一种含双碘环碳酸酯化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含双碘环碳酸酯化合物及其制备方法。所述环碳酸酯化合物含有碘元素，不影响开环聚合，因此上述环碳酸酯化合物可开环聚合得到环碳酸酯聚合物，并且无需保护和脱保护过程；利用本发明专利技术所述的环碳酸酯化合物开环聚合得到的聚合物可组装成纳米粒子做为药物载体和CT显影材料。

【技术实现步骤摘要】
一种含双碘环碳酸酯化合物及其制备方法
本专利技术涉及一种生物可降解聚合物材料的单体化合物，具体涉及一种含双碘环碳酸酯化合物及其制备方法，属于有机合成领域。
技术介绍
生物可降解聚合物具有非常独特的性能，例如它们通常具有良好的生物相容性，能在体内降解，降解产物可被人体吸收或通过人体正常生理途径排出体外，而被广泛应用于生物医学的各个领域，如手术缝合线、骨固定器械、生物组织工程支架材料、和药物控制释放载体等。其中，合成的生物可降解聚合物由于其免疫原性较低、其性能含如降解性能和机械性能等均可方便得到控制等而尤其受到关注。合成的生物可降解聚合物主要有脂肪族聚酯、聚碳酸酯、聚氨基酸、聚磷酸酯、聚酸酐、聚原酸酯等。其中，聚碳酸酯如聚三亚甲基环碳酸酯（PTMC）和脂肪族聚酯如聚乙交酯（PGA）、聚丙交酯（PLA）、丙交酯-乙交酯共聚物（PLGA）、聚己内酯（PCL）等是最常用的生物可降解聚合物，已获得美国食品药物管理部门（FDA）的许可。但是，传统的生物可降解聚合物如PTMC、PGA、PLA、PLGA和PCL等结构比较单一，缺乏可用于修饰的官能团，往往难以满足医学需求，例如，基于这些传统生物可降解聚合物的药物载体或是表面修饰涂层存在稳定性差的致命弱点。近年来，文献报道了许多不同类型的功能性生物可降解聚合物。人们尤其对含有羟基（OH）、羧基（COOH）、氨基（NH2）、巯基（SH）等功能基团的生物可降解聚合物感兴趣，因为带有这些功能性基团的聚合物可以直接键接一些药物，实现药物的可控持续释放；或者一些具有生物活性的分子通过功能基团连接到聚合物上，就可以改善整个材料的生物相容性和生物活性。功能性生物可降解聚合物通常是通过开环聚合功能性的环状单体，或通过解保护或通过进一步修饰而得到。聚碳酸酯的生物降解产物主要是二氧化碳和中性的二元醇，不产生酸性降解产物，其中功能性环状碳酸酯单体可以和很多环酯类单体，如乙交酯（GA）、丙交酯（LA）、己内酯（ε-CL）等，以及其它环状碳酸酯单体共聚，得到不同性能的生物可降解聚合物。现有技术中，由于在开环聚合过程中，环碳酸酯化合物结构中存在易于反应的基团，因此在由单体制备功能性环状碳酸酯聚合物时，都需要通过保护和脱保护步骤，这导致制备过程繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种含双碘环碳酸酯化合物及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术具体的技术方案为：一种含双碘环碳酸酯化合物，其化学结构式如下：。本专利技术还公开了上述含双碘环碳酸酯化合物的制备方法，包括以下步骤：将二溴新戊二醇与金属碘化物在低沸点溶剂中反应得到化合物A；然后在氮气气氛中，在环醚类溶剂中，将化合物A与氯甲酸乙酯、三乙胺反应得到含双碘环碳酸酯化合物。上述技术方案中，所述二溴新戊二醇与金属碘化物的摩尔比为1∶(2～4)；化合物A与氯甲酸乙酯、三乙胺的摩尔比为1∶(2～3)∶(2～3)。上述技术方案中，所述碘化物为碘化钾或碘化钠。上述技术方案中，第一步反应得到化合物A，第二步反应得到含双碘环碳酸酯化合物；第一步制备化合物A时的反应温度为回流温度，反应时间为24小时；第二步制备含双碘环碳酸酯化合物时的反应温度为冰水浴，反应时间为4小时。上述技术方案中，所述低沸点溶剂一般指沸点不高于80℃的有机溶剂，比如丙酮、甲醇、二氯乙烷、丁酮等，本专利技术优选为丙酮；环醚类溶剂优选为四氢呋喃。所述化合物A的化学结构式如下：优选的技术方案中，制备含双碘环碳酸酯化合物时，先将化合物A与氯甲酸乙酯溶于环醚类溶剂，再滴加三乙胺。优选的技术方案中，上述制备方法还包括提纯处理，具体为：ⅰ、化合物A的提纯：反应结束后，抽滤反应物；再旋蒸滤液得到白色固体化合物A；ⅱ、含双碘环碳酸酯化合物的提纯：反应结束后，过滤，滤液经旋转浓缩，再用乙醚进行重结晶，得到白色晶体，即含双碘环碳酸酯化合物。上述抽滤、旋蒸、旋转浓缩以及重结晶都属于现有技术，本领域技术人员可以根据需要自行选择。本专利技术优选在含双碘环碳酸酯化合物提纯时，用乙醚重结晶3-5次。上述环碳酸酯化合物可开环聚合得到碳酸酯聚合物，在聚合过程中，碘元素不影响开环聚合，无需保护和脱保护过程。例如，以聚乙二醇为引发剂，二氯甲烷作溶剂，双（双三甲基硅基）胺锌为催化剂，可以对上述含双碘环碳酸酯化合物进行开环聚合反应，形成嵌段共聚物PEG-b-PIC；反应式为：上述含双碘环碳酸酯化合物还可以和其他碳酸酯化合物或者环酯化合物进行开环共聚反应，制备无规或者嵌段共聚物，得到侧链含双碘功能基团的聚合物；所述其他环酯化合物包括六元环碳酸酯，比如三亚甲基环碳酸酯(TMC)、己内酯(ε-CL)或丙交酯(LA)。由本专利技术的环碳酸酯化合物与含双硫五元环功能基团的环碳酸酯化合物开环聚合得到侧链含有碘元素及双硫五元环功能基团的碳酸酯聚合物，可以在催化量的还原剂如二硫代苏糖醇或谷胱甘肽催化下形成稳定的化学交联，但在细胞内还原环境下会快速解交联；并且含有碘元素的功能碳酸酯聚合物由于其具有特殊的显影效果；可以用于制备药物载体、CT显影剂或者生物组织工程支架。由于上述方案的实施，本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1.本专利技术首次公开了一种含双碘环状碳酸酯化合物，只需两步即可便捷高效准确制备，无需现有技术中的保护和脱保护过程，克服了现有技术制备环状碳酸酯化合物时需要保护和脱保护的技术偏见。2.本专利技术公开的含有碘元素的环碳酸酯化合物，由于碘基团不影响环碳酸酯化合物的开环聚合，因此无需现有技术中的保护和脱保护过程，上述环碳酸酯化合物即可开环聚合得到碳酸酯聚合物；3.本专利技术公开的环碳酸酯化合物制备简单，由其可以方便的开环聚合得到生物相容性及生物可降解的碳酸酯聚合物；该聚合物可进一步进行自组装用于控制药物释放体系、CT显影剂或者生物组织工程支架，在生物材料方面，具有良好的应用价值。附图说明图1为实施例一中侧链含双碘环碳酸酯化合物的核磁谱图；图2为实施例四中侧链含双碘基团的碳酸酯聚合物的核磁图；图3为实施例四中侧链含双碘基团的碳酸酯聚合物纳米粒子的透射电子显微镜（TEM）图；图4为实施例七中侧链含双碘基团的碳酸酯聚合物的细胞毒性结果图；图5为实施例十中侧链含双碘基团的碳酸酯聚合物形成的纳米粒子的CT造影；图6为实施例十中侧链含双碘基团的碳酸酯聚合物纳米粒子通过尾静脉注射在小鼠体内循环的CT图；图7为实施例十中侧链含双碘基团的碳酸酯聚合物纳米粒子通过尾静脉注射在小鼠体内循环的CT值图；图8为实施例十中侧链含双碘基团的碳酸酯聚合物纳米粒子通过尾静脉注射在小鼠体膀胱内的CT图；图9为实施例十中侧链含双碘基团的碳酸酯聚合物纳米粒子通过尾静脉注射在小鼠体内的CT造影图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步描述：实施例一含双碘环碳酸酯化合物（IC）的合成：1、二溴新戊二醇（20g，76.4mmol）溶在300mL丙酮中完全溶解，加入碘化钾（25.4g，152.8mmol），避光冷凝回流反应24小时。反应物抽滤除去生成的溴化钾，然后旋转蒸发得白色固体为化合物A，产率：97.5%；2、在氮气保护下，化合物A（5g，14.0mmol）溶于干燥过的THF（150mL）中，搅拌至完全溶解。接着冷却到0℃，加入氯甲酸乙酯（2.81mL，29.5mmol），然后逐滴加入Et3N（4.1m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含双碘环碳酸酯化合物，其特征在于：所述环碳酸酯化合物的化学结构式如下：。

【技术特征摘要】
1.一种含双碘环碳酸酯化合物，其特征在于：所述环碳酸酯化合物的化学结构式如下：。2.权利要求1所述含双碘环碳酸酯化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将二溴新戊二醇与金属碘化物在低沸点溶剂中反应得到化合物A；然后在氮气气氛中，在环醚类溶剂中，将化合物A与氯甲酸乙酯、三乙胺反应得到含双碘环碳酸酯化合物；制备化合物A时的反应温度为回流温度，反应时间为24小时；制备含双碘环碳酸酯化合物时的反应温度为冰水浴，反应时间为4小时；所述二溴新戊二醇的化学结构式为：所述化合物A的化学结构式为：；所述低沸点溶剂指沸点不高于80℃的有机溶剂。3.根据权利要求2所述含双碘环碳酸酯的制备方法，其特征在于：所述二溴新戊二醇与金属碘化物的摩尔比为1∶(2～4)；化合物A与氯甲酸乙酯、三乙胺的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟志远，邹艳，孟凤华，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32