含有肉桂酰氧基的环状脂肪族碳酸酯及其聚合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及含有肉桂酰氧基的环状脂肪族碳酸酯及其聚合物的制备方法，属于生物医用高分子材料领域。从２，２－二羟甲基丙醇和２，２－二羟甲基丁醇出发，合成脂肪族环状碳酸酯２－甲基－２－肉桂酰氧甲基三亚甲基碳酸酯和２－乙基－２－肉桂酰氧甲基三亚甲基碳酸酯，进而合成它们的均聚物，它们与脂肪族环酯的共聚物，与聚乙二醇的嵌段共聚物，以及它们与脂肪族环酯的无规共聚物与聚乙二醇的嵌段共聚物。这些聚合物带有肉桂酰氧侧基，可发生光致可逆交联反应，加上聚合物本身的生物降解性和生物相容性，此类聚合物可作为光敏感的生物医用材料，用于外科手术、药物控制释放和组织工程等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医用高分子材料领域，涉及含有肉桂酰氧基的环状脂 肪族碳酸酯及其聚合物的制备方法。技术背景脂肪族聚碳酸酯是一类重要的生物可降/吸收高分子。它具有良好的生 物相容性和物理机械性能，可以满足不同的需要。另一方面，聚碳酸酯降 解后生成二氧化碳和中性的二元醇，可避免聚乳酸、聚乙醇酸等在降解过 程产生的羧酸类物质所引起的不良效应。因此，生物可降解聚碳酸酯在药 物控制释放、体内植入材料、组织工程等方面得到了越来越广泛的应用。 开环聚合是重要的高分子合成方法之一。常见的合成生物可降解高分子， 如聚酯，聚氨基酸，聚碳酸酯，聚磷酸酯， 一般都通过幵环聚合来制备。 脂肪族聚碳酸酯开环聚合所用的单体一般是五员环或六员环碳酸酯，由于 五员环碳酸酯幵环聚合时，或多或少总发生脱二氧化碳的现象，因此，开环聚合合成聚碳酸酯时一般用六员环碳酸酯，如2,2-二甲基三亚甲基碳酸 酯。它不但能均聚得到较高分子量的聚合物，而且可以与其他环状单体如 丙交酯共聚，获得新的生物可降解或可吸收高分子材料。六员环碳酸酯的 另一个优点，是在它的三亚甲基上很容易引入可反应的官能团，迸而使聚 碳酸酯或它的共聚物官能化。在这一方面，已经公开了多个专利(如中国 专利200510107434.2:带侧羧基的脂肪族碳酸酯聚合物及其合成方法与用途；中国专利200510119031.X:环状脂肪族碳酸酯和其聚合物及合成方法 与用途；中国专利01114284.7: 5-苄氧基-三亚甲基碳酸酯及其制备方法)。 用这些可反应的羟基、羧基，可以将聚合物与药物或其他生物活性物质通 过共价键结合起来，形成高分子药物体系，或者经过进一步改性，改善聚 合物的亲水性、生物相容性和生物降解等性能，以满足不同的需要。但到 目前为止，所引入的官能团仅限于一般的化学反应基团，尚未见到引入光 敏基团的文献和专利报道。最近，智能高分子材料的研究尤为活跃。通过分子设计和有机合成的 方法赋予高分子材料以生物体所特有的高级功能，如自修复与自增殖能力、 认识与鉴别能力、刺激响应与环境应变能力等。其中，在智能药物释放体 系方面，除了引入聚乙二醇(PEG)作为亲水嵌段，通过两亲性嵌段共聚物 自组装形成聚合物胶束，利用高分子微粒的EPR效应和PEG的低免疫原性 实现药物的位置可控释放或持续释放(中国专利200410011176.3:可生物 降解聚合物的紫杉醇前药及其合成方法；中国专利200610016559.9:两亲 性三嵌段共聚物-紫杉醇键合药及其制备方法中国专利200610131690.X: 两亲性三嵌段共聚物-紫杉醇键合药及其合成方法；中国专利 200610131693.3: —种生物降解高分子-多西紫杉醇键合药及其制备方法)， 以及连接具有靶向功能的分子如抗体和多糖，使聚合物及其胶束、胶囊具 有细胞靶向功能外，构筑对外来刺激信号有响应能力的药物释放载体，从 而利用外来信号控制药物释放，是实现药物输送体系智能化的重要途径， 包括pH响应体系、温度响应体系、化学或生物物质响应体系、光响应体系、 磁场响应体系等。其中，光响应体系有以下成功的实例(1)在高分子材料中引入发色基团(如偶氮苯基团)，在光照作用下，发色基团发生光致异构化反应，使大分子链的构象发生变化，在宏观上表现为光致形变(HamsK.D., Cuypers R. Scheibe P.,van Oosten C. L., Bastiaansen C. W.M., Lub J., Broer D丄J. Mater. Chem., 2005, 15, 5043-5048)。 (2) Lendlein A禾卩Langer R报道了一种新的光致形状记忆高分子(LendleinA.,JiangH.Y.,LungerO., Langer R. nature, 2005, 434, 879-882)，它同时具有永久交联和可逆交联的双 交联结构。经加工成型的器件在室温下经外力作用而变形，经紫外光照射 后，光可逆交联点发生光致交联反应，将形变固定住，但经过另外-种较 短波长的紫外光照射，光致交联点断裂，因而形状回复。(3) A.HyderAH等 合成了侧链含有肉桂酰氧基的聚合物，并研究了它的交联机理(A. Hyder Ali & K. S. V. Srinivasan Polym. Int. 1997， 43, 310E6)。利用这种独特的光致可逆 交联反应实现光致形状记忆效应，得到光致形状记忆高分子，可望在医学 上得到重要应用。其中的光敏基团及其化学反应如下<formula>formula see original document page 10</formula>但上述光敏基团都接在非生物降解的高分子主链上，因而难以在体内使用。而要将光敏基团接在聚乳酸等生物降解高分子上，是不容易的，因 为聚乳酸分子链上没有可反应的基团。至今尚未见到带光敏基团的聚乳酸 及其共聚物的文献和专利报道。
技术实现思路
本专利技术将上述的光敏基团弓I入六元环的脂肪族碳酸酯，从而赋予脂肪族 聚碳酸酯及其共聚物以光响应功能和智能，开辟这些生物可降解高分子材 料的新的生物和医学应用。本专利技术的目的之一是提供含有肉桂酰氧基的环状脂肪族碳酸酯，其为2_甲基_2-肉桂酰氧甲基三亚甲基碳酸酯(以下简称单体A)或2-乙基-2-肉 桂酰氧甲基三亚甲基碳酸酯(以下简称单体)。它们的结构式分别为本专利技术的目的之二是提供单体A和单体B的制备方法。 单体A的制备方法的步骤和条件是(1) 将2,2-二羟甲基丙醇与是其1 2倍摩尔量的丙酮反应，室温搅拌 24~48小时，得到2,2-二甲基-5-甲基-5-羟甲基-1,3-二氧六环；(2) 得到的2,2-二甲基-5-甲基-5-羟甲基-1,3-二氧六环与肉桂酰氯反应， 用三乙胺为催化剂，三者投料的摩尔比为h 1~1.5: 1 1.5，四氢呋喃作溶 剂，0。C的条件下反应10 24h，得到2,2-二甲基-5-甲基-5-肉桂酰氧甲基-1,3-二氧六环；(3) 将2,2-二甲基-5-甲基-5-肉桂酰氧甲基-l,3-二氧六环溶解在甲醇中， 质量分数为10 20%，用浓盐酸水解，所用浓盐酸的摩尔数为2,2-二甲基 -5-甲基-5-肉桂酰氧甲基-1,3-二氧六环摩尔数的0.5 2倍，室温搅拌2 8 h， 得到2-甲基-2-肉桂酰氧甲基-1,3-丙二醇；(4) 将2-甲基-2-肉桂酰氧甲基-l,3-丙二醇与是其1 3倍摩尔量的氯甲 酸乙酯反应，用三乙胺为催化剂，四氢呋喃作溶剂，0。C的条件下反应2 10 h，得到单体A。单体B的制备方法的步骤和条件是(1) 将2,2-二羟甲基丁醇与是其1~2倍摩尔量的丙酮反应，室温搅拌 24~48小时，得到2,2-二甲基-5-乙基-5-羟甲基-1,3-二氧六环；(2) 将2,2-二甲基-5-乙基-5-羟甲基-l,3-二氧六环与肉桂酰氯反应，用三 乙胺为催化剂，三者的摩尔比为l: 1~1.5: 1 1.5，四氢呋喃作溶剂，0。C的条件下反应10 24h，得到2,2-二甲基-5-乙基-5-肉桂酰氧甲基-U-二氧六环；(3) 将2,2-二甲基-5-乙基-5-肉桂酰氧甲基-1,3-二氧六环溶解在甲醇中 质量分数本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有肉桂酰氧基的环状脂肪族碳酸酯，其特征在于，其为２－甲基－２－肉桂酰氧甲基三亚甲基碳酸酯单体或２－乙基－２－肉桂酰氧甲基三亚甲基碳酸酯单体，它们的结构式分别为Ａ和Ｂ：＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：景遐斌，胡秀丽，陈学思，谢志刚，莫国军，黄宇彬，庄秀丽，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]