本发明专利技术涉及含多个溴官能团的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法及温敏性聚合物制备方法。本发明专利技术以双端羟基聚乙二醇为引发剂，以α-溴-γ-丁内酯和ε-己内酯为单体，以辛酸亚锡为催化剂，通过可控开环聚合方法（ROP）一步制备主链含多个溴官能团的共聚物，合成方法便捷可控。并以共聚物主链上溴官能团为引发剂，采用原子转移自由基聚合的方法（ATRP），以N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为单体、CuBr/PMDETA为催化体系，制备PEG-P(CL-r-BL)-g-PNIPAM温敏性聚合物，通过调节共聚物中亲疏水链段的比例来调节其低临界共溶温度（LCST），使其接近人体温度，在温度响应药物控制释放领域有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
含多个溴官能团的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法及温敏性聚合物制备方法
本专利技术属于高分子材料制备
，尤其是医用高分子材料制备，具体涉及含多个溴官能团的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法及其温敏性聚合物制备方法。
技术介绍
聚乙二醇(PEG)是一种亲水性高、生物相容性好的聚合物。PEG的免疫原性很低，不会引起人体内免疫系统严重的抗原反应，并且分子量低于10000的PEG可以迅速通过代谢作用被排出体外，不在体内蓄积，没有任何毒副作用。因此，PEG已经被美国食品与药品管理局(FDA)批准认可，广泛运用于生物医药领域。因PEG分子链柔顺性好、亲水性高的特点，PEG常作为两亲性聚合物的亲水性组分，这样的两亲性聚合物能够在水中自组装形成以PEG为壳层的胶束。通过在胶束的疏水性内核包裹疏水性药物便可以实现药物的装载与运输。聚己内酯(PCL)也是一种生物相容性突出的聚合物，聚合物分子链上丰富的酯键为其提供了优良的可降解性能，此外PCL还有很好的成型加工性能，易与多种聚合物共混，使PCL在组织工程领域有广泛的应用。PCL对生物体有低毒性，且拥有良好的药物通透性，使得PCL成为在聚合物药物载体中常用的一种疏水性材料。Luo等在2012年《JournalofPolymerSciencePartA：PolymerChemistry》(聚合物科学A部分：聚合物化学)第50卷2053-2067页发表的“NovelThermo-ResponsiveSelf-AssemblyMicellesfromaDoubleBrush-ShapedPNIPAM-g-(PA-b-PEG-b-PA)-g-PNIPAMBlockCopolymerwithPNIPAMPolymersasSideChains”(基于双刷型PNIPAM-g-(PA-b-PEG-b-PA)-g-PNIPAM共聚物自组装形成的温敏性聚合物胶束)。该文以双端羟基聚乙二醇(PEG)为起始原料，通过与2-溴异丙酰溴反应将PEG端基转化为溴原子，同时采用自由基聚合得到端羟基的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)，后与丙烯酰氯反应将端羟基转化为双键，最后以端基为溴的PEG为引发剂，以端基为双键的PNIPAM为大分子单体，采用原子转移自由基聚合的方法合成主链为PEG，接枝链为PNIPAM的共聚物。利用PNIPAM的温敏性以及PEG链段的亲水性特征，可制备温敏性聚合物胶束。但上述技术存在两大问题，一是操作过程繁琐，无法采用简单的一步反应在聚乙二醇主链上引入多个反应性官能团侧基，并以此为基础对聚合物进行接枝或其他修饰来制备功能性高分子材料，这使得上述技术不利于推广使用；二是无法简便地通过调控官能团侧基的密度来调控接枝链的接枝密度，这也不利于不同需求的高分子材料的合成。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供一种含多个溴官能团的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法及其温敏性聚合物制备方法，该方法能够通过一步反应在聚乙二醇主链上引入多个反应性官能团侧基，并以此为基础对聚合物进行接枝或其他修饰来制备功能性高分子材料。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法，按以下步骤操作：1)聚乙二醇的干燥：将聚乙二醇溶解于甲苯中，在140℃、常压下油浴加热，以蒸馏出甲苯-水共沸物和过量的甲苯，得到干燥的聚乙二醇，备用；2)环状单体ε-己内酯的干燥：向ε-己内酯中加入CaH2粉末，放入磁子，采用磁力搅拌24h，然后用孔径为0.45μm的微孔滤膜过滤浑浊液，得到清澈干燥的ε-己内酯，备用；3)环状单体α-溴-γ-丁内酯的干燥：将3A分子筛用蒸馏水洗涤后，置于马弗炉中，在500℃下活化3h得到活化的分子筛；向α-溴-γ-丁内酯中加入上述分子筛，然后磁力搅拌24h，用孔径为0.45μm的微孔滤膜过滤，得到干燥的α-溴-γ-丁内酯，备用；4)共聚物的合成：将上述干燥后的聚乙二醇、ε-己内酯、α-溴-γ-丁内酯混合，并使聚乙二醇与环状单体ε-己内酯和α-溴-γ-丁内酯在磁力搅拌作用下混合均匀，再加入辛酸亚锡[Sn(Oct)2]作为催化剂；将上述混合物加热至120℃并在该温度下反应6h；用二氯甲烷溶解反应产物，再加入乙醚使共聚物沉淀，过滤后，将该共聚物置于真空烘箱中在50℃下烘干至恒重，得到主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物，作为共聚物A。其中，步骤1)中所述的聚乙二醇可以用双端羟基聚乙二醇，也可以用单羟基聚乙二醇，其数均分子量为200-6000。步骤1)中使用的聚乙二醇与甲苯的质量比为1:10。步骤2)中环状单体ε-己内酯与CaH2的质量比为15:1。步骤4)中聚乙二醇与环状单体按质量比1:1～20投料；所述的环状单体指ε-己内酯和α-溴-γ-丁内酯，其中α-溴-γ-丁内酯与ε-己内酯按摩尔比1:1～10投料；步骤4)中使用的催化剂与环状单体的摩尔比为1：1～10。一种制备两亲性温敏性聚合物的方法，按以下步骤操作：(1)将采用上述主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法所制备的共聚物A与CuBr、配体溶于DMF(二甲基甲酰胺)中形成溶液，其中，共聚物A的Br官能团与CuBr、配体的摩尔比为1:1:1～5；再将上述溶液再加入到反应瓶内；将单体N-异丙基丙烯酰胺即NIPAM作为接枝链的单体加入反应瓶中；再将反应瓶在-196℃下冷冻1-2min，再将其抽成真空，真空度为-0.09MPa，然后通入氩气，并重复上述冷冻-抽真空-通氩气操作三次以去除氧气；其中，所述的配体为五甲基二乙烯三胺、2,2’-联吡啶、4,4’-二壬基-2,2’-联吡啶或三(2-吡啶基甲基)胺，NIPAM的加入量与反应瓶内的聚合物A的摩尔比为20-500:1；(2)继续通氩气15min；封闭反应瓶，于90℃下油浴反应8h；(3)降至室温，用THF(四氢呋喃)稀释步骤(2)的反应后溶液，用中性氧化铝柱吸附法除去该溶液中的含铜盐，再用旋转蒸发法浓缩溶液，即将除去含铜盐的溶液在室温、转速30rpm、真空度-0.09Mpa下浓缩至刚有固体物质出现时停止浓缩；向浓缩溶液中加入乙醚生成固体沉淀物，将固体沉淀物过滤出来，并置于真空烘箱中在50℃下烘干至恒重，得到两亲性温敏性聚合物。其中，步骤(1)所用的NIPAM用其他能提供温敏性基团的单体代替，如甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)等。与现有的技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、通过一步开环聚合实现主链含有多个溴官能团的两亲性共聚物合成，方法简便，易于操作和推广。2、通过调节ε-己内酯和α-溴-γ-丁内酯环状单体的摩尔比来控制共聚物主链溴官能团的密度，操作方便，反应进程和结果可控。3、为制备两亲性温敏性生物医学高分子提供了一种方便有效的途径。附图说明图1为本专利技术实施例一中使用的可控开环聚合具支反应茄形瓶；图2为本专利技术的PEG-P(CL-r-BL)的1H-NMR谱图；具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。一、主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法，按以下步骤操作：1)聚乙二醇的干燥：将聚乙二醇溶解于甲本文档来自技高网...
【技术保护点】
主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇‑聚环状内酯共聚物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1）聚乙二醇的干燥：将聚乙二醇溶解于甲苯中，在140℃、常压下油浴加热，以蒸馏出甲苯‑水共沸物和过量的甲苯，得到干燥的聚乙二醇，备用；2）环状单体ε‑己内酯的干燥：向ε‑己内酯中加入CaH2粉末，放入磁子，采用磁力搅拌24h，然后用孔径为0.45 μm的微孔滤膜过滤浑浊液，得到清澈干燥的ε‑己内酯，备用； 3）环状单体α‑溴‑γ‑丁内酯的干燥：将3A分子筛用蒸馏水洗涤后，置于马弗炉中，在500℃下活化3h得到活化的分子筛；向α‑溴‑γ‑丁内酯中加入上述分子筛，然后磁力搅拌24h，用孔径为0.45 μm的微孔滤膜过滤，得到干燥的α‑溴‑γ‑丁内酯，备用； 4）共聚物的合成：将上述干燥后的聚乙二醇、ε‑己内酯、α‑溴‑γ‑丁内酯混合，并使聚乙二醇与环状单体ε‑己内酯和α‑溴‑γ‑丁内酯在磁力搅拌作用下混合均匀，再加入辛酸亚锡[Sn(Oct)2]作为催化剂；将上述混合物加热至120℃并在该温度下反应6h；用二氯甲烷溶解反应产物，再加入乙醚使共聚物沉淀，过滤后，将该共聚物置于真空烘箱中在50℃下烘干至恒重，得到主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇‑聚环状内酯共聚物，作为共聚物A。...
【技术特征摘要】
1.主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1）聚乙二醇的干燥：将聚乙二醇溶解于甲苯中，在140℃、常压下油浴加热，以蒸馏出甲苯-水共沸物和过量的甲苯，得到干燥的聚乙二醇，备用；其中，所述的聚乙二醇是双端羟基聚乙二醇或单羟基聚乙二醇，其数均分子量为200-6000；2）环状单体ε-己内酯的干燥：向ε-己内酯中加入CaH2粉末，放入磁子，采用磁力搅拌24h，然后用孔径为0.45μm的微孔滤膜过滤浑浊液，得到清澈干燥的ε-己内酯，备用；3）环状单体α-溴-γ-丁内酯的干燥：将3A分子筛用蒸馏水洗涤后，置于马弗炉中，在500℃下活化3h得到活化的分子筛；向α-溴-γ-丁内酯中加入上述分子筛，然后磁力搅拌24h，用孔径为0.45μm的微孔滤膜过滤，得到干燥的α-溴-γ-丁内酯，备用；4）共聚物的合成：将上述干燥后的聚乙二醇、ε-己内酯、α-溴-γ-丁内酯混合，并使聚乙二醇与环状单体ε-己内酯和α-溴-γ-丁内酯在磁力搅拌作用下混合均匀，再加入辛酸亚锡[Sn(Oct)2]作为催化剂；将上述混合物加热至120℃并在该温度下反应6h；用二氯甲烷溶解反应产物，再加入乙醚使共聚物沉淀，过滤后，将该共聚物置于真空烘箱中在50℃下烘干至恒重，得到主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物，作为共聚物A。2.根据权利要求1所述的主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法，其特征在于，步骤1）中使用的聚乙二醇与甲苯的质量比为1:10。3.根据权利要求1所述的主链含有多个溴官能团侧基的两亲性聚乙二醇-聚环状内酯共聚物的合成方法，其特征在于，步骤4）中聚乙二醇与环状单体按质量比1:1~20投料；所述的环状单体指ε-己内酯和α-溴-γ-丁内酯，其中α-溴-γ-丁内酯与ε-己内酯按摩尔比1:1~10投...
【专利技术属性】
技术研发人员：高晨，张雪梅，李新跃，鲁越，阳龑，杨迁，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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