具有强化学稳定性的多功能涂层材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了具有强化学稳定性的多功能涂层材料及制备方法和应用，涉及生物材料技术领域。先利用含有功能基团的酸性化合物与胺基化合物反应得到含有功能基团的改性胺基化合物，然后再利用含羧基的酚类化合物与改性胺基化合物反应得到富酚胺功能化合物，利用富酚胺功能化合物在基材上形成涂层。涂层在充分保护酚羟基的条件下，利用含羧基的酚类化合物与改性胺基化合物在弱碱性下沉积得到。引入改性后的胺基化合物克服了传统儿茶酚聚合依赖酚羟基氧化速度和产物的不足，以更加稳定的链状化学交联取代传统酚类低聚体的物理组装，不仅有效的提高了酚羟基与基底界面的结合效率，还增加了涂层的化学稳定性和粘附性能。加了涂层的化学稳定性和粘附性能。加了涂层的化学稳定性和粘附性能。

【技术实现步骤摘要】
具有强化学稳定性的多功能涂层材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物材料
，具体而言，涉及具有强化学稳定性的多功能涂层材料及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在自然界中，受到海洋贻贝黏附分子的启发，发现其贻贝足丝蛋白中的儿茶酚类化合物在其黏附过程中占据着最主要的作用。足丝蛋白与表面发生相互作用时，大量的邻苯二酚基团与界面通过共价、非共价共同作用黏附效果，大量电荷
‑
电荷、π
‑
π、阳离子
‑
π、配位、氢键和疏水等相互作用于黏附过程。
[0003]目前，复杂的酚胺化学反应依赖于时间尺度和环境pH变化，氧化形成酚醌产物的速度得不到很好的协调，进而生成大量的酚类低聚物的限制黏附层在强酸强碱强氧化条件下的应用。此外，传统儿茶酚胺涂层表面保留二次反应活性的伯胺基主要由酚类化合物的贡献，有限的伯胺基含量制约了涂层表面的进一步功能化修饰。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供具有强化学稳定性的多功能涂层材料及制备方法和应用，旨在克服传统儿茶酚聚合依赖酚羟基氧化速度和产物的不足，提高了酚羟基与基底界面的结合效率，增加涂层的化学稳定性和粘附性能。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种具有强化学稳定性的多功能涂层材料的制备方法，包括：将含有功能基团的酸性化合物与胺基化合物反应得到改性胺基化合物；
[0008]将含羧基的酚类化合物与改性胺基化合物反应得到富酚胺功能化合物；
[0009]将基材置于富酚胺功能化合物的溶液中，在碱性条件下反应，以在基材表面形成多功能涂层。
[0010]在可选的实施方式中，在制备改性胺基化合物的过程中包括：将含有功能基团的酸性化合物溶解于pH值为4
‑
10的缓冲溶液中，与缩合剂在0
‑
240℃下进行活化反应0.001h
‑
240h；再与胺基化合物在0
‑
240℃下反应0.001h
‑
240h；
[0011]优选地，将含有功能基团的酸性化合物与溶剂混合控制浓度为0.01ng/mL
‑
5g/mL，再将所得的溶液与pH值为5
‑
8的缓冲溶液混合溶解，加入羧基与缩合剂摩尔比为0.1
‑
10:1的缩合剂在15
‑
40℃下进行活化反应0.5h
‑
48h；再加入羧基与胺基摩尔比为0.001
‑
2:1的胺基化合物在15
‑
40℃下反应0.5h
‑
48h；
[0012]优选地，反应过程中，缩合剂的加入量是控制羧基与缩合剂的摩尔比为1
‑
8:1；胺基化合物的加入量是控制羧基与胺基摩尔比为0.1
‑
1:1；
[0013]优选地，还包括：在与胺基化合物反应之后进行透析纯化。
[0014]在可选的实施方式中，含有功能基团的酸性化合物中的功能基团选自炔基、叠氮、
碳碳双键和巯基中的至少一种；优选地，含有功能基团的酸性化合物选自4
‑
戊炔酸、丙炔酸、炔基聚乙二醇羧基、4
‑
乙炔基苯甲酸、二苯并环辛炔胺、二苯并环辛炔
‑
N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯、二苯并环辛炔酸、3
‑
(4
‑
叠氮苯基)丙酸、3
‑
叠氮
‑1‑
丙胺、4
‑
叠氮苯胺、4
‑
叠氮苯甲酸、2
‑
叠氮苯甲酸、4
‑
羧基苯磺酰叠氮、Fmoc
‑
β
‑
叠氮
‑
Ala
‑
OH、3
‑
(4
‑
叠氮苯基)丙酸、1
‑
叠氮基
‑4‑
溴苯、L
‑
叠氮高丙氨酸、二十碳五烯酸和3
‑
巯基丙酸中的至少一种；
[0015]优选地，胺基化合物选自聚烯丙胺、聚乙烯胺、多聚赖氨酸、聚乙二醇双(胺)、聚醚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚N
‑
异丙基丙烯酰胺和壳聚糖及其衍生物中的至少一种；
[0016]更优选地，改性胺基化合物选自4
‑
戊炔酸改性的聚烯丙胺、二苯并环辛炔
‑
N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯改性的聚乙烯亚胺、4
‑
叠氮苯甲酸改性的聚烯丙胺和2
‑
叠氮苯甲酸改性的聚乙烯亚胺中的至少一种。
[0017]在可选的实施方式中，富酚胺功能化合物的制备过程包括：将含羧基的酚类化合物溶于pH值为4
‑
10的缓冲溶液中，与缩合剂在0
‑
240℃下进行活化反应0.001h
‑
240h；再与改性胺基化合物在0
‑
240℃下反应0.001h
‑
240h；
[0018]优选地，将含羧基的酚类化合物与溶剂混合控制浓度为0.01ng/mL
‑
0.5g/mL，再将所得的溶液与pH值为5
‑
8的缓冲溶液混合溶解，加入羧基与缩合剂摩尔比为0.1
‑
10:1的缩合剂在15
‑
40℃下进行活化反应0.5h
‑
48h；再加入羧基与胺基摩尔比为0.001
‑
2:1的改性胺基化合物在15
‑
40℃下反应0.5h
‑
48h；
[0019]优选地，反应过程中，缩合剂的加入量是控制羧基与缩合剂的摩尔比为1
‑
8:1；改性胺基化合物的加入量是控制羧基与胺基摩尔比为0.1
‑
1:1；
[0020]优选地，还包括：在与改性胺基化合物反应完成之后进行透析纯化。
[0021]在可选的实施方式中，含羧基的酚类化合物为单胺酚类化合物；
[0022]优选地，含羧基的酚类化合物选自咖啡酸、氢化咖啡酸、二羟基苯丙氨酸、没食子酸、单宁酸、阿魏酸、2,3
‑
二羟基苯甲酸和3,4
‑
二羟基苯甲酸中的至少一种。
[0023]在可选的实施方式中，在制备改性胺基化合物和制备富酚胺功能化合物中所采用的pH为4
‑
10的缓冲溶液选自2
‑
(N
‑
吗啉代)乙磺酸缓冲液、柠檬酸
‑
氢氧化钠
‑
盐酸缓冲液和磷酸氢二钠
‑
磷酸二氢钠缓冲液中的至少一种；
[0024]优选地，在制备改性胺基化合物和制备富酚胺功能化合物中所采用的缩合剂选自N
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有强化学稳定性的多功能涂层材料的制备方法，其特征在于，包括：将含有功能基团的酸性化合物与胺基化合物反应得到改性胺基化合物；将含羧基的酚类化合物与所述改性胺基化合物反应得到富酚胺功能化合物；将基材置于所述富酚胺功能化合物的溶液中，在碱性条件下反应，以在所述基材表面形成多功能涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在制备所述改性胺基化合物的过程中包括：将所述含有功能基团的酸性化合物溶解于pH值为4
‑
10的缓冲溶液中，与缩合剂在0
‑
240℃下进行活化反应0.001h
‑
240h；再与胺基化合物在0
‑
240℃下反应0.001h
‑
240h；优选地，将所述含有功能基团的酸性化合物与溶剂混合控制浓度为0.01ng/mL
‑
5g/mL，再将所得的溶液与pH值为5
‑
8的缓冲溶液混合溶解，加入羧基与缩合剂摩尔比为0.1
‑
10:1的缩合剂在15
‑
40℃下进行活化反应0.5h
‑
48h；再加入羧基与胺基摩尔比为0.001
‑
2:1的胺基化合物在15
‑
40℃下反应0.5h
‑
48h；优选地，反应过程中，缩合剂的加入量是控制羧基与缩合剂的摩尔比为1
‑
8:1；所述胺基化合物的加入量是控制羧基与胺基摩尔比为0.1
‑
1:1；优选地，还包括：在与所述胺基化合物反应之后进行透析纯化。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含有功能基团的酸性化合物中的功能基团选自炔基、叠氮、碳碳双键和巯基中的至少一种；优选地，所述含有功能基团的酸性化合物选自4
‑
戊炔酸、丙炔酸、炔基聚乙二醇羧基、4
‑
乙炔基苯甲酸、二苯并环辛炔胺、二苯并环辛炔
‑
N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯、二苯并环辛炔酸、3
‑
(4
‑
叠氮苯基)丙酸、3
‑
叠氮
‑1‑
丙胺、4
‑
叠氮苯胺、4
‑
叠氮苯甲酸、2
‑
叠氮苯甲酸、4
‑
羧基苯磺酰叠氮、Fmoc
‑
β
‑
叠氮
‑
Ala
‑
OH、3
‑
(4
‑
叠氮苯基)丙酸、1
‑
叠氮基
‑4‑
溴苯、L
‑
叠氮高丙氨酸、二十碳五烯酸和3
‑
巯基丙酸中的至少一种；优选地，所述胺基化合物选自聚烯丙胺、聚乙烯胺、多聚赖氨酸、聚乙二醇双(胺)、聚醚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚N
‑
异丙基丙烯酰胺和壳聚糖及其衍生物中的至少一种；更优选地，所述改性胺基化合物选自4
‑
戊炔酸改性的聚烯丙胺、二苯并环辛炔
‑
N
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羟基琥珀酰亚胺酯改性的聚乙烯亚胺、4
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叠氮苯甲酸改性的聚烯丙胺和2
‑
叠氮苯甲酸改性的聚乙烯亚胺中的至少一种。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述富酚胺功能化合物的制备过程包括：将所述含羧基的酚类化合物溶于pH值为4
‑
10的缓冲溶液中，与缩合剂在0
‑
240℃下进行活化反应0.001h<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志禄，杜泽煜，黄楠，牟小辉，王颖，张文泰，杨梦毅，
申请(专利权)人：东莞市人民医院，
类型：发明
国别省市：