儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供儿茶酚修饰的聚乙二醇‑3‑甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物及其制备方法，以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和3‑甲基丙烯酰多巴胺(DMA)为单体，以二硫化四乙基秋兰姆(DS，俗称双硫仑)为RAFT试剂的前体，AIBN为引发剂，在一定的反应条件下引发PEGDA和3‑甲基丙烯酰多巴胺进行RAFT活性可控自由基聚合，由此制备儿茶酚修饰的聚乙二醇‑3‑甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物。本发明专利技术利用一锅法的反应体系，制备方法简单，反应条件温和，制备的超支化聚合物具有很好的水溶性和生物相容性，支化点多，含有很多末端官能基团，我们可以对其修饰以得到所期望的功能材料。

Catechol-modified polyethylene glycol-3-methacryloyl dopamine hyperbranched polymer and its preparation method

The present invention provides catechol modified polyethylene glycol 3 methacryloyl dopamine hyperbranched polymer and its preparation method. PEGDA and 3 methacryloyl dopamine (DMA) are used as monomers, DS is used as precursor of RAFT reagent, AIBN is used as initiator to initiate PEGDA and 3 methyl under certain reaction conditions. Catechol modified polyethylene glycol 3 methacryloyl dopamine hyperbranched polymer was prepared by RAFT reactive controlled radical polymerization of acryloyl dopamine. The invention utilizes a one-pot reaction system with simple preparation method, mild reaction conditions, good water solubility and biocompatibility, many fulcrum points, and many terminal functional groups. We can modify the hyperbranched polymer to obtain desired functional materials.

【技术实现步骤摘要】
儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物及其制备方法
本专利技术涉及聚合物
，更具体地说涉及一种儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物(PEG-DMA)的制备方法，更具体地说，涉及一种利用RAFT活性聚合PEGDA和DMA制备超支化共聚物PEG-DMA的方法，该共聚物含有很多端乙烯基和邻苯二酚基团。
技术介绍
RAFT聚合是活性可控自由基聚合的一种，可有效控制聚合的整个过程，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)被广泛应用于水凝胶的制备中以及载体体系的构建中，由于PEGDA上的双键结构，因此可以进行RAFT聚合。贻贝粘合蛋白(MAPs)允许贻贝在潮湿条件下粘附到具有高结合强度的各种材料，并且不引起免疫应答。多巴胺是受贻贝分泌的足丝蛋白启发，具有邻苯二酚基团的一种物质，可以赋予材料良好的粘附性能。双硫仑(二硫化四乙基秋兰姆)是一种解酒药，但可同时作为本专利技术中链转移剂的替代物，减小了反应体系的毒性，通过调节引发剂、双硫仑和PEGDA的比例来制备超支化PEG，末端的乙烯基作为功能性官能团，可以与很多物质结合实现期望的应用。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的不足，提供了一种儿茶酚修饰具有超支化结构的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺共聚物及其制备方法，采用RAFT活性可控自由基聚合方法，以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，双硫仑为RAFT试剂的前体，制备儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物(PEG-DMA)。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现。儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物及其制备方法，以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)为共聚单体，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，二硫化四乙基秋兰姆(DS，俗称双硫仑)为RAFT试剂的前体进行RAFT聚合，以得到儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物(PEG-DMA)，其中，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)、二硫化四乙基秋兰姆(DS)和偶氮二异丁腈(AIBN)的摩尔比为(20-30)：(20-30)：(1-2)：(1-2)。儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物(PEG-DMA)合成原理如下：使用惰性保护气体为反应体系提供无氧条件，如氮气、氦气或者氩气。聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)、二硫化四乙基秋兰姆(DS)和偶氮二异丁腈(AIBN)的摩尔比为25：25：1：(1.4-2)。聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的数均分子量为400-800。体系反应温度为60-80℃，优选70℃。体系反应时间为4-8h，优选6h。反应产物超支化聚合物PEG-DMA用正己烷和冰乙醚的混合溶剂反复提纯后，置于真空干燥箱在40-80℃下干燥1-3h后，向上述产物中加入阻聚剂，置于3-5℃下保存；正己烷和冰乙醚的混合溶剂的加入量为反应产物体积的5-8倍，提纯静置时间为5-15min。图1是3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)的H1-NMR图谱，从图中可以很明显地观察到DMA上亚胺基团上的氢原子在7.9ppm处的吸收峰，邻苯二酚基团上的羟基在8.7ppm处的吸收峰，苯环上的氢原子在6.7ppm处的吸收峰，甲基在8.75ppm处的吸收峰，由此很好地表征了3-甲基丙烯酰多巴胺的结构，为验证超支化共聚物的成功合成提供了依据。图2是超支化共聚物PEG-DMA的H1-NMR图谱，从图中可以看出DMA上亚胺在7.9ppm处的吸收峰，苯环上的氢原子在6.7ppm处的吸收峰，甲基在8.75ppm处的吸收峰，超支化共聚物末端双键在6.4ppm处的吸收峰，由此证明我们成功地合成了超支化共聚物PEG-DMA。儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物是一种透明粘稠的油状物质，由于共聚3-甲基丙烯酰多巴胺，共聚物表现为浅棕色，这是由于部分多巴胺在空气中被氧化。共聚物的末端带有大量的双键和邻苯二酚基团，双键的存在，容易发生自由基聚合，使得聚合产物发生交联，因此需要在得到的产物中加入适量的阻聚剂，以保留双键，在后期用于制备凝胶。邻苯二酚基团在空气中易被氧化，见光氧化，因此产物必需装在棕色的瓶子内，密封保存，为避免产物被污染变性，最好分装产物。邻苯二酚基团被氧化后变成醌，颜色由浅棕色变成黑色，因此可以从颜色的变化初步判断产物是够变性。儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物上自由的邻苯二酚基团赋予材料粘性，可以很好的粘附在干态或者湿态物体表面。聚合物中的双键可以与超支化的聚乙烯亚胺(PEI)上的氨基进行迈克尔加成形成凝胶，也可以与巯基修饰的透明质酸(HA-HS)上的巯基进行化学点击反应生成凝胶。由此得到的具有粘附性的凝胶可以与生物组织进行很好的贴合，在组织工程领域有着广泛的应用价值。本专利技术的有益效果为：本专利技术利用一锅法的反应体系，制备方法简单，反应条件温和，制备的超支化聚合物具有很好的水溶性和生物相容性，支化点多，含有很多末端官能基团，我们可以对其修饰以得到所期望的功能材料。附图说明图1是3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)的H1-NMR图谱；图2是超支化共聚物PEG-DMA的H1-NMR图谱。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。实施例中所使用的药品如下表所示：药品厂家聚乙二醇二丙烯酸酯上海迈瑞尔化学技术有限公司多巴胺北京伊诺凯科技有限公司偶氮二异丁腈天津市元立化工有限公司二硫化四乙基秋兰姆北京伊诺凯科技有限公司甲基丙烯酸酐天津希恩思奥普德科技有限公司四氢呋喃天津市元立化工有限公司乙酸乙酯天津市元立化工有限公司N,N-二甲基甲酰胺萨恩化学技术(上海)有限公司实施例中所使用的仪器如下表所示：仪器厂家DZF-6020型真空干燥箱天津星科仪器有限公司DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱上海精宏试验设备有限公司TGL-16M高速台式冷冻离心机长沙湘仪离心机仪器有限公司TU-1810紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器天津星科仪器有限公司实施例1准备实验所需使用的器具，清洗反应所用的三口烧瓶、烧杯以及磁子置于烘箱中烘干。用同样的方法清洗100ml的量筒和小玻璃瓶并烘干。分别用托盘天平称量60mg双硫仑，65mg(或60mg)AIBN，2.9gPEGDA575和1.2gDMA，置于三口烧瓶中，放入磁子，再用量筒量取15mlDMF置于三口烧瓶中溶解。设置好水浴锅的温度(70℃)和转速(750rmp)，将三口烧瓶置于水浴锅中，安装导气管，通氮气30min，并充分搅拌混合均匀。通氮气结束后，用密封袋缠结每个瓶口，反应6小时。反应结束后，关闭水浴锅，戴上布手套取出三口烧瓶，用洁净的卫生纸将其擦干，打开每个瓶口用磁铁吸出小磁子使其冷却。与此同时将乙醚置于-40℃中冰镇30min。将冷却好的溶液倒入烧杯中，随后往烧杯中加入90mL冰乙醚，晃动10s后放于试验台静置保持10min，然后可以观察到中出现很明显的分层现象，此时用吸管吸出上层的液体，再加入20ml冰乙醚，重复上述操作两次。用吸管将烧杯中的无色粘稠液体转移到小玻璃瓶中，用保鲜膜将其密封，置于真空干燥箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.儿茶酚修饰的聚乙二醇‑3‑甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物，其特征在于：儿茶酚修饰的聚乙二醇二丙烯酸酯‑3‑甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物及其制备方法，以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和3‑甲基丙烯酰多巴胺(DMA)为共聚单体，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，二硫化四乙基秋兰姆(DS，俗称双硫仑)为RAFT试剂的前体进行RAFT聚合，以得到儿茶酚修饰的聚乙二醇‑3‑甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物(PEG‑DMA)，其中，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、3‑甲基丙烯酰多巴胺(DMA)、二硫化四乙基秋兰姆(DS)和偶氮二异丁腈(AIBN)的摩尔比为(20‑30)：(20‑30)：(1‑2)：(1‑2)。

【技术特征摘要】
1.儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物，其特征在于：儿茶酚修饰的聚乙二醇二丙烯酸酯-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物及其制备方法，以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)为共聚单体，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，二硫化四乙基秋兰姆(DS，俗称双硫仑)为RAFT试剂的前体进行RAFT聚合，以得到儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物(PEG-DMA)，其中，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)、二硫化四乙基秋兰姆(DS)和偶氮二异丁腈(AIBN)的摩尔比为(20-30)：(20-30)：(1-2)：(1-2)。2.根据权利要求1所述的儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物，其特征在于：使用惰性保护气体为反应体系提供无氧条件，如氮气、氦气或者氩气；聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)、二硫化四乙基秋兰姆(DS)和偶氮二异丁腈(AIBN)的摩尔比为25：25：1：(1.4-2)。3.根据权利要求1所述的儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物，其特征在于：聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的数均分子量为400-800；体系反应温度为60-80℃，优选70℃；体系反应时间为4-8h，优选6h。4.根据权利要求1所述的儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物，其特征在于：反应产物超支化聚合物PEG-DMA用正己烷和冰乙醚的混合溶剂反复提纯后，置于真空干燥箱在40-80℃下干燥1-3h后，向上述产物中加入阻聚剂，置于3-5℃下保存；正己烷和冰乙醚的混合溶剂的加入量为反应产物体积的5-8倍，提纯静置时间为5-15min。5.儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物的制备方法，其特征在于：以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和3-甲基丙烯酰多巴胺(DM...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，梁薇，刘文广，谭宝玉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12