[发明专利]一种壳聚糖为主链的双敏感性接枝共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料和生物医学工程领域，具体涉及一种壳聚糖为主链的双敏感性 接枝共聚物的制备方法。

背景技术

壳聚糖是自然界储量最为丰富是天然生物高分子材料之一，由甲壳素脱乙酰化得到， 具有优异的生物相容性、生物降解性以及生物活性，被称为“第六生命要素”。但壳聚糖 的结构相对简单，功能较为单一，溶解性较差，不能满足更高的应用要求，因此需要采用 物理化学方法对其进行改性，扩大其功能。董常明(Feng，H.；Dong，C.M.Biomacromolecules， 2006，7，3069)、方月娥(Liu，L.；Chen，L.X.；Fang，Y.E.Macromol.Rapid Commun.2006，27， 1988)等通过开环聚合制备了支链为聚丙交酯、聚己内酯的壳聚糖接枝共聚物。Bai(Li，N.； Bai，R.B.；Liu，C.K.Langmuir，2005，21，11780)则通过原子转移自由基聚合方法制备了支 链为聚丙烯酰胺的壳聚糖接枝共聚物。

环境敏感性聚合物如温度敏感性、pH值敏感性等聚合物能够对外界环境的变化做出响 应，并产生相应物理结构以及化学性质变化甚至突变的高分子材料。这类聚合物由于其独 特的性能而受到人们的广泛关注。聚(甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯)侧链上同时具有亲 水性的叔胺基、羰基和疏水性的烷基基团，因而呈现出优异的温度敏感性和pH值敏感性。 在低温或酸性条件下，聚(甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯)能溶解于水中形成均匀的溶液， 当温度升高至52℃左右或pH值呈碱性时，溶液发生相分离而浑浊。由于同时表现出温度 敏感性和pH值敏感性双敏感性特征，聚(甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯)成为研究最多 的环境敏感性聚合物之一。颜德岳(Hong，C.Y.；Mai，Y.Y.；Zhou，Y.F.；Yan，D.Y.；Chen，Y. Journ of Polymer Science Part A：Polymer Chemistry，2008，46，668)以超支化的聚醚为核，通 过原子转移自由基聚合制备了星型聚(甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯)并研究了其自组装 行为。Liu(Zhang，M.M.；Liu，L.；Wu，C.L.；Fu，G.Q.；Zhao，H.Y.；He，B.L.Polymer，2007，48， 1989.)在聚苯乙烯乳胶粒子表面通过原子转移自由基聚合法制备了聚(甲基丙烯酸-N，N-二 甲氨基乙酯)分子刷。

利用壳聚糖的生物相容性、生物降解性以及生物活性，结合原子转移自由基聚合这种 先进的聚合方法，在壳聚糖侧基上引入同时具有温度敏感性和pH值敏感性的聚(甲基丙烯 酸-N，N-二甲氨基乙酯)链段，可以制备壳聚糖为主链的双敏感性接枝共聚物，这将在生物 医学等领域具有广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壳聚糖为主链的双敏感性接枝共聚物的制备方法。

本发明的目的是将温度和pH值双敏感性聚合物作为支链引入到壳聚糖上，使所获得 的接枝共聚物同时具有优异的生物相容性、生物降解性、生物活性、温度敏感性和pH值 敏感性。本发明用商品化的壳聚糖和甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯单体，采用原子转移自 由基聚合方法，制备一系列不同链长的聚(甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯)支链的壳聚糖 双敏感性接枝聚共聚物。

本发明提出的壳聚糖为主链的双敏感性接枝共聚物的制备方法，具体步骤如下：

将壳聚糖加入反应釜，并分散溶解在溶剂A中，加入壳聚糖主链上端羟基或氨基摩尔 数1～20倍量的缚酸剂B，在0～15℃下滴加壳聚糖主链上羟基及氨基摩尔数1～20倍量 的含溴化合物C，滴加时间为20～70分钟，滴加结束后，反应温度为10～40℃，反应时 间为18～72小时。经抽滤，沉淀，并真空干燥后，得到溴基封端的壳聚糖大分子引发剂。 将所得到的溴基封端壳聚糖大分子引发剂溶于溶剂D，并按照溴基封端壳聚糖大分子引发 剂所含端溴基摩尔数10～500倍的量加入单体甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯。在催化剂E 作用下，体系在氩气或氮气保护下反应。反应温度为20～100℃，反应时间为2～48小时。 除去催化剂E后，并经沉淀、真空干燥，即得到所需产物。

本发明中，所述溶剂A为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰 胺或二甲基亚砜中的一种或几种。