[发明专利]一种聚肌氨酸嵌段共聚物的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚肌氨酸嵌段共聚物的制备方法，属于高分子材料技术领域，首先以RAFT试剂控制亲水性乙烯基单体RAFT聚合反应，生成第一嵌段亲水聚乙烯基聚合物；然后去除聚合物末端硫代羰基硫基团，释放保护的氨基作为大分子引发剂，引发N‑甲基取代甘氨酸‑N‑羧基酸酐开环聚合生成双亲性聚乙烯基嵌段聚肌氨酸嵌段共聚物。本发明是一种一锅法制备双亲性聚乙烯基嵌段聚肌氨酸嵌段共聚物的方法，该方法工艺简便、成本低廉、反应速率高效。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一锅法制备双亲性聚乙烯基嵌段聚肌氨酸嵌段共聚物的方法。

背景技术

双亲性嵌段共聚物由可溶于水的、化学性质不同的嵌段聚合物组成，在药物和基因传输、催化、表面改性以及形成无机纳米晶体模板化等领域有很大的应用前景。双亲性嵌段共聚物具有完全的水溶性，“智能”自组装行为，与底物相互作用的能力，而且是潜在的环境友好和生物相容性的替代品，因而越来越受到科研人员的广泛关注并被深入研究。

聚乙二醇为基础的双亲性嵌段共聚物，在生物医药等领域得到了深入研究并被广泛应用，通常认为聚乙二醇是相对良性和免疫安全的亲水聚合物。然而，近期的实验研究表明，以聚乙二醇为基础的载体在体内的使用过程中表现出一些缺点，如：免疫反应(Macromolecules，2015，48(6)，1673)、非生物降解性(Macromolecular RapidCommunications 2014，35(22)，1954)等，这些缺点在一定程度上限制了聚乙二醇作为医用载体在临床上的应用。为了克服这些缺点，我们选择了一种生物相容的、生物可降解的、亲水的聚合物聚肌氨酸，作为聚乙二醇的替代物，合成双亲性聚乙烯基嵌段聚肌氨酸嵌段共聚物。这类双亲性嵌段共聚物具有聚乙二醇为基础双亲性嵌段共聚物的性能，克服了聚乙二醇的非生物降解性和人体中免疫反应的缺点。

在过去十几年中，将RAFT(reversible addition-fragmentation chaintransfer)聚合和开环聚合相结合制备嵌段共聚物的研究很多，比如，Macromolecules2013,46,1291-1295；Macromolecules 2012,45(1),87-99；Macromolecules 2011,44(6),1347-1354等等，但是还没有研究过将亲水性乙烯基单体的RAFT聚合和亲水的N-甲基取代甘氨酸-N-羧基酸酐单体的开环聚合相结合制备双亲性嵌段共聚物。因此寻找一种操作简便、具体可行的方法制备双亲性聚乙烯基嵌段聚肌氨酸嵌段共聚物十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一锅法制备双亲性聚乙烯基嵌段聚肌氨酸嵌段共聚物的方法，该方法工艺简便、成本低廉、反应速率高效。

本发明提供的一锅法制备双亲性聚乙烯基嵌段聚肌氨酸嵌段共聚物的方法，首先以结构如(Ⅰ)所示的RAFT(reversible addition-fragmentation chain transfer)试剂控制亲水性乙烯基单体RAFT聚合反应，生成第一嵌段亲水聚乙烯基聚合物；然后去除聚合物末端硫代羰基硫基团，释放保护的氨基作为大分子引发剂，引发N-甲基取代甘氨酸-N-羧基酸酐开环聚合生成双亲性聚乙烯基嵌段聚肌氨酸嵌段共聚物。为了表述方便，所述的亲水性乙烯基单体如式(II)所示，上述的反应步骤如下所示

RAFT聚合反应

大分子引发剂反应过程

以上制备双亲性嵌段共聚物的方法中，所述的亲水性乙烯基单体分为两类，高活性亲水乙烯基单体和低活性亲水乙烯基单体，所述的高活性亲水乙烯基单体结构如式(III)所示，此时X为R₃，Y为