[发明专利]一种光敏性环糊精聚合物及其纳米粒子

说明书

技术领域

一种光敏性环糊精聚合物及其纳米粒子，属于功能高分子材料领域。

背景技术

环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6-8个D(+)-吡喃葡萄糖单元，各葡萄糖单元均以1，4-糖苷键结合成环，分别简称为α-、β-和γ-CD。CD分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其结构中，外侧由C2和C3的仲羟基和C6的伯羟基构成，具有亲水性；而空腔内由于受到C-H键的屏蔽作用形成了疏水区。其内腔疏水而外部亲水的特性使其可依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与许多有机和无机分子形成包合物及分子组装体系。因此，在催化、分离、食品、化妆品以及医药等领域中，环糊精受到了极大的重视和广泛应用。Cramer首先阐明了CD能稳定色素，继而又发现能形成主客体包络物，从而使其在相关领域中的应用不断扩大。目前，国内外很多研究者制备了一系列CD聚合物，特别是有独特结构和刺激响应性的胶束、囊泡、凝胶等超分子组装体，这些超分子组装体可以用来包埋药物和芳烃化合物。但是对光敏性CD聚合物及其组装体的研究还未见报道。

3，4-二羟基肉桂酸(DHCA，俗称咖啡酸)可从咖啡豆、木瓜等天然植物中提纯得到，作为“植物性单体”。DHCA可均聚或与其它单体共聚，形成不同组成的无定形聚合物，分子链的刚性大，并为支化结构，其玻璃化转变温度(Tg)较高，有良好的热稳定性和力学性能，具有生理相容性和降解性能；这类聚合物的分子结构中含有大量的肉桂酰基，具有光反应性，如[2+2]环加成反应；PDHCA基聚合物可被制成微球、纤维和板材，在光敏纳米材料、生物医药领域有广泛的应用前景。

本发明以天然植物性单体3，4-二羟基肉桂酸(DHCA)为原料，制备DHCA均聚物；将其与巯基化的β-环糊精(6-SH-β-CD)反应，制备CD为侧基的接枝聚合物PDHCA-g-CD；在一定条件下使PDHCA-g-CD进行自组装形成纳米粒子，并经紫外光交联固定；CD的接枝率、粒子粒径、紫外光交联程度的控制均可通过调节投料比来实现。本发明制得的聚合物及其纳米粒子具有优异的吸附包合性、生物相容性和生物降解性，可应用于药物缓释体系、组织工程和环保等领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种光敏性环糊精聚合物及其纳米粒子。

本发明的技术方案：一种光敏性环糊精聚合物及其纳米粒子，(1)该聚合物以天然植物性单体3，4-二羟基肉桂酸(DHCA)为原料，巯基化的β-CD(6-SH-β-CD)为侧基，通过Michael加成反应，制备侧基带有CD的接枝聚合物，PDHCA：CD为1：0～1：1；所得接枝聚合物的结构为：

m=40～350，n=0～310，表示成PDACA-g-CD。

(2)进一步在一定条件下使环糊精聚合物进行自组装形成纳米粒子，并经紫外光交联固定。通过调节投料比，控制CD的接枝率控制为0～88.6％、粒子粒径为50～250nm、紫外光交联程度为0～90％。

本发明的有益效果：本发明通过制备生物质聚合物，聚3，4-二羟基肉桂酸(PDHCA)，再与巯基化的β-CD(6-SH-β-CD)反应，制备CD为侧基的光敏性CD接枝聚合物；并进一步制备其纳米粒子。CD的接枝率、粒子粒径、紫外光交联程度的控制均可通过调节投料比来实现：CD在PDHCA上的接枝率为0～88.6％；粒子粒径为50～250nm；紫外光交联程度为0～90％。制得的聚合物纳米粒子具有良好的光敏性、生物降解性和包合性；这种光敏性可降解聚合物纳米粒子可用作环境和生物医药领域的载体。

附图说明

图1光敏性聚合物PDHCA-g-CD的核磁谱图。

图2PDHCA-g-CD纳米粒子的TEM图。

具体实施方式

实施例1、磺酰化的β-环糊精(6-OTs-β-CD)

50g(44mmol)β-CD加入到溶有16g(400mmol)NaOH的1L水中，在冰浴0℃下，激烈搅拌，将36g(187mmol)对甲基苯磺酰氯(TsCl)缓慢加入体系，产生白色沉淀，在0℃反应2h。抽滤去不溶物，用体积分数10％的HCl将滤液pH调至7.0。用去离子水对沉淀进行重结晶，真空干燥，得到单磺酰化的β-CD(6-OTs-β-CD)。

实施例2、巯基化的β-环糊精(6-SH-β-CD)