[发明专利]一种生物可降解的水溶性聚碳酸酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物可降解的水溶性聚碳酸酯及其制备方法，具体地说，涉及一种聚(二羟乙基甲胺碳酸酯)及其制备方法，属于合成化学领域。

背景技术

脂肪族碳酸酯(APC)材料具有良好的生物相容性、生物可降解性和优异的机械性能，在环境保护材料及医用材料领域受到广泛关注。但是，由于它们大多缺乏活泼的功能化基团，亲水性较差，降解速度不快，限制了它们的应用，例如这些材料在体内的细胞或器官上亲和不牢固。因此，对APC材料进行改性工作一直是研究的热点。通过合适的功能化基团的引进，可以有效提高其表面亲水性、药物复合力和生物粘附性。已报道通过开环聚合氨基、羟基、羧基、乙烯基、羰基功能化的环状碳酸酯单体，得到了各种各样的功能化聚碳酸酯，材料的物理化学性能得到了很大程度的改善。相对而言，这些方法合成起来需要对功能化基团保护-去保护过程，较为繁琐，不利于大规模生产和实际应用。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种生物可降解的水溶性聚碳酸酯及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种生物可降解的水溶性聚碳酸酯，该聚碳酸酯为聚(二羟乙基甲胺碳酸酯)，是一种数均分子量为1000～12000的均聚物，其结构式为：

本发明还提供了上述聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：以6，14-二甲基-1，3，9，11-四氧-6，14-二氮-环十六噁烷-2，10-二酮作为单体，Novozym435作为催化剂，与甲苯按1∶0.01～0.2∶0.1～10g/g/ml的比例加入到反应容器中，密封，于60～90℃反应12～48小时；反应结束后，用少量CH₂Cl₂或氯仿或甲苯溶解，过滤，再用大量不良溶剂使之完全沉淀，收集沉淀，干燥即得到生物可降解的水溶性聚碳酸酯。

上述聚碳酸酯的制备方法中所述的不良溶剂为乙醚、环己烷或石油醚。

上述聚碳酸酯的制备方法中所述的6，14-二甲基-1，3，9，11-四氧-6，14-二氮-环十六噁烷-2，10-二酮是采用以下方法制备的：将N-甲基二乙醇胺、碳酸二乙酯和碳酸钾按物质的量之比为1∶1.0～1.2∶0.001～0.01的比例加入到反应容器中，于80～140℃回流使之充分反应，然后于120～140℃分馏除去副产物后，将收集的产物用足量CH₂Cl₂或三氯甲烷萃取、洗涤干净，收集有机相，干燥除水、过滤除去溶剂后，在220～300℃真空裂解，接着将裂解后的产物重结晶即得到6，14-二甲基-1，3，9，11-四氧-6，14-二氮-环十六噁烷-2，10-二酮。

上述6，14-二甲基-1，3，9，11-四氧-6，14-二氮-环十六噁烷-2，10-二酮的制备方法中所述于80～140℃回流的时间为2～12小时；重结晶所用的溶剂为甲苯、乙酸乙酯、氯仿或四氢呋喃。

本发明是以6，14-二甲基-1，3，9，11-四氧-6，14-二氮-环十六噁烷-2，10-二酮为单体，通过酶促开环聚合得到聚(二羟乙基甲胺碳酸酯)。本发明的聚碳酸酯材料主链上含有大量叔胺基团，亲水性获得很大提高，该聚碳酸酯可以溶于水，通过MTT法证明了该聚碳酸酯在HeLa和HepG2细胞系中的生物毒性很小，具有较高的生物相容性，同时大量叔胺基团的引入，使得材料具备功能性，在诸如废水处理，药物控制释放，基因转染载体和组织工程等方面具有潜在的应用价值。制备方法简单，材料安全性高，是一种前途较为光明的功能化材料。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，其目的在于帮助更好地理解本发明的内容，但这些具体实施例不以任何方式限制本发明的保护范围。

实施例1