含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯及其合成方法和用途技术

本发明专利技术属于聚酯领域，特别涉及含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯及其合成方法和用途。本发明专利技术的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的合成方法主要以带有保护基团的天冬氨酸和二元醇为起始单体，经高分子的聚合反应以及生成高分子的侧基的氢化去保护官能团为特征，得到的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯具有以下结构。本发明专利技术合成出的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯可以用于药物载体材料，生物医用支架材料以及环境友好材料。

Polyaspartic glycol esters containing amino side chains and methods of synthesis and use thereof

The invention belongs to the field of polyester, in particular to poly aspartic acid glycol ester containing an amino side chain, and a synthesis method and application thereof. The present invention comprises amino side chain poly aspartic acid glycol ester synthesis method mainly with protecting groups of aspartic acid and glycol as starting monomer after the polymerization and hydrogenation of polymer side chain polymer to protect the functional characteristics of the containing amino side chain poly aspartic acid glycol ester has the following structure. The polyaspartic glycol ester comprising an amino side chain synthesized by the present invention can be used as a drug carrier material, a biomedical stent material, and an environment-friendly material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚酯领域，特别涉及以天冬氨酸和二元醇为单体经縮合聚合 法合成出可完全生物降解的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯。该聚酯具有 可反应的活性基团和较好的亲水性，可以用于药物载体材料，生物医用支架 材料以及环境友好材料。
技术介绍
生物医用材料是用于生物系统疾病的诊断、治疗、修复或者替换生物体 组织或器官，增进或恢复其功能的材料。可生物降解高分子材料是当前最受 人瞩目的一类生物材料，它的出现为现代医学带来了革命性的进展。脂肪族 聚酯作为一类重要的化学合成可生物降解高分子，目前研究应用最为广泛，包括聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二 醇酯类聚酯(PBS)以及它们的共聚物等。由于大多数现有生物降解脂肪族聚酯均由高度疏水性的直链型碳链结构 组成，高分子链亲水性差，缺乏活性反应基团，从而制约其在生物医用材料 领域的应用；通过引入亲水性的氨基酸单元，形成亲水性并具有活性反应基 团的聚酯，在高分子溶液中可以自组装，在药物载体，组织工程支架材料， 生物降解性高分子表面活性剂等领域有着广泛的应用前景。 Biomacromolecules， 2005， 6， 720 725报道了一种聚天冬氨酸和聚乳酸的共 聚物，改善了聚乳酸的亲疏水性能，可以应用于药物缓释载体领域。Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol. 36， 2949 2959 (1998)报道 了一种含有氨基侧链的天冬氨酸和聚乙二醇共聚物，先由苄氧羰基保护的天 冬氨酸形成酸酐，再由酸酐与聚乙二醇开环聚合得到共聚物。该合成路线较 长，产率较低，不宜推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一类以天冬氨酸和二元醇为重复单元的可完全生物降解的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯。本专利技术的再一目的在于提供一种以带保护基团的天冬氨酸及二元醇为单 体，经縮合聚合制备出含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的方法。本专利技术的另一目的在于提供一种含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的用本专利技术的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯具有以下结构:<formula>formula see original document page 5</formula>其中x为2 6， n=2 2000;本专利技术所述的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的分子量为500 200000。本专利技术的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的合成方法主要以带有保护 基团的天冬氨酸和二元醇为起始单体，经高分子的聚合反应以及生成高分子 的侧基的氢化去保护官能团为特征。<formula>formula see original document page 5</formula>R为钗丁氧羰基、药甲氧羰基或苄氧羰基，n=2~2000， n^3 2100且m^！本专利技术的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的合成方法包括以下步骤1) 在反应器中，将原料为带保护基团的天冬氨酸与二元醇按摩尔数比为1 : 1 3的比例混合，在惰性气体保护及温度为100 200 °C下进行常压酯 化反应，酯化时间为2 4小时；然后在温度为120 280°C ，且在催化剂存 在下减压縮聚得到带保护基团的聚天冬氨酸二醇酯；2) 将步骤1)得到的带保护基团的聚天冬氨酸二醇酯混合于有机溶剂中， 然后倒入高压反应釜中，在氢气氛及在钯/炭催化剂存在下反应1 200小 时，脱去保护基团得到含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯。所述的原料为带保护基团的天冬氨酸的保护基团可以是叔丁氧幾基、芴 甲氧羰基或苄氧羰基。所述的二元醇化合物是乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二 醇或l,6-己二醇等。所述的惰性气体是氮气或氩^t。所述的减压縮聚时的压力为大于0至小于200Pa。所述的聚合反应中减压縮聚的时间为0.5 6小时。步骤1)所述的催化剂选自苯磺酸，氧化锡，四丁基锡氧化物，钛酸四 丁酯，钛酸四丙酯，锗酸四丁酯，三氧化二锑，辛酸亚锡，四正丁氧基锗及 乳酸亚铁等中的一种以上。步骤l)所述的催化剂的用量为带保护基团的天冬氨酸摩尔数的0.01% 5%。步骤2)所述的钯/炭催化剂的用量为带保护基团的聚天冬氨酸二醇酯摩 尔数的0 10%。所述的有机溶剂选自甲醇，乙醇，二氯甲垸及三氯甲垸等中的一种以上。 步骤2)所述的带保护基团的聚天冬氨酸二醇酯混合于有机溶剂中的浓 度范围为0.1 10g/ml。步骤2)所述的在氢气氛中的氢气压力范围为1 15MPa。 步骤2)所述的反应温度为室温。根据本专利技术所提供的合成方法，得到的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇 酯的外观为白色粉末状化合物。得到的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯可 进一步进行提纯，可能的提纯方法为先将氢化反应结束后得到的含有氨基 侧链的聚天冬氨酸二醇酯的混合液，通过过滤除去催化剂，然后对除去催化剂的混合液进行浓縮，将浓縮后的浓縮液倒入相对于浓縮液体积3倍以上的 乙醇中进行沉淀，对含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯沉淀物进行真空干燥 至恒重。本专利技术的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯可用于药物载体材料和生物 医用支架材料等。本专利技术的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的合成方法具有如下优点-(1) 本专利技术的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的合成方法，所需的原 料单体为市售商品，不需要复杂的单体制备过程。(2) 本专利技术的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的合成方法，整个合成 过程简单，容易大规模实施。(3) 本专利技术所提供的一类含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯具有亲水性 特点，不同于现有的高度疏水性的生物降解性聚酯，如聚乳酸，聚己内酯和 聚丁二酸丁二醇酯等。(4) 本专利技术所提供的一类含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯具有活性反 应侧基的特点，便于所制备聚酯的进一步化学反应改性。本专利技术所采用的化学分析方法和分析仪器具体说明如下1. 化学组成与结构红外光谱测试(FT-IR):美国Thwrmoelectron公司Nicolet-8700型傅立叶变 换红外光谱仪，KBr压片。核磁共振氢谱^H-NMR):美国Varian公司 mercury-plus 400型400兆核磁共振谱仪测定，溶剂为CDC13。2. 分子量和分子量分布凝胶色谱仪(GPC): Waters 1515 HPLC型凝胶色谱仪测定聚合物的分子 量和分子量分布，聚苯乙烯作为校正标样，三氯甲垸作为流动相，温度为 35°C。3. 亲水性采用水接触角方法测定在JC2000固体静滴接触角/界面张力测量仪上 测量，每片材料6个点，每个点分别测左右接触角，取平均值，并计算标准 偏差。4.扫描电镜观察HITACHI S-4300型扫描电子显微镜观察聚天冬氨酸丁二醇酯载药微胶 囊。加速电压为15kV，试验前喷金处理50s。附图说明图l.本专利技术实施例1、 2和3的含有氨基侧链的聚天冬氨酸丁二醇酯的 'H-NMR谱图。图2.本专利技术实施例1、 2和3的含有氨基侧链的聚天冬氨酸丁二醇酯的 FT-IR谱图。图3.本专利技术实施例1、2和3的含有氨基侧链的聚天冬氨酸丁二醇酯与水 的接触角。图4.本专利技术实施例4的含有氨基侧链的聚天冬氨酸乙二醇酯的^-NMR 谱图。图5.本专利技术实施例4的含有氨基侧链的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯，其特征是：所述的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯具有以下结构：　－［－Ｏ－（－ＣＨ↓［２］－）↓［ｘ］－Ｏ－＊－＊Ｈ－ＣＨ↓［２］－＊－Ｏ－］↓［ｎ］－　其中ｘ为２～６，ｎ＝２～２０００。

【技术特征摘要】
1.一种含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯，其特征是所述的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯具有以下结构其中x为2～6，n＝2～2000。2. 根据权利要求1所述的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯，其特征 是所述的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的分子量为500 200000。3. —种根据权利要求1或2所述的含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯的合成方法，其特征是所述的合成方法包括以下步骤1) 在反应器中，将原料为带保护基团的天冬氨酸与二元醇按摩尔数比为1 : 1 3的比例混合，在惰性气体保护及在温度为100 200 。C下 进行常压酯化反应，酯化时间为2 4小时；然后在温度为120 280°C ， 且在催化剂存在下减压縮聚得到带保护基团的聚天冬氨酸二醇酯；2) 将步骤1)得到的带保护基团的聚天冬氨酸二醇酯混合于有机溶 剂中，然后倒入高压反应釜中，在氢气氛及在钯/炭催化剂存在下反应l 200小时，脱去保护基团得到含有氨基侧链的聚天冬氨酸二醇酯。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征是所述的原料为带保护基团 的天冬氨酸的保...

【专利技术属性】
技术研发人员：石峰晖，季君晖，王晓青，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]