[发明专利]一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有亲水功能侧基的可降解脂肪族聚酯及其制备方法，所提供的聚酯是一类具有完全的生物可降解性和一定亲水性能的高分子材料，可作为药物缓释载体应用于生物医用高分子领域。

背景技术

脂肪族二元酸及其衍生物和脂肪族二元醇经过经典的缩聚反应可以合成一类具有完全生物降解性的脂肪族聚酯高分子材料，如聚丁二酸乙二醇酯(PES)，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚己二酸丁二醇酯(PBA)。其中PBS是由四碳的丁二酸或其衍生物与1,4-丁二醇缩合聚合制备得到。PBS良好的热性能(熔点：114~118 ℃；热分解温度：380 ℃左右；玻璃化转变温度：-35~40 ℃ )和加工性能以及优异的生物降解性，使其成为脂肪族聚酯中一种具有重要应用价值的生物降解高分子材料。

随着研究的不断深入，PBS类聚合物自身的弊端也逐渐暴露出来，如疏水性强、缺乏反应活性位点、降解速度慢、同时结构中不含细胞可识别的分子，不能对细胞实现特异性吸附。PBS的上述缺点制约了其在生物医药领域的应用。为此，对PBS的功能化及亲水性改善成为研究者关注的热点。目前主要是通过共聚在聚合物的侧链引入亲水基团来实现对PBS的功能化及亲水性改善的。鉴于PBS的结构特点，带有活性基团如羟基的PBS类聚合物的合成主要通过以下三种途径来实现。（1）利用PBS末端羟基的反应活性引发保护了活性基团的环状单体开环，得到的共聚物再经去保护得到侧基带有活性基团的PBS类聚合物(Yang, J., et al. Biomacromolecules，2004, 5, 209-218)。（2）以侧基保护的脂肪族二酸衍生物、丁二酸衍生物和二醇为原料，通过经典的缩合聚合反应合成侧基保护的PBS类聚合物，再去保护得到目标产物[Zhang, S. P., et al. Biomacromolecules，2003, 4, 437-445]。（3）以富马酸、丁二酸和二醇为原料，合成主链带有不饱和双键的PBS类共聚物，共聚物再经羟基化反应得到侧基带有活性基团的PBS类聚合物[Hao, Q. H., et al. Biomacromolecules，2005, 6, 3474-3480; Zhang, S. P., et al. Chin. J. Org. Chem. 2003, 23, 1008-1012.]。上述三种方法虽然都可得到带有活性侧基的PBS类共聚物，但都不同程度的存在反应路线长、反应不完全及试剂的毒性等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种主碳链具有亲水性功能侧基的脂肪族聚酯，以克服目前化学合成的脂肪族聚酯高度疏水性，难以调节亲水/疏水平衡，且缺乏活性反应位点，导致高分子后改性困难等不足。

本发明另一目的是提供上述脂肪族聚酯的制备方法。

本发明实现过程如下：

结构式（I）所示的高分子聚合物，

其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，R₁为-CH₂OH, -CH₂NH₂或-CH₂OCOCH₂CH₂COOH，m为10~30的整数，n为20~50的整数， p为20~60的整数。

   上述高分子聚合物的制备方法主要包括缩合聚合、开环聚合及点击反应，具体步骤如下：

（1）合成得到结构式（Ⅱ）所示的聚合物1

该聚合物的合成可参考文献方法[Zhang, S. P., et al. Biomacromolecules，2003, 4, 437-445; Zhang, S. P., et al. Chin. J. Org. Chem. 2003, 23, 1008-1012]合成；

其中，x为0~4的整数，y为2~8的整数，m为10~30的整数；

（2）用聚合物1合成得到结构式（Ⅲ）所示的聚合物2

以干燥的苯、甲苯或二甲苯为溶剂，在催化剂有机锡、有机铝或有机钛化合物作用下，利用聚合物1末端羟基的反应活性，将聚合物1与己内酯和α-氯代己内酯在80~130 ℃引发环状单体己内酯和α-氯代己内酯开环反应得到聚合物2；