[发明专利]超支化触发式自降解聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料及其应用，更具体地，涉及一种刺激响应触发的超支化触发式自降解聚合物，及由其制备的功能性超支化触发式自降解聚合物的制备方法和应用。

背景技术

为了在单分子层次实现信号的化学放大，化学家们发展了触发式自降解聚合物(Self-ImmolativePolymer,SIP)体系，这类聚合物能够在触发解离特定位点的保护基元后自发进行类似多米诺骨牌的串联解聚，同时释放小分子构筑基元。2003年，报道了触发式自降解树枝状分子(Self-ImmolativeDendrimer,SID)的合成(D.Shabatetal.Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,4494-4499)。SID能够在焦点处的特定触发基元解离后发生解聚并释放外围的多个报告基元，从而产生信号化学放大效应。到目前为止，已有文献报道的触发式自降解树枝状分子最多为三代，即具有最高八倍的输出信号放大能力。基于触发式自降解树枝状分子独特的拓扑结构和信号放大特性，其在响应性触发药物释放以及高灵敏度诊断检测方面具有重要应用前景。

但是，复杂的多步合成与纯化过程极大地限制了触发式自降解树枝状分子的代数和外围基元数目(即信号放大能力)，以及它们在生物医药领域的实际运用。为了解决这一问题，发展了通过简单的一锅法制备线型触发式自降解聚合物(l-SIP)的新策略。但对于线型触发式自降解聚合物而言，输入信号只能通过唯一的l-SIP链末端报告基元或主链构筑基元的释放来转化为输出信号。这些局限行导致l-SIP在分子链的水平上不具备信号放大效果或信号报告基元不具有可扩展性，从而限制了其实际应用。而在链聚集体和本体的水平上，线型触发式自降解聚合物是一种极佳的制备可触发解离微胶囊、微米级聚集体以及宏观检测器件的材料体系。

另一方面，超支化触发式自降解聚合物是一种具有高度支化拓扑结构的类球状大分子，并且带有大量的外围末端基元。与线型、树枝状、星型、环状、刷状等拓扑结构聚合物相比，超支化触发式自降解聚合物的独特性质和优势使得它们在生物医药领域具有重要应用前景。首先，与树枝状聚合物的制备需要多步合成和冗繁的纯化步骤不同，超支化触发式自降解聚合物的合成仅需简单的一锅法，部分避免了制备残留物的不利影响；其次，大量的外围末端基元使得超支化触发式自降解聚合物可以作为键合生物活性分子的优良平台。最后，超支化触发式自降解聚合物可以通过多种方式负载生物活性分子(物理包埋、静电络合、共价修饰等)，并通过构筑响应性超支化触发式自降解聚合物实现微环境响应触发释放。

综上所述，本发明涉及触发式自降解超支化触发式自降解聚合物(HyperbranchedSelf-ImmolativePolymer,hSIP)的制备与功能拓展。hSIP将兼具触发式自降解聚合物信号放大的特性以及超支化触发式自降解聚合物合成简单、容易后修饰和官能化两方面的双重优势。

发明内容

本发明的目的是为了构建一种兼具简易合成与信号放大的触发式自降解聚合物。具体的，本发明涉及以下各项：

1.一种支化单元，所述支化单元含有一个酰基叠氮基元和两个羟基，所述酰基叠氮基元和羟基之间通过触发式自降解基元连接，所述支化单元的结构如下式所示：

2.一种结构如式1所示的超支化触发式自降解聚合物，所述超支化触发式自降解聚合物由权利要求1所述的支化单元通过缩合聚合制备，其中T1是保护基元，当T1脱去后，所述超支化触发式自降解聚合物能够解离成组成的小分子片段：

3.根据2所述的超支化触发式自降解聚合物，其中，

4.一种式2所示的功能性超支化触发式自降解聚合物，其中F是功能基元，当T1脱去后，所述超支化触发式自降解聚合物自发分解并且能够释放出F：

其中，

5.根据4所述的功能性超支化触发式自降解聚合物，其中功能基元F可以选自药物、荧光基元、酶底物、靶向基元以及亲水功能聚合物或其组合。

6.根据4所述的功能性超支化触发式自降解聚合物，其中，

或其组合。

7.根据4所述的功能性超支化触发式自降解聚合物，所述功能性超支化触发式自降解聚合物还在其上连结有靶向基元TG，形成如下式3所示结构，所述靶向基元TG为对特定病变组织或者病变细胞具有靶向能力的多肽或者小分子，

其中，