本发明专利技术公开了一种水凝胶的制备方法，本发明专利技术的总体构思是在制备水凝胶的两种原料上分别引入马来酰亚胺基团与叠氮基，利用马来酰亚胺基团与叠氮基之间的1，3-偶极环加成点击反应制备水凝胶；不需要催化剂，也不需要有机溶剂，克服了传统的叠氮基-炔基点击反应中需铜作催化剂的缺点，采用生物相容性好的原料，利于其用作药物控释载体和组织工程支架材料，提高了材料的生物相容性。本发明专利技术简单易操作，可在生理调节下进行，无需催化剂或引发剂，反应条件温和，在水凝胶的制备中具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水凝胶的制备
，具体涉及通过马来酰亚胺基团与叠氮基之间的1，3-偶极环加成反应，制备出化学交联的水凝胶的制备方法。
技术介绍
水凝胶是一类具有三维网络结构的功能高分子材料，它不溶于水，却能吸收大量的水，并具有很强的保水能力。由于其特殊的性质，在生物医学方面获得了广泛的应用。根据水凝胶对外界环境刺激的响应情况，又可以分为智能水凝胶和传统水凝胶；智能水凝胶与传统水凝胶的不同之处在于其对外界环境变化的响应程度。对于智能水凝胶，当外界环境，如温度、P H值、光等发生变化时，会对水凝胶产生刺激，使其各种性质发生相应的改变，而且这些变化是可逆的，因此智能水凝胶又称之为刺激响应性或敏感性水凝胶。水凝胶可以由多种方法来制备，水凝胶制备过程中涉及的化学反应与条件，直接影响其性能与应用。水凝胶的制备方法分为物理方法和化学方法；通过物理方法形成的水凝胶稳定性较差，限制了其应用；而通过传统的化学方法形成的水凝胶虽说机械强度较高，但在形成过程中会涉及到不容易完全除去的引发剂或催化剂，用作组织工程支架材料时易引起细胞毒性，且通过传统的化学方法形成的水凝胶粒子的结构不容易精确控制，这会影响水凝胶对环境刺激的响应速度，同时化学过程的副反应也会影响水凝胶的使用性能。因此，在制备水凝胶时选择合适的化学反应是十分重要的。科学工作者在这方面做了许多有益的探索。点击反应可以快速高效制备大量化合物，而且方法简便，对环境污染也较小。利用点击反应来制备水凝胶是一种新型技术，具有较大的优势和广阔的应用前景。传统的叠氮-炔基Husigen环加成点击反应具有选择性强、条件温和、产率高等优点，但由于在反应过程中往往使用铜盐作催化剂，不容易完全除去，这难免会影响材料的生物相容性，虽然引入高张力环的叠氮-炔基基团可免除铜盐催化剂的使用，但其制备繁杂，因而使用场合受到很大限制。因此，提供一种制备方法操作简单，无需催化剂或引发剂的水凝胶的制备方法，已经是一个值得研宄的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种简单易操作，可在生理调节下进行，无需催化剂或引发剂的水凝胶的制备方法。本专利技术的目的是这样实现的: ，具体制备方法步骤如下: (1)以甲基丙烯酸(MA)和N，N-二甲基丙烯酰胺(DA)为单体，制备含有羧基的共聚物PMADA ； (2)通过步骤(I)中制备的含有羧基的共聚物PMADA上的羧基与2-叠氮基乙醇上羟基的缩合反应，合成含有叠氮基的共聚物(PMADA-AZ)； (3)通过异丙氨酸与马来酸酐的反应合成N-(异丙氨酸)-马来酰亚胺(AMI)，通过羟乙基β -环糊精(HCD)与AM I反应合成含有环糊精的交联剂HCD-AMI ； (4)将HCD-AMI与PMADA-AZ-n溶解于水中，通过马来酰亚胺基团与叠氮基之间的1，3-偶极环加成反应，制备出化学交联的水凝胶。所述的步骤(I)中的单体之一只要含有羧基即可，共聚物可以是一元、二元或多元；采用AIBN引发的自由基共聚合，以DMF作溶剂，氮气保护，水浴加热，70°C下反应8h，反应结束后，冷却，无水乙醚沉淀； 所述的步骤(2)中PMADA上羧基与2-叠氮基乙醇上羟基的摩尔投料比为1:2 ;DMF作溶剂，DCC作脱水剂，DMAP作催化剂；所述的脱水剂DCC的物料量为羧基的1.1倍；催化剂DMAP的物料量为羧基的0.1倍； 所述的步骤(3)中的氨基酸可替换为甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸中任一种；所述的环糊精可通过α-环糊精，β-环糊精，Y-环糊精或其衍生物替换；DMF作溶剂，DCC为脱水剂，DMAP为催化剂，反应温度设为0°C?_2°C，反应时间为8h ； 所述的步骤(4 )中含有马来酰亚胺基团及叠氮基的原料均溶解于水中，通过水相中的点击反应形成水凝胶；反应在水中进行，总质量浓度为20-25% ； 所述的水凝胶制备载药微球时采用原位包药方法，药物不能与原料上的活性基团反应。积极有益效果:本专利技术是在制备水凝胶的两种原料上分别引入马来酰亚胺基团与叠氮基，利用马来酰亚胺基团与叠氮基之间的I，3-偶极环加成点击反应制备水凝胶；不需要催化剂，也不需要有机溶剂，克服了传统的叠氮基-炔基点击反应中需铜作催化剂的缺点，采用生物相容性好的原料，利于其用作药物控释载体和组织工程支架材料，提高了材料的生物相容性。本专利技术简单易操作，可在生理调节下进行，无需催化剂或引发剂，反应条件温和，在水凝胶的制备中具有广泛的应用前景。【附图说明】图1为本专利技术的合成过程示意图； 图2为本专利技术实例中共聚物的FTIR谱图，图中为:PMADA-5 (a)、PMADA-10 (b)、PMADA-15 (c)、PMADA-20 (d)； 图3为本专利技术实例中含叠氮基的共聚物的FTIR谱图，图中为:PMADA-AZ-5 (a)、PMADA-AZ -10 (b),PMADA-AZ -15 (c), PMADA-AZ -20 (d)； 图4为本专利技术实例中水凝胶Gel-n的FTIR谱图，图中为:Gel-5 (a)、Gel-10 (b)、Gel-15 (c)、Gel-20 (d)； 图5为本专利技术实例3中PMADA-15 (a)与PMADA-AZ-15 (b)的IH NMR谱图； 图6为本专利技术实例中水凝胶在蒸馏水中的溶胀度随时间变化的曲线图(37 °C ):图中为:Gel-5 (a)、Gel-10 (b)、(c) Gel-15、(d) Gel-20。【具体实施方式】下面结合附图和实施例，对本专利技术做进一步的说明: ，具体制备方法步骤如下:如图1、图2、图3、图4和图6所示， (1)以甲基丙烯酸(MA)和N，N-二甲基丙烯酰胺(DA)为单体，制备含有羧基的共聚物PMADA ； (2)通过步骤(I)中制备的含有羧基的共聚物PMADA上羧基与2-叠氮基乙醇上羟基的缩合反应，合成含有叠氮基的共聚物(PMADA-AZ)； (3)通过异丙氨酸与马来酸酐的反应合成N-(异丙氨酸)-马来酰亚胺(AMI)，通过羟乙基β -环糊精(HCD)与AM I反应合成含有环糊精的交联剂HCD-AMI ； (4)将HCD-AMI与PMADA-AZ-n溶解于水中，通过马来酰亚胺基团与叠氮基之间的1，3-偶极环加成反应，制备出化学交联的水凝胶。所述的步骤(I)中的单体之一只要含有羧基即可，共聚物可以是一元、二元或多元；采用AIBN引发的自由基共聚合，以DMF作溶剂，氮气保护，水浴加热，70°C下反应8h，反应结束后，冷却，无水乙醚沉淀； 所述的步骤(2)中PMADA上羧基与2-叠氮基乙醇上羟基的摩尔投料比为1:2 ;DMF作溶剂，DCC作脱水剂，DMAP作催化剂；所述的脱水剂DCC的物料量为羧基的1.1倍；催化剂DMAP的物料量为羧基的0.1倍； 所述的步骤(3)中的氨基酸可替换为甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸中任一种；所述的环糊精可通过α-环糊精，β-环糊精，Y-环糊精或其衍生物替换；DMF作溶剂，DCC为脱水剂，DMAP为催化剂，反应温度设为0°C?_2°C，反应时间为8h ； 所述的步骤(4 )中含有马来酰亚胺基团及叠氮基的原料均溶解于水中，通过水相中的点击反应形成水凝胶；反应在水中进行，总质量浓本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水凝胶的制备方法，其特征在于，具体制备方法步骤如下：（1）以甲基丙烯酸（MA）和N,N‑二甲基丙烯酰胺（DA）为单体，制备含有羧基的共聚物PMADA；（2）通过步骤（1）中制备的含有羧基的共聚物PMADA上羧基与2‑叠氮基乙醇上羟基的缩合反应，合成含有叠氮基的共聚物（PMADA‑AZ）；（3）通过异丙氨酸与马来酸酐的反应合成N‑（异丙氨酸）‑马来酰亚胺（AMI），通过羟乙基β‑环糊精（HCD）与ＡＭＩ反应合成含有环糊精的交联剂HCD‑AMI；（4）将HCD‑AMI与PMADA‑AZ‑n溶解于水中，通过马来酰亚胺基团与叠氮基之间的1，3‑偶极环加成反应，制备出化学交联的水凝胶。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏宏亮，楚晖娟，朱靖，冯亚莉，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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