一种两亲性三元分子刷聚合物及其构筑的蠕虫状单分子胶束制造技术

本发明专利技术属于自组装高分子材料领域，具体涉及一种两亲性三元分子刷聚合物及其构筑的蠕虫状单分子胶束。该聚合物结构通式为A-g-(B-r-C-r-D)，其中g代表接枝，r代表无规共聚，A为聚合物主链，B为亲油性高分子侧链，C为具光交联结构的高分子侧链，D为亲水性高分子侧链，侧链B，C，D无规地接枝在主链A上。该蠕虫状单分子纳米胶束是通过往上述两亲性聚合物的N,N-二甲基甲酰胺溶液中缓慢滴加去离子水，再经过透析除去N,N-二甲基甲酰胺得到。本发明专利技术制备得到的蠕虫状单分子胶束结构新颖，并且能够通过改变接枝率和前驱体聚合物的分子量来改变胶束的形貌及大小，具有极高的可控性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自组装高分子材料领域，具体涉及一种两亲性三元分子刷聚合物及其构筑的蠕虫状单分子胶束。
技术介绍
随着新型合成反应技术(如活性自由基聚合、点击化学等)的出现，通过聚合物制备功能性纳米胶束的技术也大量涌现。作为最常见的制备胶束的方法之一，自组装法可以简单地通过调控嵌段共聚物的组成成份、各部分重量比，链的长度等来控制胶束的形状，大小和性能。目前，嵌段共聚合和接枝共聚物通过自组装制备得到的胶束通常为多分子胶束。传统的多分子胶束在增溶药物方面确实起到很大的作用，并一度受到人们的高度重视。但传统的多分子胶束是一个动态平衡结构，其结构会随着外界环境的改变而发生变化。当聚合物的浓度低于CMC时，胶束会解组装。此外，血液循环系统中pH，温度，离子强度，高剪切力等因素也会影响到胶束的稳定性。这些因素，都会导致药物过早被释放，从而降低疗效。为了提高载体的稳定性，人们通常采取以下两种方法：1)对多分子胶束进行交联，锁定结构；2)用单分子胶束取代多分子胶束。然而，在包载药物之后进行载体的结构锁定，化学交联法通常会引入有毒的小分子交联剂，光交联法则又会使被包载在内部的药物变质。因此，制备多样化的稳定的单分子胶束是更佳的选择。除了结构稳定以外，单分子胶束具有更大的比表面积，更高的载药量，更小的粒径，并且可通过前驱体聚合物的分子量大小，结构控制所需制备的胶束的大小和形态。目前，大部分的单分子胶束均是通过树枝型两亲性聚合物制备得到。但制备树枝型聚合物过程极其繁琐，严重影响了它的应用。而两亲性聚合物制备过程相对简单，并且可以通过调节聚合物的接枝率，亲疏水比例，链长度等来调节所得到的胶束的形貌，大小，具有很好的可控性。然而，目前大部分关于接枝共聚物的研究，以制备多分子胶束/胶囊为主，如专利CN103289099A报道的由接枝共聚物制备得到的酸敏型纳米胶囊，专利CN103059312A报道的通过乳液自组装法制备获得的一种多通道PH响应性的纳米胶囊，专利CN104645908A报道的光交联型纳米石蜡相变储能胶囊，如果不对胶囊结构进一步锁定，它们均存在容易受外界环境影响而发生解体的问题。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种两亲性三元分子刷聚合物。本专利技术的另一目的在于提供上述两亲性三元分子刷聚合物的合成方法。本专利技术的再一目的在于提供由上述两亲性三元分子刷聚合物制备得到的蠕虫状单分子胶束。该蠕虫状单分子胶束具有核壳结构，内核由疏水高聚物组成，外层是亲水性高聚物。本专利技术还提供了上述蠕虫状单分子胶束的用途。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种两亲性三元分子刷聚合物具有如下的通式：A-g-(B-r-C-r-D)；其中，g代表接枝，r代表无规共聚，A为聚合物主链，B为亲油性高分子侧链，C为具光交联结构的高分子侧链，D为亲水性高分子侧链；亲油性高分子侧链B、具光交联结构的高分子侧链C和亲水性高分子侧链D无规地接枝在主链A上；所述聚合物主链A的聚合度为100～1000，亲油性高分子侧链B的聚合度为50～120，具光交联结构的高分子侧链C的聚合度为50～100，亲水性高分子侧链D的聚合度为100～150；亲油性高分子侧链B的接枝率为1～10％，具光交联结构的高分子侧链C的接枝率为10～19％，亲水性高分子侧链D的接枝率为40～70％；组成所述聚合物主链A的聚合物可以是叠氮基聚甲基丙烯酸缩水甘油酯P(GMA-N3)、叠氮基乙基纤维素(EC-N3)、炔基乙基纤维素(EC-C≡CH)、叠氮基聚乙烯醇P(VA-N3)、炔基聚乙烯醇P(VA-C≡CH)、炔基聚甲基丙烯酸羟乙酯P(HEMA-C≡CH)、炔基聚丙烯酸羟乙酯P(HEA-C≡CH)、炔基聚甲基丙烯酸羟丙酯(PHPMA-C≡CH)、叠氮基聚甲基丙烯酸羟丙酯(PHPMA-N3)、炔基聚丙烯酸羟丙酯(PHPA-C≡CH)和叠氮基聚丙烯酸羟丙酯(PHPA-N3)的一种；组成所述亲油性高分子侧链B的聚合物是末端为炔基的聚丙烯酸丁酯(PnBA-C≡CH)、聚丙烯酸叔丁酯(PtBA-C≡CH)、聚丙烯酸甲酯(PMA-C≡CH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-C≡CH)、聚己内酯(PCL-C≡CH)、聚苯乙烯(PS-C≡CH)、聚丙烯腈(PAN-C≡CH)、聚丙交酯(PLA-C≡CH)和聚醋酸乙烯酯(PVAc-C≡CH)中的一种，或是末端为叠氮基的聚丙烯酸丁酯(PnBA-N3)和聚丙烯酸叔丁酯(PtBA-N3)中的一种；组成所述具光交联结构的高分子侧链C的聚合物是末端为炔基的聚甲基丙烯酸肉桂酰基乙酯(PCEMA-C≡CH)、聚丙烯酸肉桂酰基乙酯(PCEA-C≡CH)和聚乙烯醇肉桂酸酯(PVC-C≡CH)中的一种，或是末端为叠氮基的聚甲基丙烯酸肉桂酰基乙酯(PCEMA-N3)、聚丙烯酸肉桂酰基乙酯(PCEA-N3)和聚乙烯醇肉桂酸酯(PVC-N3)中的一种；组成所述亲水性高分子侧链D的聚合物是末端为炔基的聚乙二醇(MPEG-C≡CH)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-C≡CH)和聚乙烯亚胺(PEI-C≡CH)中的一种，或是末端为叠氮基的聚乙二醇(MPEG-N3)和聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-N3)中的一种；上述两亲性三元分子刷聚合物可通过活性聚合及点化学等方法合成，其合成方法具体包括以下步骤：(1)合成主链，再对主链进行功能化，得到功能化主链聚合物；(2)合成侧链，在合成过程中同时引入功能基团或对合成后的侧链进行功能化，得到亲水性高分子侧链聚合物、亲油性高分子侧链聚合物和具光交联结构的高分子侧链聚合物；(3)将功能化主链聚合物、亲水性高分子侧链聚合物、亲油性高分子侧链聚合物和具光交联结构的高分子侧链聚合物混合，在催化剂存在下进行一步“叠氮-炔基”点击化学反应，得到两亲性三元接枝聚合物。步骤(1)中所述的合成主链的方法为自由基聚合、可控自由基聚合和阴离子聚合中的一种；步骤(1)中所述的功能化是在主链的每个单元上引入炔基或者叠氮基团；步骤(1)中所述的功能化主链聚合物可以是叠氮基聚甲基丙烯酸缩水甘油酯P(GMA-N3)、叠氮基乙基纤维素(EC-N3)、炔基乙基纤维素(EC-C≡CH)、叠氮基聚乙烯醇P(VA-N3)、炔基聚乙烯醇P(VA-C≡CH)、炔基聚甲基丙烯酸羟乙酯P(HEMA-C≡CH)、炔基聚丙烯酸羟乙酯P(HEA-C≡CH)、炔基聚甲基丙...

【技术保护点】
一种两亲性三元分子刷聚合物，其特征在于，所述两亲性三元分子刷聚合物具有如下的通式：A‑g‑(B‑r‑C‑r‑D)；其中，g代表接枝，r代表无规共聚，A为聚合物主链，B为亲油性高分子侧链，C为具光交联结构的高分子侧链，D为亲水性高分子侧链；亲油性高分子侧链B、具光交联结构的高分子侧链C和亲水性高分子侧链D无规地接枝在主链A上；组成所述聚合物主链A的聚合物是叠氮基聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、叠氮基乙基纤维素、炔基乙基纤维素、叠氮基聚乙烯醇、炔基聚乙烯醇、炔基聚甲基丙烯酸羟乙酯、炔基聚丙烯酸羟乙酯、炔基聚甲基丙烯酸羟丙酯、叠氮基聚甲基丙烯酸羟丙酯、炔基聚丙烯酸羟丙酯、叠氮基聚丙烯酸羟丙酯的一种；组成所述亲油性高分子侧链B的聚合物是末端为炔基的聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸叔丁酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丙交酯和聚醋酸乙烯酯中的一种，或是末端为叠氮基的聚丙烯酸丁酯和聚丙烯酸叔丁酯中的一种；组成所述具光交联结构的高分子侧链C的聚合物是末端为炔基的聚甲基丙烯酸肉桂酰基乙酯、聚丙烯酸肉桂酰基乙酯和聚乙烯醇肉桂酸酯中的一种，或是末端为叠氮基的聚甲基丙烯酸肉桂酰基乙酯、聚丙烯酸肉桂酰基乙酯和聚乙烯醇肉桂酸酯中的一种；组成所述亲水性高分子侧链D的聚合物是末端为炔基的聚乙二醇、聚(N‑异丙基丙烯酰胺)和聚乙烯亚胺中的一种，或是末端为叠氮基的聚乙二醇和聚(N‑异丙基丙烯酰胺)中的一种。...

【技术特征摘要】
1.一种两亲性三元分子刷聚合物，其特征在于，所述两亲性三元分子刷聚
合物具有如下的通式：A-g-(B-r-C-r-D)；
其中，g代表接枝，r代表无规共聚，A为聚合物主链，B为亲油性高分子
侧链，C为具光交联结构的高分子侧链，D为亲水性高分子侧链；亲油性高分子
侧链B、具光交联结构的高分子侧链C和亲水性高分子侧链D无规地接枝在主
链A上；
组成所述聚合物主链A的聚合物是叠氮基聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、叠氮基
乙基纤维素、炔基乙基纤维素、叠氮基聚乙烯醇、炔基聚乙烯醇、炔基聚甲基
丙烯酸羟乙酯、炔基聚丙烯酸羟乙酯、炔基聚甲基丙烯酸羟丙酯、叠氮基聚甲
基丙烯酸羟丙酯、炔基聚丙烯酸羟丙酯、叠氮基聚丙烯酸羟丙酯的一种；
组成所述亲油性高分子侧链B的聚合物是末端为炔基的聚丙烯酸丁酯、聚
丙烯酸叔丁酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酯、聚苯乙烯、聚
丙烯腈、聚丙交酯和聚醋酸乙烯酯中的一种，或是末端为叠氮基的聚丙烯酸丁
酯和聚丙烯酸叔丁酯中的一种；
组成所述具光交联结构的高分子侧链C的聚合物是末端为炔基的聚甲基丙
烯酸肉桂酰基乙酯、聚丙烯酸肉桂酰基乙酯和聚乙烯醇肉桂酸酯中的一种，或
是末端为叠氮基的聚甲基丙烯酸肉桂酰基乙酯、聚丙烯酸肉桂酰基乙酯和聚乙
烯醇肉桂酸酯中的一种；
组成所述亲水性高分子侧链D的聚合物是末端为炔基的聚乙二醇、聚(N-
异丙基丙烯酰胺)和聚乙烯亚胺中的一种，或是末端为叠氮基的聚乙二醇和聚
(N-异丙基丙烯酰胺)中的一种。
2.根据权利要求1所述的两亲性三元分子刷聚合物，其特征在于，所述聚
合物主链A的聚合度为100～1000，亲油性高分子侧链B的聚合度为50～120，
具光交联结构的高分子侧链C的聚合度为50～100，亲水性高分子侧链D的聚合

\t度为100～150；亲油性高分子侧链B的接枝率为1～10％，具光交联结构的高分
子侧链C的接枝率为10～19％，亲水性高分子侧链D的接枝率为40～70％。
3.权利要求1或2所述的两亲性三元分子刷聚合物的合成方法，其特征在
于，包括以下步骤：
(1)合成主链，再对主链进行功能化，得到功能化主链聚合物；
(2)合成侧链，在合成过程中同时引入功能基团或对合成后的侧链进行功
能化，得到亲水性高分子侧链聚合物、亲油性高分子侧链聚合物和具光交联结
构的高分子侧链聚合物；
(3)将功能化主链聚合物、亲水性高分子侧链聚合物、亲油性高分子侧链

【专利技术属性】
技术研发人员：胡继文，莫杨妙，刘锋，宋骏，林树东，涂圆圆，
申请(专利权)人：中科院广州化学有限公司南雄材料生产基地，中科院广州化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44