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pH/温度响应的双亲水性嵌段共聚物及其制备方法技术

技术编号:3797245 阅读:237 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术属生物医用高分子材料领域,具体公开了一种pH/温度响应的双亲水性嵌段共聚物及其制备方法,本发明专利技术通过开环聚合得到可降解的温度响应性聚磷酸酯,然后将聚磷酸酯设计成大分子ATRP引发剂,与pH敏感的水溶性单体或聚合以后可水解的单体前体通过ATRP反应,获得pH/温度响应性双亲水性嵌段共聚物。组成嵌段共聚物的两段均为亲水性聚合物,其中一段含具有生物相容性、生物可降解性及温敏性的聚磷酸酯,另一段为pH响应性的亲水聚合物,因此,本发明专利技术提出的pH/温度响应性双亲水性嵌段共聚物具有优异的生物相容性、生物可降解性和pH/温度敏感性,是一类新型的人工合成的高分子材料,在生物医学和其它方面具有广泛的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属生物医用高分子材料领域,具体涉及一种生物可降解的pH/温度双重响应性的双亲水性嵌段共聚物及其制备方法。
技术介绍
双亲水性嵌段共聚物(DHBCs)是一类新型的两亲性聚合物,包含两个具有不同化学性质的水溶性链段。在溶液中,DHBCs分别表现为普通的聚合物和聚电解质,根本没有表现出两亲性聚合物的性质。但是,温度、离子强度和pH值的变化以及络合作用可以导致其中一个亲水链段转变为疏水链段,从而转变为两亲性聚合物。这类新型的嵌段聚合物可以根据特定的用途设计合成,使之有可能在众多领域得到应用,例如药物输送、基因治疗、活性酶的包埋、矿化模板和结晶生长调节剂、合成金属溶胶的纳米反应器、脱盐膜以及两种互不相溶的聚合物的水包油乳液聚合,等等。 结构精致的双亲水性嵌段共聚物可以通过各种活性聚合方法合成。其中包括活性阴离子聚合、活性阳离子聚合、基团转移自由基聚合(GTP)、原子转移自由基聚合(ATRP)、氮氧稳定自由基聚合(NMP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)以及氧阴离子引发的聚合。 当DHBCs含有一个具有低临界共溶温度(LCST)的链段时,改变水溶液的温度,共聚物形成可逆胶束。由于临界温度高于室温,这类聚合物在加热时变得不溶解。这些聚合物包括聚甲基乙烯基醚(PMVE)、聚N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、聚甲基丙烯酸-2-(N,N-二甲氨基)乙酯(PDMAEMA)、聚甲基丙烯酸-2-(N,N-二乙氨基)乙酯(PDEAEMA)、聚甲基丙烯酸-2-(N,N-二异丙基氨基)乙酯(PDPAEMA)和聚甲基丙烯酸-2-(N-吗啉)乙酯(PMEMA)等等。(Bütün V.;Armes S.P.;Billingham N.C..Synthesis andaqueous solution properties of near-monodisperse tertiary aminemethacrylate homopolymers and diblock copolymers.Polymer,2001,425993-6008.) 由酸性与碱性的链段组成的DHBCs中,改变溶液的pH值,当酸性的链段完全质子化,同时碱性的链段完全脱质子时形成胶束。此时酸性的链段亲水而碱性的链段疏水。这类共聚物由非离子和离子链段、或具有不同pKa的酸性和碱性的链段组成。 现有技术中,关于pH响应性或温度响应性的双亲水性嵌段共聚物主要有 (1)聚环氧乙烷和聚-2-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PEO-b-P2VP)(参见Martin T.J.;Procházka K.;Munk P.;Webber S.E..pH-Dependentmicellization of poly(2-vinylpyridine)-block-poly(ethylene oxide).Macromolecules,1996,296071-6073); (2)PDMAEMA-b-PDEAEMA嵌段共聚物(参见Bütün V.;Bennett C.E.;Vamvakaki M.;Lowe A.B.;Billingham N.C.;Armes S.P..Selectivebetainisation of tertiary amine methacrylate block copolymers.J.Mater.Chem.,1997,71693-1695.;Webber G.B.;Wanless E.J.;Bütün V.;ArmesS.P.;Biggs S..Self-organized monolayer films of stimulus-responsivemicelles.Nano Lett.,2002,21307-1313.); (3)PEO-b-PDEAEMA嵌段共聚物(参见Lee A.S.;Bütün V.;VamvakakiM.;Armes S.P.;Pople J.A.;Gast A.P..Structure of pH-dependent blockcopolymer micellesCharge and ionic strength dependence.Macromolecules,2002,358540-8551.); (4)聚-4-乙烯基苯甲酸钠(PNaVBA)和聚甲基丙烯酸低聚环氧乙烷酯(POEGMA)的嵌段共聚物(参见Wang X.S.;Jackson R.A.;Armes S.P..Facile synthesis of acidic copolymers via atom transfer radicalpolymerization in aqueous media at ambient temperature.Macromolecules,2000,33255-257.); (5)聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸羟基乙酯形成的嵌段共聚物(PEO-b-PHEMA)以及进一步与丁二酸酐的反应产物(PEO-b-PSEMA),形成pH/温度响应性双亲水性嵌段共聚物(参见Bories-Azeau X.;Mérian T.;Weaver J.V.M.;Armes S.P.;van den Haak H.J.W..Synthesis ofnear-monodisperse acidic homopolymers and block copolymers fromhydroxylated methacrylic copolymers using succinic anhydride under mildconditions.Macromolecules,2004,378903-8910.); (6)4-乙烯基苯甲酸与DEAEMA形成的嵌段共聚物(PVBA-b-PDEAEMA)(参见Liu S.Y.;Armes S.P..Polymeric surfactants for the new millenniumA pH-responsive,zwitterionic,schizophrenic diblock copolymer.Angew.Chem.Int.Ed.,2002,41(8)1413-1416.); (7)甲基丙烯酸(MAA)与DEAEMA 形成的嵌段共聚物(PMAA-b-PDEAEMA)(参见Dai S.;Ravi P.;Tam K.C.;Mao B.W.;GanL.H..Novel pH-responsive amphiphilic diblock copolymers with reversiblemicellization properties.Langmuir,2003,195175-5177.); (8)2-(甲基丙烯酰氧基)乙基磷酸胆碱(MPC)与DMAEMA、DEAEMA、DPAEMA等单体形成的具有pH响应性的双亲水性嵌段共聚物PMPC-b-PDMAEMA、PMPC-b-PDEAEMA、PMPC-b-PDPAEMA。(参见Ma Y.;Tang Y.Q.;Billingham N.C.;Armes S.P.;Lewis A.L.;Lloyd A.W.Salvage J.P..本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种pH/温度响应性双亲水性嵌段共聚物,其特征在于,所述pH/温度响应性双亲水性嵌段共聚物的化学结构式如通式(1)或通式(2)所示: *** 式中,w为20~100,y为20~200,z为20~200;X为溴或氯; R1基 团选自:乙基、异丙基、辛基、十二烷基或者聚环氧乙烷基中的一种;所述聚环氧乙烷基的化学结构式为: *(CH↓[2]CH↓[2]O)↓[n]CH↓[3],其中n为2~10; R2基团选自: 氢(H)、***或***中的一种;  R3基团选自: ***中的一种; R4基团选自: ***中的一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:倪沛红刘旭何金林张明祖朱秀林
申请(专利权)人:苏州大学
类型:发明
国别省市:32[]

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