[发明专利]一种pH及浓度依赖性叔胺生色团聚合物的制备方法

说明书

本发明属于响应性荧光技术领域。具体公开了一种pH及浓度依赖性叔胺生色团聚合物的制备方法。此方法是以含叔胺的羟基单体和不饱和丙烯酸酯双键单体经Oxa‑Michael加成溶液聚合一步简易制备分子骨架含叔胺结构的聚合物。此方法无需制备单体，反应条件温和，后处理简单，可大规模生产应用。且以该方法制备得到的叔胺结构聚合物具有良好的水溶性和生物相容性，还具有pH及浓度依赖性，其在生物检测和药物载体领域具有重大的研究价值和应用前景。

技术领域

本发明属于响应性荧光技术领域，具体涉及一种pH及浓度依赖性叔胺生色团聚合物的制备方法。

背景技术

刺激响应性荧光聚合物是一类自身能够对外界环境如温度、pH、离子强度(电解质)、电场、光等外部刺激做出响应的聚合物荧光材料，其具有在外界刺激其发光强度和发光的颜色会发生转变的特性，使其在数据存储、化学检测、荧光防伪材料以及药物载体等领域具有潜在的应用价值。pH响应荧光聚合物材料是一类含有碱性残基或可电离酸性残基能在环境pH触发下接受或释放质子，从而引起聚合物荧光状态的转变的材料。

近些年，一类含有脂肪胺、羰基、酯基、酰胺等含非传统意义生色团的聚合物在适当条件下能发射强的荧光，且该荧光聚合物具有良好的亲水性、结构可调性、易制备性、环境友好等优点，其在生物荧光成像及检测领域中具有巨大地应用前景。相对于其他非传统生色团的聚合物，叔胺结构的聚合物不仅具有稳定的荧光性能，还具有pH响应性和良好的生物相容性，是一个可在生物医学领域中应用的响应性荧光材料。目前含有叔胺生色团的聚合物主要是基于Michael加成聚合法制备。Cao和Pan报道了基于氨基与双键单体的Michael加成聚合制备了含叔胺结构的超支化PAMAM，其聚合物具有荧光性能，且聚合物的荧光强度随着pH值的下降而上升。但以该方法制备的荧光聚合物荧光强度只受到酸或碱性单一条件的影响，并不具有酸碱可逆性和浓度依赖性，且聚合物的荧光强度也相对较弱。另外一种制备叔胺生色团聚合物的方法主要是基于巯基与碳碳双键单体间的Michael加成聚合，其所得的叔胺聚合物本身不溶于水，并没有报道其叔胺聚合物是否有酸碱可逆和浓度依赖性，且存在聚合所需单体需多步合成，聚合体系易交联的缺点。

发明内容

本发明根据上述叔胺生色团聚合物制备方法存在的一些缺点，提供了一种pH及浓度依赖性叔胺生色团聚合物的制备方法，即以低毒、无味的含叔胺醇羟基单体替代有毒及难闻气味的氨基或巯基单体与不饱和键单体的Oxa-Michael加成聚合制备分子骨架含叔胺结构的聚合物。该方法制备的聚合物不仅具有稳定的自发荧光性能，且聚合使用的单体无需制备、使用的催化剂无金属残留，聚合体系简单、高效，是一类经济、高效、绿色环保的制备叔胺生色团聚合物的方法。另外，以该方法制备的聚合物还具有良好的水溶性、pH、浓度依赖性和低的细胞毒性。因此，该发明对叔胺生色团聚合物在生物医学领域应用具有重大的研究价值和应用前景。

本发明采用单体一步法合成pH及浓度依赖性叔胺生色团聚合物：

(1)以有机碱t-BuP₂为催化剂，将含叔胺的羟基单体与不饱和键单体按摩尔比加入到含有有机溶剂的聚合瓶中，在温和条件下经羟基与不饱和键单体间的Oxa-Michael加成聚合制备分子骨架含叔胺结构的聚合物。其制备的叔胺生色团聚合物的荧光性能可通过加酸或加碱调节pH值实现酸碱可逆循环，且具有浓度依赖性。

其中，所述的含叔胺的羟基单体为N-二甲基乙醇胺或三乙醇胺；

所述的不饱和键单体为丙烯酸酯类双键或三键单体，如双丙烯酸乙二醇酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，1,6-己二醇二丙烯酸酯等；

所述的聚合所需的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜等；

所述的含叔胺的羟基单体和不饱和键单体的摩尔比为1:1-2，其中所述的溶剂的摩尔量为含叔胺羟基单体摩尔量的5-20倍；有机碱t-BuP₂量为含叔胺羟基单体摩尔量的0.05-0.2倍。