CN103992482B - 一种具有糖、温度和pH三重敏感性的刷型共聚物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料和生物医学工程领域，具体一种涉及糖、温度和pH三重敏感性的刷型共聚物及其制备方法。该方法主要步骤分为三部分：第一部分：RAFT链转移剂引发对氯甲基苯乙烯聚合，叠氮化处理后再以此为大分子RAFT链转移剂引发DMA聚合。第二部分：α-2溴代异丁酸炔丙酯为ATRP引发剂引发单体(2-苯硼酸酯-5-乙基-1,3-二氧己环)丙烯酸酯(PpBDEMA)聚合。第三部分：聚合物一和聚合物二进行叠氮反应成聚合物三。本发明提供的聚合物与糖响应后苯硼酸从聚合物上脱落与糖形成小分子络合物，由此苯硼酸就可以随体内的新陈代谢排出体外，具有良好的生物相容性。本发明具有糖，温度，pH三重响应性，可更好得用于药物释放、化学传感器和聚合物分离等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有糖、温度和pH三重敏感性的刷型共聚物及其制备方法。
背景技术
相比于研究较多的单刺激响应体系，开发具有双重及多重刺激响应性体系对科研及实际应用具有更为重要作用的意义。首先，具有多重响应性的聚合物体系可以研究***释放动力学，这些体系可以针对不同的刺激独立得调节各响应行为，如可以同时加强或减弱药物释放。其次，生物体具有复杂的刺激响应行为，这类研究对糖尿病，癌症等疾病的研究大有裨益。具有多重响应性的高分子药物输送材料在不同刺激下能形成不同形态的胶束或者导致胶束的分解,即利用胶束的自组装来实现药物的可控释放。
聚合物刷是指高密度地将聚合物分子链的一段联接于各种界面或聚合物链上而形成的一种特殊均聚物，分子能够根据周围环境的改变而发生形态变化，如改变温度、溶剂、pH和离子强度。刷型结构的大分子，能够有效改变材料表面化学及物理性能，在胶体稳定剂、纳米刻蚀、微电子工业、润滑及生物材料等领域得到了广泛的应用，近年来已成为高分子化学和物理中的热点之一。
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则使由于胰岛素分泌缺陷及其生物作用受损引起的，会导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍，降低血糖是目前治疗糖尿病的主要方法，传统的注射和服用药物需要医生和病人严格控制药物的用量，长时间使用还会使患者产生耐药性并引起糖尿病肝肾损伤。所以，寻找一种糖响应性药物载体对于糖尿病的治疗尤为重要。这种糖响应体系可以实现药物的可控释放，苯硼酸及其衍生物具有糖响应。苯硼酸衍生物在水溶液中存在两种状态，带负电荷的四面体结构可以和葡萄糖络合形成稳定的苯硼酸酯结构，它是溶于水的，而中性三面体结构的苯硼酸与葡萄糖形成不稳定的环状结构。通过改变pH，以及溶液中葡萄糖的浓度实现苯硼酸体系缓释给药的目的。这种方法能够方便安全智能地在血糖浓度高的患病处选择性释放药物，达到高效治疗的目的。
发明内容
本发明提出的具备糖、温度和pH三重敏感性的刷型共聚物，其特征在于所述刷型共聚物的结构式为：
。
本发明提出的具备糖、温度和pH三重敏感性的刷型共聚物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将聚(p-叠氮甲基苯乙烯)、DMA(N,N-二甲基丙烯酰胺)和AIBN(偶氮二异丁氰)以摩尔比1:60-100:0.5溶于DMF中，三次冷冻抽真空循环脱气，在氮气气氛保护下68-72℃反应22-28小时，反应结束后用四氢呋喃稀释，稀释液在冰冻正己烷中沉淀，重复稀释-沉淀三次后过滤，再在真空烘箱中干燥44-52小时得到聚合物I；
聚合物I
(2) 在氮气保护下，将α-2溴代异丁酸炔丙酯、溴化亚铜、PMDETA和PpBDEMA单体以摩尔比1:1.2:1.2:60-100溶于干燥的苯甲醚中冷冻抽气循环三次，在85-95℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和***的混合液中沉淀，得到聚合物II：
聚合物II
(3)将步骤(1)得到的聚合物I，步骤(2)得到的聚合物II溶于DMF中，充分溶解后迅速加入CuBr和PMDETA组成的催化体系中，经过三次冷冻-抽真空循环脱气后，在氮气气氛保护下48-52℃反应10-14小时，反应结束后加入THF进行稀释，随后过中性氧化铝柱除去铜盐，滤液浓缩后再冰冻的***中沉淀三次，得到固体产物，再在真空烘箱中干燥44-50小时得到聚合物 III；
聚合物III。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明所提供的糖响应型高分子药物输送材料具有糖响应官能团，其特殊的疏水链段结构能提供在水相中自组装动力，形成纳米颗粒。
2)本发明所提供的糖响应型高分子药物输送材料本身和糖响应后的小分子苯硼酸糖酯以及成为双亲水性的聚合物均具有良好的生物相容性。本发明提供的聚合物与糖响应后苯硼酸从聚合物上脱落与糖形成小分子络合物，由此苯硼酸就可以随体内的新陈代谢排出体外，具有良好的生物相容性。
3)本发明具有糖，温度，pH三重响应性，可更好得用于药物释放、化学传感器和聚合物分离等领域。
具体实施方式
下面通过实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下属的实施例。
实施例1：
1)将0.189g(0.1mmol)聚(p-叠氮甲基苯乙烯)，0.9913(10mmol)DMA(N,N-二甲基丙烯酰胺)，3mg(0.02mol)AIBN(偶氮二异丁氰)溶于4mlDMF中，三次冷冻抽真空循环脱气，在氮气气氛保护下70℃反应24小时。反应结束后用四氢呋喃稀释，稀释液在冰冻正己烷中沉淀，重复溶解-沉淀三次后过滤，再在真空烘箱中干燥48小时得到聚合物I；
2)在氮气保护下，将0.0193g(0.1mmol)α-2溴代异丁酸炔丙酯、0.0173g 0.0208g(0.12mmol)溴化亚铜、(0.12mmol)PMDETA和2.738(10mmol)PpBDEMA单体溶于干燥的苯甲醚中冷冻抽气循环三次，在90℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和***的混合液中沉淀，得到聚合物II：
3)将0.7930g(0.1mmol)聚合物I，4.3808g(0.2mmol)聚合物II溶于DMF中，充分溶解后迅速加入如下催化体系：CuBr，PMDETA，经过三次冷冻-抽真空循环脱气后，在氮气气氛保护下50℃反应12小时，反应结束后加入THF进行稀释，随后过中性氧化铝柱除去铜盐，滤液浓缩后再冰冻的***中沉淀三次，得到固体产物透析除去原料，再在真空烘箱中干燥48小时得到聚合III。
实施例2：
1)同实施例1步骤1)；
2)在氮气保护下，将0.0193g(0.1mmol)α-2溴代异丁酸炔丙酯、0.0173g 0.0208g(0.12mmol)溴化亚铜、(0.12mmol)PMDETA和2.1904g(8mmol) PpBDEMA单体溶于干燥的苯甲醚中冷冻抽气循环三次，在90℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和***的混合液中沉淀，得到聚合物II：
3)同实施例1步骤3）。
实施例3：
1)同实施例1步骤1)；
2)在氮气保护下，将0.0193g(0.1mmol)α-2溴代异丁酸炔丙酯、0.0173g0.0208g(0.12mmol)溴化亚铜、(0.12mmol)PMDETA和1.6428g(6mmol) PpBDEMA单体溶于干燥的苯甲醚中冷冻抽气循环三次，在90℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和***的混合液中沉淀，得到聚合物II：
3)同实施例1步骤3）。
Claims (2)
1.一种具备糖、温度和pH三重敏感性的刷型共聚物，其特征在于所述刷型共聚物的结构式为：
。
2.一种如权利要求1所述的具备糖、温度和pH三重敏感性的刷型共聚物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将聚(p-叠氮甲基苯乙烯)、DMA(N,N-二甲基丙烯酰胺)和AIBN(偶氮二异丁氰)以摩尔比1:60-100:0.5溶于DMF中，三次冷冻抽真空循环脱气，在氮气气氛保护下68-72℃反应22-28小时，反应结束后用四氢呋喃稀释，稀释液在冰冻正己烷中沉淀，重复稀释-沉淀三次后过滤，再在真空烘箱中干燥44-52小时得到聚合物I；
聚合物I
(2) 在氮气保护下，将α-溴代异丁酸炔丙酯、溴化亚铜、PMDETA和PpBDEMA单体以摩尔比1:1.2:1.2:60-100溶于干燥的苯甲醚中冷冻抽气循环三次，在85-95℃，搅拌18-60小时，浓缩除去铜盐后在正己烷和***的混合液中沉淀，得到聚合物II：
聚合物II
(3)将步骤(1)得到的聚合物I，步骤(2)得到的聚合物II溶于DMF中，充分溶解后迅速加入CuBr和PMDETA组成的催化体系中，经过三次冷冻-抽真空循环脱气后，在氮气气氛保护下48-52℃反应10-14小时，反应结束后加入THF进行稀释，随后过中性氧化铝柱除去铜盐，滤液浓缩后在冰冻的***中沉淀三次，得到固体产物，再在真空烘箱中干燥44-50小时得到聚合物 III；
聚合物III。
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