钠或氢氧化钾作为碱）水解2-36小时，将水解后溶液pH值调整至6-8，透析干燥得到聚合物。本专利技术聚合物，包括聚噁唑啉基团与酯基或羧基及氨基、羧基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基基团。通过该聚噁唑啉基团，本专利技术聚合物具有非常优异的生物惰性、稳定性及易合成性，通过该氨基、羧基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基等活性官能团，使得该聚合物能够和其他性质的官能团发生交联反应，大大拓宽了该聚合物的应用范围；本专利技术聚合物制备方法，通过引入聚噁唑啉基团及其他活性官能团，实现该明聚合物具有非常优异的生物惰性、稳定性及易合成性，并且能够和其他性质的官能团发生交联反应，具有广阔的应用范围。附图说明图1是本专利技术实施例一制备的聚合物的1H-核磁谱图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。聚（2-甲基-2-噁唑啉）可以视作聚乙烯亚胺的每个重复单元的氮原子上接上了一个乙酰基团。一方面，该材料具有与聚乙二醇相似的乙烯基-杂原子交替重复排列结构。另外一方面，由于具有多肽异构体的结构，该材料同时也属于类肽材料家族。因为结构中具有酰胺基团，聚（2-甲基-2-噁唑啉）是一个非常好的氢键受体。作为亲水性材料，其展现出了优良的抗蛋白吸附特性。聚（2-甲基-2-噁唑啉）作为包膜的脂质体已出现，并且在血液中具有较长的循环时间。将通道蛋白嵌入由三段共聚物（聚（2-甲基-2-噁唑啉）-聚二甲基硅烷-聚（2-甲基-2-噁唑啉））组装成的囊壳而制备的纳米反应器也开发出来了。研究表明在许多水性溶液中，聚（2-甲基-2-噁唑啉）具有比聚乙二醇不能比拟的稳定性。此外合成聚（2-甲基-2-噁唑啉）的起始原料2-甲基-2-噁唑啉沸点远高于合成聚乙二醇的起始原料环氧乙烷，聚（2-甲基-2-噁唑啉）具有明显的易合成性。因为其优良的生物惰性、稳定性以及易合成性，聚（2-甲基-2-噁唑啉）可以成为聚乙二醇的替代材料，解决聚乙二醇稳定性不好及不易合成的问题。本专利技术聚合物制备方法中，选择适当的引发剂和链终止剂，可以将各种化学基团引入链中。调节引发剂与单体的配比，可以得到需要的分子量。同时由于该材料采用阳离子聚合，分子量分布分布非常窄（PDI<1.2）。这些特性决定了该材料具有广阔的应用前景。本专利技术实施例提供一种聚合物，该聚合物具有如下化学结构式：其中，n为20-120的任意自然数，R1为氢原子、甲基或乙基，R2为末端带有氨基、羧基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基的基团。具体地，n为20-120内的任意自然数，例如，20,、30、40、45、50、60、76、82、89、92、96、100、110、115、120等；R1为氢原子、甲基或乙基，R2为末端带有氨基、羧基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基的基团；该R2来自末端带有氨基、酯基、羟基、巯基、叠氮基或三甲（乙）氧基硅烷基的化合物。例如：该末端带有氨基的化合物选自乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺等；其中相应的，R2如下：该末端带有酯基的化合物选自4-哌啶羧酸甲酯、4-哌啶羧酸乙酯、甘氨酸甲酯、甘氨酸乙酯、3-氨基丙酸甲酯或3-氨基丙酸乙酯等；其中相应的，R2如下：该末端带有羟基的化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、乙二醇，丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇等；其中相应的，R2如下：该末端带有巯基的化合物选自巯基钠、1,2-乙二硫醇、1,4-丁二硫醇或1,6-己二硫醇等；其中相应的，R2如下：该末端带有叠氮基的化合物选自叠氮化钠或叠氮化钾；其中相应地，R2如下：N3。该末端带有三甲（乙）氧基烷基化合物选自3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物，具有如下化学结构式：其中，n为20‑120的任意自然数，R1为氢原子、甲基或乙基，R2为末端带有氨基、羧基、羟基、巯基、叠氮基、三甲氧基硅烷基或三乙氧基硅烷基的基团。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物，具有如下化学结构式：其中，n为20-120的任意自然数，R1为氢原子、甲基或乙基，R2为末端带有氨基、羧基、羟基、巯基、三甲氧基硅烷基或三乙氧基硅烷基的基团；其中，所述末端带有羟基的R2基团为所述末端带有氨基的R2基团为以下基团：所述末端带有巯基的R2基团为以下基团：所述末端带有三甲氧基硅烷基的R2基团为以下基团：所述末端带有三乙氧基硅烷基的R2基团为以下基团：所述末端带有羧基的R2基团为以下基团：2.如权利要求1所述的聚合物制备方法，包括如下步骤：将2-甲基-2-噁唑啉和引发剂加入至有机溶剂中，在温度为60-80℃条件下反应6-48小时；将温度调整至室温，加入终止剂，搅拌反应2-24小时，将反应后溶液中溶剂除掉、加水搅拌，将加水搅拌后的反应产物在pH值为9-14条件下水解2-36小时，将水解后溶液pH值调整至6-8，透析干燥得到聚合物，所述引发剂选自3-溴丙酸乙酯或3-溴丙酸甲酯，所述终止剂选自末端带有氨基、酯基、羟基、巯基、三甲氧基硅烷基或三乙氧基硅烷基的化合物；或，将温度调整至室温，加入终止剂，搅拌反应2-24...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈寅，碧达瑞·皮达哈提卡，鲁伯特·康达迪，马克斯·特科思特，
申请(专利权)人：张昊，陈寅，
类型：发明
国别省市：广东;44