[发明专利]一种环状生物降解脂肪族聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于脂肪族聚酯及其制备方法，具体涉及一种环状生物降解脂肪族聚酯及其制备方法。

背景技术

现有的生物降解脂肪族聚酯，如聚丙交酯（PLA）、聚乙交酯（PGA）、聚（ε-己内酯）（PCL）及其共聚物，通常为一类线性的高分子聚合物材料，具有良好的生物相容性，生物可降解且降解产物无毒副作用，并且具有良好的力学和加工性能。生物降解脂肪族聚酯已成为生物医学领域最重要的生物材料之一，被广泛应用于可吸收骨科内固定材料、组织工程支架材料、缓控释药物载体、可吸收手术缝合线等。然而，随着生物降解脂肪族聚酯的不断开发与临床的广泛应用，对生物降解脂肪族聚酯的性能提出了更高的要求，由于材料的性能与其结构密切相关，因此，设计合成具有特殊结构的生物降解脂肪族聚酯就变得十分迫切。

近年来，随着高分子化学的发展，特别是活性聚合和点击化学的应用，一些具有不同拓扑结构的聚合物得以合成，如星形、树枝状、超支化、梳型、八字形、蝌蚪形以及环状聚合物，这些具有特殊大分子结构聚合物的性能往往显示其独特性，如聚合物的溶解性能、熔体性能、密度、流体动力学体积、玻璃化转变温度等往往与相应的线性聚合物差异很大，可以更好地满足生物医学领域对材料性能的要求。环状聚合物由于其特殊的结构——具有一个“无限”的聚合物主链，近年成为人们十分感兴趣的一种特殊结构聚合物。虽然环状聚合物的合成已经引起了人们的关注，但对于在极为温和的条件下合成环的大小可控的环状聚合物仍然具有一定的挑战性。

目前，合成环状聚合物一般有两种方法：一种是双分子或者单分子在极稀溶液中的闭环反应，另外一种则是通过环状小分子的扩环反应。“点击化学”又称“click化学”，是由Sharpless于2001年首先提出来，常用的反应类型是通过Cu(Ⅰ)催化，炔基与叠氮基反应生成单一的反式三氮唑分子，属于1,3-双偶极Huisgen环加成反应(Kolb H C,Finn M G,Sharpless K B.Click chemistry:diverse chemical function from a few good reactions,Angewandate Chemie,International Edition,2001,40:2004-2021)。因其高产率、高选择性以及对各种官能团和反应条件优异的耐受性等特点，“点击化学”近年成为材料科学家手中强有力的研究工具，并逐渐被应用到聚合物材料的合成与改性修饰等方面。而把活性聚合技术与“点击化学”相结合为环状聚合物的制备提供了新的思路，也就是“点击环化反应”。如Grayson等利用“点击环化反应”合成了聚苯乙烯、聚（对-乙酰氧基苯乙烯）和聚（甲基丙烯酸酯）-聚苯乙烯嵌段共聚物等环状聚合物。(Eugene D M,Grayson S M.Efficient preparation of cyclic poly(methyl acrylate)-block-poly(styrene)by combination of atom transfer radical polymerization and click cyclization,Macromolecules,2008,41:5082-5084)。本发明拟结合开环聚合技术和点击化学反应制备环的大小可控的环状生物降解聚酯，以满足生物医学领域对特殊结构和性能的生物降解脂肪族聚酯的需求。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种环状生物降解脂肪族聚酯的制备方法，该方法简单易行、反应条件温和、反应产物纯净，能制备环的大小可控的环状生物降解脂肪族聚酯。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备的环状生物降解脂肪族聚酯，其具有与相应的线性生物降解脂肪族聚酯不同的拓扑结构与性能，可在缓控释药物载体、组织工程支架材料和血液相容性材料等方面得到很好的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种环状生物降解脂肪族聚酯的制备方法，所述制备方法包括开环聚合与点击化学，具体包括以下步骤：

（1）开环聚合：在催化剂作用下，采用含端炔基的小分子醇作为引发剂引发环酯单体开环聚合，得到单端炔基化的生物降解脂肪族聚酯；