專利名稱：一種脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物及其制備方法以及一種水凝膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物制備領(lǐng)域，具體涉及一種脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物及其制備方法和以及一種水凝膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚氨基酸作為一種可生物降解的大分子多肽，具有優(yōu)良的生物活性、組織親和性、低免疫原性，并且其降解產(chǎn)物無毒副作用。所以聚氨基酸在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如生物分離、組織工程、基因治療和藥物控制釋放等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)多種聚氨基酸具有良好的側(cè)基可修飾性，可以在基因和藥物傳輸體系中引入功能基團(tuán)，具有重大的應(yīng)用價(jià)值。但是聚氨基酸力學(xué)性能的不足嚴(yán)重限制了其在組織工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。
在聚氨基酸鏈段中引入其他嵌段制備的嵌段聚合物是提高聚氨基酸性能的重要途徑之一，通過調(diào)節(jié)共聚物種類、分子量和各組分的配比等因素可以控制共聚物的性能。聚酯類材料如聚乳酸，聚(ξ -己內(nèi)酯)，聚磷酸酯和聚乙丙交酯，具有良好的生物相容性，抗凝血性，無毒和低免疫性等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥和組織工程領(lǐng)域。美國(guó)的Pitt和Schin天Ier于70年代初提出用聚酯類材料作為藥物控制釋放的載體，并對(duì)其藥物通透性和生物降解性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。近30年的研究表明，聚酯類材料及其單體都具有良好的組織相容性，聚酯類材料在生理環(huán)境中可水解降解，低分子量碎片可被巨噬細(xì)胞內(nèi)吞并在細(xì)胞內(nèi)降解。聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物同時(shí)具有聚酯和聚氨基酸兩者的共同優(yōu)點(diǎn)。其中，線性的聚乙二醇(單甲醚)-聚氨基酸嵌段和三嵌段共聚物被廣泛研究并應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng) 域。Polymer (vol. 46,005, p653_659)和 Journal of Polymer Science PartA:Polymer Chemistry (Vol. 49，2011, 3491-3498)分別公開了一種聚谷氨酸和聚乙丙交酯及聚(ε-己內(nèi)酯)的嵌段共聚物的制備方法，并研究了其熱力學(xué)性能以及自組裝行為等，表明其是一種很具潛力的生物醫(yī)學(xué)材料。中國(guó)專利03121397. 9 (授權(quán)號(hào))公開了一種聚乙二醇-脂肪族聚酯-聚氨基酸三元共聚物。但是上述論文和專利中公開的聚乙二醇(單甲醚)-聚氨基酸嵌段或三嵌段共聚物，制備方法較為繁瑣。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種制備方法簡(jiǎn)單，數(shù)均分子量可控，具有良好可生物降解和生物相容性的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物極其制備方法。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌
段共聚物，
權(quán)利要求
1.一種式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物，
2.一種式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 a)將叔丁氧羰基碳酸酐、乙醇胺和脂肪組聚酯的單體混合在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，并除去叔丁氧羰基，得到末端帶有氨基的脂肪族聚酯；所述脂肪族聚酯的單體為丙交酯、乳酸或ε -己內(nèi)酯； b)將所述末端帶有氨基的脂肪族聚酯與Y-芐基-氨基酸-N-內(nèi)羧酸酐混合在有機(jī)溶劑中，發(fā)生聚合反應(yīng)，得到脂肪族聚酯-聚氨基酸芐酯嵌段共聚物；所述Y-芐基-氨基酸-N-內(nèi)羧酸酐為Y -芐基-L-谷氨酸-N-內(nèi)羧酸酐或Y -芐基-天冬氨酸-N-內(nèi)羧酸酐； c)將所述脂肪族聚酯-聚氨基酸芐酯嵌段共聚物與氫溴酸的冰醋酸溶液混合在有機(jī)溶劑中，發(fā)生取代反應(yīng)得脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自甲苯、二甲基亞砜、二氯乙酸、二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟a)具體為 al)將叔丁氧羰基碳酸酐、乙醇胺混合在有機(jī)溶劑中，反應(yīng)得到叔丁氧羰基保護(hù)氨基的乙醇胺； a2)將所述叔丁氧羰基保護(hù)氨基的乙醇胺與脂肪族聚酯的單體混合在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行開環(huán)聚合，得到叔丁氧羰基保護(hù)氨基的脂肪族聚酯； a3)將所述叔丁氧羰基保護(hù)氨基的脂肪族聚酯與三氟乙酸溶解在有機(jī)溶劑中，脫去叔丁氧羰基，得到末端帶有氨基的脂肪族聚酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，還包括步驟d) d)將步驟c)所得到的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物與改性劑在縮合劑和催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，得到式I所示的聚合物，其中q滿足如下條件0〈q ( 100 ;所述改性劑為肉桂醇、丙烯酸羥乙酯或香豆素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物與改性劑按摩爾比為20: f 3。
7.—種水凝膠，其特征在于，包括 權(quán)利要求I所述的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物制備的水凝膠以及溶劑；所述水凝膠為式I所示的聚合物與二醇類化合物在催化劑和縮合劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)制得； 其中，所述二醇類化合物的物質(zhì)的量X、所述催化劑的物質(zhì)的量y和所述脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物中羥基的物質(zhì)的量z滿足如下關(guān)系χ:ζ=1:1(Γ3:5，γ:ζ=1:Γ5 ；縮合劑的物質(zhì)的量w與ζ滿足如下關(guān)系w:Z=5 15:1 ;所述溶劑的體積u與所述脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物的物質(zhì)的量^滿足如下關(guān)系u:z' = 10^20:10
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水凝膠，其特征在于，所述二醇類化合物選自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇和PEG400中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水凝膠組合物，其特征在于，所述水凝膠組合物的交聯(lián)度為10% 60%。
10.一種水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 m)按照權(quán)利要求7提供的摩爾比將所述的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物與二醇類化合物混合在溶劑中，在催化劑和縮合劑的作用下，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)得到水凝膠。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物，其中，R1為式II或式III所示的取代基；R2為式IV、式V或式VI所示的取代基；R3為式VII或式VIII所示的取代基；10≤n≤500；0≤q≤100；7≤p≤300。本發(fā)明提供的式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物制備方法簡(jiǎn)單，數(shù)均分子量可控，具有良好可生物降解和生物相容性。本發(fā)明還提供了一種所述式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物的制備方法，以及包含所述式I所示的脂肪族聚酯-聚氨基酸嵌段共聚物的水凝膠極其制備方法。
文檔編號(hào)C08L77/12GK102827367SQ20121034182
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者陳學(xué)思, 韓錦東, 丁建勛, 莊秀麗, 尹靜波 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所