一种温敏性非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种温敏性非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法和应用，该非异氰酸酯聚氨酯通过大豆油环碳酸酯与甲氧基聚乙二醇胺反应制备得到，可替代传统聚氨酯应用在生物医用材料。利用本发明专利技术非异氰酸酯聚氨酯制备纳米胶束载体，该纳米胶束载体没有剧毒异氰酸酯的残留，具有良好的生物降解性和血液相容性和较好的缓释效果。可以应用于药用缓释材料。

【技术实现步骤摘要】
一种温敏性非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医用材料领域，涉及非异氰酸酯聚氨酯的制备，具体为具有良好的生物和血液相容性的温敏性非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法和应用。
技术介绍
纳米胶束主要由两亲性聚合物通过分子间氢键作用、范德华力和静电作用等自组装成核-壳结构，是目前给药系统研究热点的载体之一。其中，疏水性嵌段自组装成胶束内核，用来封埋药物、蛋白质、DNA等，提高药物的溶解性、稳定性、生物利用度和缓释效果；亲水性嵌段是胶束的外壳，主要保护疏水内核，并且减少蛋白的吸附。聚氨酯因为良好的力学性能，生物相容性，化学稳定性和抗老化性并且品种丰富，高自由度的分子结构设计等特点具有非常广泛的应用。进几年，聚氨酯由于其微相分离结构，具有良好的生物相容性和血液相容性，在生物医学领域其应用广泛。合成聚氨酯的关键原料是高毒性和湿敏性异氰酸酯。制备异氰酸酯的原料同样是剧毒物质光气，可致命，这给人类的健康和环境带来极大的危害。长期接触异氰酸酯类物质会带来严重的健康风险，如哮喘、皮炎、合并症和急性中毒等。而且聚氨酯中残留的异氰酸酯有导致肿瘤的可能，威胁人的生命。随着“绿色化学”的提倡和医用材料对降低不良生物反应要求的提高，制备高生物相容性的可替代聚氨酯材料的非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)成为了现阶段的研究热点，而且NIPU逐步代替传统聚氨酯是聚氨酯行业未来发展的必然趋势。环碳酸酯和胺的逐步加成聚合制备NIPU是现阶段的关注热点。该路线使用无毒无害的环碳酸酯，避免使用剧毒的异氰酸酯和光气，而且对水也不敏感。此外，环碳酸酯和胺反应不会释放任何挥发性有机化合物。由于在该聚合物链上存在伯羟基或者仲羟基，这种聚合物也被称为聚(羟基氨基甲酸酯)PHU，PHU成为新一代的环保型聚氨酯。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种具有良好的生物和血液相容性的温敏性非异氰酸酯聚氨酯材料，采用使用生物质环氧大豆油制备，该非异氰酸酯聚氨酯解决了异氰酸酯残留的问题。本专利技术的另一目的在于提供该非异氰酸酯聚氨酯生物医用材料中的应用，利用该非异氰酸酯聚氨酯材料制备纳米胶束载体，其良好的生物降解性、血液相容性，作为纳米胶束载体在药用缓释材料上有良好的应用前景。本专利技术的另一目的提供了非异氰酸酯聚氨酯纳米胶束载体的制备方法。为了达到上述技术目的，本专利技术具体通过以下技术方案：一种温敏性非异氰酸酯聚氨酯，其结构通式如下：其中，R选自-C60H106O15或-C59H108O12；R'选自n＝8～45。在本专利技术的另一方面，提供了上述非异氰酸酯聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：1)将环氧大豆油和催化剂溴化钾和4-二甲氨基吡啶加入到高压釜中，通入二氧化碳，在3-4Mpa、120-130℃条件下反应，洗涤后收集有机相去除溶剂，得到大豆油环碳酸酯；2)将大豆油环碳酸酯和甲氧基聚乙二醇胺在100℃反应，提取产物。所述的溴化钾和4-二甲氨基吡啶分别占反应原料总重量的2.5％和2.5％。所述的大豆油环碳酸酯与甲氧基聚乙二醇胺的摩尔比为1:3～1:4。所述的甲氧基聚乙二醇酯的分子量为400～2000。所述的提取产物采用索氏提取器提取，提取液为乙醇。在本专利技术的另一方面，提供了上述非异氰酸酯聚氨酯在作为生物医用材料中的应用。优选的，所述的非异氰酸酯聚氨酯用于制备医用纳米胶束载体，用于药用缓释材料载体。在本专利技术的另一方面，提供了上述纳米胶束载体的制备方法，将非异氰酸酯聚氨酯聚合物和模型药物溶于溶剂中，待全部溶解后将溶液转至相应的截留分子量的透析袋中，在去离子水中透析去除溶剂。所述的溶剂选自四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或乙醇中的一种。在本专利技术的另一方面，上述制备方法制备得到的非异氰酸酯聚氨酯纳米胶束载体也在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的有益效果为：1)采用可生物降解和无毒植物油作为非异氰酸酯聚氨酯的基材，大豆油环碳酸酯与具有生物相容性良好的甲氧基聚乙二醇胺反应制备了温敏性的非异氰酸酯聚氨酯，不使用毒性大的异氰酸酯，而且产物不会残留异氰酸酯。2)本分明中植物油基非异氰酸酯聚氨酯纳米胶束载体，具有生物降解性、良好的生物和血液相容性；该纳米胶束载体包裹木犀草素和千层纸素等这类药物具有明显的缓释作用。3)本分明采用经济的、可再生资源环氧大豆油作为基材，和温室气体二氧化碳加压反应生成大豆油环碳酸酯。该反应条件温和、成本经济。附图说明图1是本专利技术实施例1中环碳大豆油的红外光谱图；图2是本专利技术实施例1中非异氰酸酯聚氨酯的共振光散射谱图随温度的变化；图3是本专利技术实施例1中非异氰酸酯聚氨酯溶液在400nm处的共振光散射强度(I400)随温度的变化；图4是本专利技术实施例4中不同浓度的非异氰酸酯聚氨酯对L929细胞的相对存活率；图5是本专利技术实施例5中不同浓度的非异氰酸酯聚氨酯的溶血率；图6是本专利技术实施例6的制备得到的非异氰酸酯聚氨酯纳米胶束载体包裹木犀草素在磷酸缓冲液中的累计释放量；图7是本专利技术实施例8的制备得到的非异氰酸酯聚氨酯纳米胶束载体包裹木犀草素在磷酸缓冲液中的累计释放量。具体实施方式下面将结合本专利技术具体的实施例，对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1非异氰酸酯聚氨酯的制备本实施例提供了一种非异氰酸酯聚氨酯的制备方法，具体内容如下：1)将100g的环氧大豆油、2.5g溴化钾和2.5g4-二甲氨基吡啶加入到高压釜中，密闭反应釜，开启搅拌与冷凝装置，以CO2气体置换3次，以20ml/min的流量通入CO2，压力保持在4Mpa，温度在120℃条件下，反应6小时。100g粗产品用250ml的乙酸乙酯溶解加热，以热水洗涤3次，收集有机相并减压蒸除溶剂和水，得到产物环碳大豆油。2)将110g的环碳大豆油和160g的甲氧基聚乙二醇胺(分子量为400)在100℃反应24h。非异氰酸酯聚氨酯产物放入截留分子量为2000的透析袋中，提取液是乙醇，用索氏提取器提取48h。如图1制备的环碳大豆油的红外光谱图所示，环氧的特征峰810cm-1和821cm-1消失，而碳酸酯的特征峰1810cm-1出现在环碳大豆油的谱图上，由此可见，环氧大豆油合成了环碳大豆油。如图2所制备的非异氰酸酯聚氨酯的共振光散射谱图随着温度的变化，1％的非异氰酸酯聚氨酯溶液的最大散射强度对应的波长λmax位于400nm处，标记为I400。随着温度的升高，I400增强，是因为非异氰酸酯聚氨酯浓度的体积增大，也就是随着温度的升高，聚乙二醇链段脱水，导致非异氰酸酯聚氨酯在水中的溶解度变差，而导致聚集，从而体积增大。体现了非异氰酸酯聚氨酯的温敏性。...

【技术保护点】
1.一种温敏性非异氰酸酯聚氨酯，其特征在于，其结构通式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种温敏性非异氰酸酯聚氨酯，其特征在于，其结构通式如下：



其中，R选自-C60H106O15或-C59H108O12；
R'选自n＝8～45。


2.权利要求1所述的非异氰酸酯聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将环氧大豆油和催化剂溴化钾和4-二甲氨基吡啶加入到高压釜中，通入二氧化碳，在3-4Mpa、120-130℃条件下反应，洗涤后收集有机相去除溶剂，得到大豆油环碳酸酯；
2)将大豆油环碳酸酯和甲氧基聚乙二醇胺在100℃反应，提取产物。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的溴化钾和4-二甲氨基吡啶分别占反应原料总重量的2.5％和2.5％。


4.根据权利要求2所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彦芝，夏雪，周菊英，许海棠，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：广西;45