聚树枝化基元制造技术

一种制备携带树枝化基元的非凝胶化的支化乙烯基聚合物支架的方法，包括使用树枝化基元引发剂和至少一种另外的引发剂进行单官能乙烯基单体和双官能乙烯基单体的活性聚合或受控聚合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纳米材料，具体而言是具有包含支化的乙烯基聚合物支架连同树枝状 组分的混合结构的纳米材料。本专利技术具体而言，但非排他地，涉及这种混合材料，具有医学 应用的前景，例如，携带和递送药物和其他医学上有用的物质，增强治疗和诊断属性，并涉 及改善的或更有效的或成本有效的配方制剂。
技术介绍
在本文背景下，除许多其他的背景以外，已广泛研究树枝状聚合物。单词"树枝状 聚合物(dendrimer)"是在二十世纪80年代、根据关于级联化学和树枝醇(arborol)的工作 创生的，以描述含有树枝化基元的聚合物。"树枝化基元(dendron)"，是一种树状的、重复支 化的部分。因此，树枝化基元是一种树枝状聚合物的楔形树枝状片段。通常情况下，树枝状 聚合物具有序的、对称的结构。树枝状聚合物包含核心，几个树枝化基元由该核心向外分支 以形成立体的、通常呈球形的结构。 可以通过逐步发散或收敛性增长而制备树枝状聚合物。发散过程开始于树枝状聚 合物的核心并向外生长。收敛过程首先制备树枝化基元并且然后将树枝化基元偶联 (coup I ing)至一起。在收敛过程中，树枝化基元通常在其中心点（即在"树"的基部，或树枝 状楔形的顶点)经由化学可访问的基团连接在一起。 对于携带和递送药物或其他生物有用物质的纳米材料，对其而言有必要表现出在 水性介质中的合适属性并具有适合封装药物的域(对于大多数药物而言，需要疏水域)和/ 或与药物结合(共辄，con jugating)、键合(bonding)或以其他方式缔合(associating)的方 式。这对于纳米材料能够携带高"有效载荷"的药物也是有利的。树枝状聚合物满足了这些 要求。由于它们重复支化的迭代性质，它们很大程度上堪比非聚合物活性分子并且包含大 量的表面基团，并因此可以进行封装，和/或结合至，大量的物质。虽然它们可以由各种化学 结构单元(building block)制成，但它们通常包含有机链，为药物或其他有机分子提供疏 水微环境。同时，它们可以稳定于水性介质中使得可以在体内递送药物或其他疏水材料。 虽然树枝状聚合物有许多有趣的性质和有前途的特点，但它们也有显著的缺点。 树枝状聚合物的合成是漫长和成本高昂的。理想支化的结构的生产需要合成、纯化和鉴定 的多次重复的步骤。维持100%的支化度产生复杂性和耗时，并需要非常受控的反应条件。 即使在步骤之间采用高水平的成功回收，在经过几个步骤之后的复合效应意味着总质量回 收率显著受到影响。尽管从过程的容易度和速度而言收敛方法比发散方法更好，但它们仍 然是艰巨的，并且其他问题也困扰着收敛方法，例如，空间位阻困难阻碍偶联作用。 迭代支化的几何现实性意味着树枝状聚合物球体表面上的拥挤约束限制纳米材 料的尺寸。因此树枝状聚合物通常具有约为IOnm的最大尺寸。这就限制了它们可以携带的 物质的量。 树枝状聚合物及其结构、制备和应用的进一步描述，可以查阅大量的文章，这些论 文包括：S.M.Grayson and J.M.Fr6chet，Chem.Rev.2001，101，3819_3867;H.Frauenrath， Prog.Polym.Sci 2005,325-384；F.AulentajW.Hayes and S.Rannard,European Polymer Journal 2003,39,1741-1771；E.R.Gillies and J.M.J-FrechetjDrug Discovery Today, 2005，10，l，35-434PS.H.MedinaandM.E.H.El-Sayed，Chem.Rev.2009，109,31^-3157 〇
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供了一种制备携带树枝化基元的非凝胶化的支化乙烯基 聚合物支架的方法，包括使用多于一种引发剂、其中至少之一是树枝化基元引发剂进行单 官能乙烯基单体和双官能乙烯基单体的活性或受控聚合。 根据第二方面，本专利技术提供了携带多于一种类型的部分、其中至少之一是树枝化 基元部分的非凝胶化的支化乙烯基聚合物支架。因此本专利技术提供了可以称为"聚树枝化基元(polydendrons)"的产品，因为它们包 含了多个树枝化基元。树枝化基元可以是相同或不同的。聚树枝化基元保留了树枝状聚合 物的优点，而无其成本、复杂性和艰巨合成的缺点。代替所有路径延伸到中心的树枝状结 构，核心是可调的并且成本有效性的非凝胶化的支化的乙烯基聚合物支架。聚树枝化基元 通常采取具有大量外部表面的树枝化基元基团并且其中乙烯基支架通常主要出现在单元 中心的单元形式(其可选地呈大致球状）。 本专利技术的非凝胶化的支化乙烯基聚合物支架表现出良好的溶解性和低粘度。它们 可以堪比不溶性的和/或表现出高粘度的聚合物结构，如广泛交联的不溶性聚合物网络、高 分子量线性聚合物或微凝胶。 产品可以通过，但不限于，活性聚合、受控聚合或链增长聚合进行制备。几种类型 的活性和受控聚合在本领域内是已知的并且适用于专利技术。优选类型的活性聚合是原子转移 自由基聚合(ATRP)，然而，其他技术如可逆加成-断裂链-转移(RAFT)和氮氧化物介导聚合 (NMP)或通过精心加入链传递剂控制的常规自由基聚合也是合适的合成法。 熟练技术人员会想到提供支化而非凝胶化的乙烯基聚合物支架的技术。例如，合 适的方法与步骤描述于WO 2009/122220;N.0'Brien，A.McKee，D.C. Sherrington, A.T.Slark and A .Titterton,Polymer 2000,41,6027-6031；T. He ,D.J. Adams , M.F.Butler,C.T.Yeoh,A.I.Cooper and S.P.Rannard1Angew.Chem.Int.Ed.2007,46, 9243-9247 ；V.Biitiin, I.Bannister ,N. C.Billingham1D.C. Sherrington and S.P. Armes, Macromolecules 2005,38,4977-4982；I.Bannister,N.C.Billingham,S.P.Armes, S.P.Rannard and P.Findlay,Macromolecules 2006,39,7483-7492;和R.A.Slater，T.O McDonald,D.J.Adams,E.R.Draper,J.V.M.Weaver and S.P.Rannard1Soft Matter 2012, 8,9816-9827中。本专利技术的非凝胶化的可溶性产品不同于文献L. A. Connal，R. Vestberg， CJ.Hawker and G.G.Qiao，Macromolecules 2007,40,7855-7863中公开的在凝胶化的网络 中包含多种交联作用的物质。 每个乙烯基聚合物链的聚合开始于引发剂。单官能乙烯基单体的聚合会引起产生 线性聚合物链。与双官能乙烯基单体的共聚合会引起产生链之间的支化。为了控制支化和 防止凝胶化，每条链上应该存在小于一个的有效支化剂(双官能乙烯基单体）。在一定条件 下，这可以通过使用小于1的支化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备携带树枝化基元的非凝胶化的支化乙烯基聚合物支架的方法，包括使用树枝化基元引发剂和至少一种另外的引发剂进行单官能乙烯基单体和双官能乙烯基单体的活性聚合或受控聚合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·兰纳德，安德鲁·欧文，汉纳·罗杰斯，马尔科·贾尔迪耶洛，菲奥娜·哈顿，皮埃尔·尚邦，塞谬尔·奥蒂，安德鲁·德怀尔，利·泰瑟姆，
申请(专利权)人：利物浦大学，
类型：发明
国别省市：英国;GB