聚（2-取代基羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯）及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了聚（２－取代基羰基－２－甲基三亚甲基碳酸酯）及其制备方法和用途。它是以聚（２－甲氧羰基－２－甲基三亚甲基碳酸酯）为原料经氨解获得。由于本发明专利技术聚合物侧链功能基的存在，从而可以通过键合各种药物形成高分子药物体系，可控制释放或持续释放，或者键合生物活性分子，以改善材料的生物相容性和生物活性，通过侧链官能团的引入还可以改变聚合物的降解速率、物理机械性能、亲水／疏水性能，并可通过控制官能团的比例来控制降解速率，因此在药物控制释放、组织工程、基因治疗等领域有很重要的实践意义。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚(2-取代基羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)的制备和用途。本专利技术属于有机化学和高分子化学领域。高分子合成方法一般有加聚聚合、异构化聚合、消去聚合、缩聚、环化聚合、开环聚合、聚加成、加成缩聚等反应，目前生物可降解聚碳酸酯的合成一般采用开环聚合，因为它具有热效应低、聚合速度快、能在短时间内达到较高分子量等优点。常见的脂肪族碳酸酯开环聚合的单体一般为五元环或六元环环状碳酸酯，但由于五元环环状碳酸酯开环聚合时总是或多或少有脱二氧化碳现象产生，因此聚碳酸酯的合成一般采用六元环环状碳酸酯。含可功能化侧基的脂肪族聚碳酸酯在实践中有重要意义。在侧基官能团上键合各种药物形成高分子药物体系，可控制释放或持续释放；或者键合生物活性分子，以改善材料的生物相容性和生物活性；通过侧链官能团的引入还可以改变聚合物的降解速率、物理机械性能、亲水/疏水性能；还可通过控制官能团的比例来控制降解速率，因此含可功能化侧基的脂肪族聚碳酸酯的研究和应用引起了人们极大的兴趣。本专利技术提供的技术方案是聚(2-取代基羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)，其结构式为 式中R＝NH(CH2)2-8NH2、NHCH2CH2N(CH3)2、NHCH2CH2N(CH2CH3)2，其重均分子量为2000～20000。本专利技术还提供了上述聚(2-取代基羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)的制备方法，即以氯仿或二氯甲烷为溶剂，在-10℃～40℃条件下将聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)与乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、N，N-二甲基乙二胺或N，N-二乙基乙二胺进行氨解得到聚(2-取代基羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)。聚合物的结构经红外光谱(FT-IR)，质子核磁共振谱(1H NMR)证实，聚合物的重均分子量和多分散指数由凝胶色谱(GPC)测定，氨解前洗脱溶剂为氯仿，其重均分子量5000-50000，多分散指数为1.3-2.0，氨解后的聚合物重均分子量2000-20000，洗脱溶剂为水。采用本专利技术所达到的有益效果。本专利技术首次采用聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)氨解合成亲水性很好的聚(2-取代基羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)，聚合物的结构经红外光谱(FT-IR)，质子核磁共振谱(1H NMR)确认，两者聚合物相比，前者侧基为疏水性基团，后者为亲水性酰胺-胺基团，因此聚合物由氨解前的脂溶性转变为氨解后的水溶性。由于本专利技术聚合物侧链功能基的存在，从而可以通过键合各种药物形成高分子药物体系，可控制释放或持续释放，或者键合生物活性分子，以改善材料的生物相容性和生物活性，通过侧链官能团的引入还可以改变聚合物的降解速率、物理机械性能、亲水/疏水性能，并可通过控制官能团的比例来控制降解速率，因此在药物控制释放、组织工程、基因治疗等领域有很重要的实践意义。本专利技术的聚(2-取代基羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)具有以下用途1、改善聚碳酸酯的物理机械性能、玻璃化温度，用于组织工程。2、改善材料的生物相容性和生物活性，用于医药方面。3、用于药物控制释放体系。4、可功能化侧基制备高分子药物。5、改善聚碳酸酯的亲水性/疏水性能，提高其降解速率。6、主链为碳酸酯，侧链酰胺-胺的聚阳离子化合物，可作为基因转染载体用在基因治疗方面。上述聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)可以2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯为单体，通过本体配位开环聚合得到。本专利技术的具体合成路线如下 聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)是以2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯为单体，辛酸亚锡为催化剂，在熔融状态、真空条件下通过本体开环聚合得到，开环聚合反应的单体与催化剂的摩尔比为50-1000∶1。聚(2-取代基羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)是由聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)以氯仿或二氯甲烷为溶剂，在-10℃～40℃条件下与乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、N，N-二甲基乙二胺或N，N-二乙基乙二胺进行氨解得到。以下结合具体实例对本专利技术的技术方案作进一步说明实施例一开环聚合将0.261克单体2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯加入带磁子的干燥的圆底聚合管中，再加入5微升0.1472克/毫升辛酸亚锡的无水甲苯溶液，然后减压抽去溶剂，封管于熔融状态下反应16小时，反应结束后将所得聚合物聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)溶于三氯甲烷中，再倾入甲醇中无沉淀产生。实施例二开环聚合将0.261克单体2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯加入带磁子的干燥的圆底聚合管中，再加入10微升0.1472克/毫升辛酸亚锡的无水甲苯溶液，然后减压抽去溶剂，封管于熔融状态下反应16小时，反应结束后将所得聚合物溶于三氯甲烷中，再倾入甲醇中重沉淀，真空干燥得白色橡胶状聚合物聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)，产率83.91％，红外光谱1733cm-1(-COO-)，1751cm-1(-OCOO-)，质子核磁共振谱(1H NMR)(CDCl3，ppm)4.24-4.34(q，6H，CH2)，3.76-3.78(s，3H，OCH3)，1.18-1.32(s，6H，CH3)，重均分子量36366，多分散指数为2.0。实施例三开环聚合将0.261克单体2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯加入带磁子的干燥的圆底聚合管中，再加入10微升0.1472克/毫升辛酸亚锡的无水甲苯溶液，然后减压抽去溶剂，封管于熔融状态下反应12小时，反应结束后将所得聚合物溶于三氯甲烷中，再倾入甲醇中重沉淀，真空干燥得白色橡胶状聚合物聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)，产率58.05％，红外光谱1733cm-1(-COO-)，1751cm-1(-OCOO-)，质子核磁共振谱(1H NMR)(CDCl3，ppm)4.24-4.34(q，6H，CH2)，3.76-3.78(s，3H，OCH3)，1.18-1.32(s，6H，CH3)，重均分子量11780，多分散指数为1.8。实施例四开环聚合将0.261克单体2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯加入带磁子的干燥的圆底聚合管中，再加入10微升0.1472克/毫升辛酸亚锡的无水甲苯溶液，然后减压抽去溶剂，封管于熔融状态下反应14小时，反应结束后将所得聚合物溶于三氯甲烷中，再倾入甲醇中重沉淀，真空干燥得白色橡胶状聚合物聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)，产率82.92％，红外光谱1733cm-1(-COO-)，1751cm-1(-OCOO-)，质子核磁共振谱(1H NMR)(CDCl3，ppm)4.24-4.34(q，6H，CH2)，3.76-3.78(s，3H，OCH3)，1.18-1.32(s，6H，CH3)，重均分子量30056，多分散指数为1.8。实施例五开环聚合将0.261克单体2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯加入带磁子的干燥的圆底聚合管中，再加入10微升0.1472克/毫升辛酸亚锡的无水甲苯溶液，然后减压抽去溶剂，封管于熔融状态下反应18小时，反应结束后将所得聚合物溶于三氯甲烷中，再倾入甲醇中重沉淀，真空干燥得白色橡胶状聚合物聚(2-甲氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)，产率61.69％，红外光谱1733cm-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚（２－取代基羰基－２－甲基三亚甲基碳酸酯），其结构式为：－［－＊－ＯＣＨ↓［２］＊ＣＨ↓［２］Ｏ－］↓［ｎ］－式中Ｒ＝ＮＨ（ＣＨ↓［２］）↓［２－８］ＮＨ↓［２］、ＮＨＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｎ（ＣＨ↓［３］）↓［２］、ＮＨＣＨ↓ ［２］ＣＨ↓［２］Ｎ（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［３］）↓［２］，其重均分子量为２０００～２００００。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芝兰，周瑜，卓仁禧，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]