一种洗瓶刷状的阳离子盐响应型聚合物的制备方法

摘要

发明制备了一种阳离子型洗瓶刷状的聚合物，这种聚合物显示出依赖于离子强度的刺激响应性。本发明中，刷子状的聚合物以降冰片烯作为骨架，含有季铵的聚己内酰酯共聚物作为侧链，通过开环易位聚合、开环聚合和点击反应的结合反应制备，在低离子强度的水中，阳离子季铵盐基团之间的静电排斥使得刷子状高分子可以溶解。随着盐的加入，溶液的离子强度逐渐增大，盐离子的屏蔽效应会将季铵基团之间的相互作用转变为疏水-疏水相互作用，因此单个刷子状聚合物会经历从舒展状态转变为团聚状态最后变成不溶状态。本发明药物传输、生物工程和分子设备方面，都有很好的潜在应用前景。

主权项

一种洗瓶刷状的阳离子盐响应型聚合物的制备方法，其步骤如下：(1)N‑[3‑羟丙基]‑顺‑5‑降冰片烯‑外‑2，3‑二甲酰亚胺(NPH)的合成：顺‑5‑降冰片烯‑外‑2,3‑二羧酸酐(NDA)(2.0g，8.0mmol)溶解到20mL二氯甲烷(DCM)，3‑氨基‑1‑丙醇(0.80g，8.4mmol)磁力搅拌下逐滴滴入到二氯甲烷溶液中，然后溶剂蒸发掉得到的混合物在120～130℃干燥12～18h，最后混合物通过铝制圆柱得到NPH；(2)乙基‑二甲基‑炔丙基溴化铵的合成：2‑甲基氨基‑1‑丙炔(10.00g，120.2mmol)加入到含有30mL四氢呋喃(THF)的圆底烧瓶中，再加入1‑溴代乙烷(7.90g，72.2mmol)，反应混合物在35℃搅拌反应2天，得到的混合物用二乙基乙醚洗三次以去除多余的3‑二甲基氨基‑1‑丙炔，溴化季铵盐最后在真空干燥箱中干燥；(3)开环聚合制备NPH‑PCL‑嵌段‑P(αClεCL)(α‑氯‑ε‑己内酰酯)大分子单体：具有不同聚合度的NPH‑PCL‑嵌段‑P(αClεCL)大分子单体通过开环聚合制备，εCL(0.91g，8.0mmol)和αClεCL(0.30g，2.0mmol)溶解到1mL干燥的甲苯中然后加入到盛有NPH引发剂(0.044g，0.2mmol)的反应瓶中，得到混合物用N2鼓吹10min，在氮气保护下，将Sn(OCt)2(0.008g，0.02mmol)溶解到0.2mL干燥的甲苯中然后转移到反应瓶中，最后反应混合物在氮气保护中在110℃下搅拌反应24h，反应后，将混合物冷却到室温，用甲苯稀释，沉淀两次到冷却的甲醇中，然后真空干燥24h直到重量不再变化；(4)开环易位聚合制备PNPH‑接枝‑[PCL‑嵌段‑P(αClεCL)]分子刷：在一个充满氮气的反应瓶中，大分子单体NPH‑接枝‑[PCL‑嵌段‑P(αClεCL)](400mg，61.5μmol)溶解到5mL干燥的甲苯中，反应瓶密封结实氮气清洗15min，在氮气保护气下加入一种含有GrubbsIII催化剂(0.9mg，1.23μμmol)的 2mL脱气甲苯溶液，得到的混合物60℃搅拌4h后加入1mL乙基乙烯基乙醚终止聚合反应，溶液继续搅拌30min然后沉淀到过量的甲醇中，聚合物用过滤的方法分离出来后真空干燥直到重量不再变化；(5)PNPH‑接枝‑[PCL‑嵌段‑P(αN3CL)]分子刷的合成：PNPH‑接枝‑[PCL‑嵌段‑P(αClεCL)](0.4g，0.65mmolαClεCL)溶解到N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)中，然后加入叠氮钠(0.21g，3.25mmol)得到的混合物在室温搅拌24h，反应后，固体滤出，DMF减压蒸发掉，得到的混合物溶解到甲苯中，不溶解的固体离心掉(5000rpm；15min)，最后，共聚物重新用减压蒸馏的方式得到；(6)制备PNPH‑接枝‑[PCL‑嵌段‑P(CL‑接枝‑季铵盐)]分子刷：PNPH‑接枝‑[PCL‑嵌段‑P(αN3εCL)](0.22g，0.36mmolαN3εCL)和EDPQA(0.076g，0.40mmol)加入到含有DMF的圆底烧瓶中，得到的混合物用氮气清洗10min，然后加入到DBU(0.0055g，0.036mmol)和CuI(0.0068g，0.036mmol)得到的混合物35℃下干燥4h，反应后，共聚物在冷的二乙基乙醚沉淀然后真空干燥，滤出的固体溶解到水中然后透析6h去除剩余的小分子和其它的杂质，最终的共聚物通过冷冻干燥得到。