[发明专利]邻苯二酚衍生物及其仿生聚合物的合成与应用

说明书

本发明公开了一类邻苯二酚衍生物及仿生聚合物的合成方法与应用，属于高分子生物材料和功能材料领域。本发明以廉价易得的邻苯二酚、甲醛、二级胺为原料，通过Mannich反应得到4‑位胺甲基取代的邻苯二酚衍生物和3‑位胺甲基取代的邻苯二酚衍生物。仿生聚合物为含有邻苯二酚聚氨酯仿生聚合物或含有邻苯二酚聚丙烯酸酯仿生聚合物，聚合物单体经过加聚或自由基聚合制得含邻苯二酚结构的仿生聚合物。本发明得到的邻苯二酚衍生物，可用于含邻苯二酚结构单元仿生聚合物的合成；由邻苯二酚衍生物合成得到的仿生聚合物，具有优异的形成涂层的能力、抗蛋白吸附能力、以及形成水凝胶的能力，在医用粘接剂、医用水凝胶、涂层材料等方面具有应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子生物材料和功能材料领域，具体涉及一类邻苯二酚衍生物及仿生聚合物的合成方法与应用。

背景技术

邻苯二酚单元广泛存在于自然界生物分子中，具有重要的多样性的生物活性和功能，其中含有邻苯二酚单元的贻贝丝足蛋白(mfps)具有在任何表面粘附和湿粘接的功能近年来受到广泛的关注[Science.2007,318,426-430.Nat Mater.2008,7,8-9.]。受贻贝丝足蛋白功能的启发，经过特定设计的含邻苯二酚聚合物具有重要的潜在应用[Chem.Rev.2014,114,5057-5115.Chem.Soc.Rev.2011,40,4244-4258.]。例如，含有邻苯二酚结构的两亲性聚合物(mPEG-DOPA)可在各种表面形成具有抗蛋白吸附能力的涂层(Langmuir,2005,21,640-646.)；含邻苯二酚结构的功能化衍生物可以用于纳米粒子合成和功能化修饰(Chem.Commun.2005,34,4270-4272.)；含有邻苯二酚结构和氨基等基团的聚合物具有湿粘接性质，用于表面修饰和制备水凝胶[US 20110052788A，Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,11650-11655.Biomacromolecules.2002,3,1038-1047.]等。

目前获得含邻苯二酚结构单元的仿生聚合物的方法已有较多报道。这些方法中主要可以分为以下三类：(1)通过多巴胺(3,4-二羟基苯乙胺)或二氢咖啡酸(3,4-二羟基苯丙酸)进行衍生化，得到相应的可聚合单体如丙烯酰胺或者ATPR引发剂，用于合成仿生聚合物[CN1048044187A，Nature.2007,448,338-341.]；(2)采用多巴胺或多巴酸对聚合物的羧基、氨基进行接枝，获得仿生聚合物[CN 105327357A，WO 2005056708A]；(3)也可以采用合成后功能化的方法，即首先合成邻苯二酚酚羟基受保护的聚合物，经过脱保护得到仿生聚合物[CN103965810A，CN 103289074A，Macromolecules.2016,49,4792-4801.]。在这些合成方法中，采用多巴胺和多巴酸进行衍生或接枝，原料来源有限，价格昂贵，反应手段单一；采用(3,4-二甲氧基)苯衍生物的合成方法，合成路线长，需要繁琐的酚羟基的保护与脱保护等。另外，邻苯二酚衍生物的合成也是非常困难的，目前文献报道的合成邻苯二酚衍生物的方法，主要是以苯酚为起始原料，经过甲酰化，氧化还原等步骤得到(CN103265391，CN102653506，CN 106278825)，这些方法选择性差，产物复杂，纯化难度大；也可以采用过渡金属催化合成邻苯二酚衍生物(Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,5398-5401.)，该方法需要额外的受导向基团，原料来源有限且合成成本昂贵；也有报道从环己酮出发经过氧化得到邻苯二酚衍生物(CN105801381)，该方法虽然具有较好的选择性，但受底物环己酮衍生物的限制，所得到的邻苯二酚化合物不能用于仿生聚合物的合成。

因此，建立简单快捷、经济性好的合成方法获得可聚合的邻苯二酚衍生物，用于含邻苯二酚结构单元仿生聚合物的合成，对于仿生聚合物材料的合成和应用将具有重要意义。

发明内容