[发明专利]一种光致荧光生物可降解聚膦腈及其制备方法

摘要

本发明涉及一种光致荧光生物可降解聚膦腈及其制备方法。其合成方法在于在聚膦腈侧链上引入具有荧光效应的官能团，并同时引入具有降解性能的氨基酸酯侧基。该材料具有良好的生物相容性，可在体内光致显影且荧光强度和降解速率可调控，可实现体内无损实时监控植入材料的降解和吸收，具有显著的临床应用意义。

主权项

一种光致荧光生物可降解聚膦腈，其特征是所述的聚膦腈同时带有具备荧光效应的和具备生物可降解性能的两类侧基，其化学结构如下式所示：其中x+y＝2，且x不能为0，n＝50‑5000的整数；R为中的一种，其比例为侧基总数的5～30％，R”为甲基、乙基、丙基、异丙基和丁基中的一种；R’为氨基酸酯，可以是甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸的甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯和丁酯中的两种或更多，其比例为侧基总数的70～95％。其制备方法通过以下步骤完成：(1)将等摩尔的柠檬酸和巯基乙胺或半胱氨酸酯放入单口烧瓶，加入适量水使物料完全溶解并混合均匀，将体系减压至‑0.1MPa，升温至80℃蒸馏除去溶剂水，随后升温至140℃，继续在真空下除水反应5小时，得到TPCA或TPDE。(2)通过六氯环三磷腈单体在无水无氧条件下，220‑280℃开环聚合10‑96小时，制备平均分子量为103‑105、聚合度为50～5000的线性聚二氯磷腈。将线性聚二氯磷腈溶于干燥有机溶剂中得溶液A，其中‑PNCl2‑单元的浓度为0.01‑0.25毫摩尔/毫升。(3)将氨基酸酯盐酸盐溶于干燥有机溶剂中，溶液浓度为0.01‑0.25毫摩尔/毫升，向其中加入三乙胺，氨基酸酯盐酸盐与三乙胺的摩尔比为1∶2，回流6小时后减压抽滤，得溶液B。(4)将步骤(1)中制得的TPCA或TPDE溶于干燥有机溶剂中，得溶液C，溶液浓度为0.01‑0.08毫摩尔/毫升。(5)将步骤(3)准备的溶液B逐滴加入步骤(2)制备的溶液A，氨基酸酯与‑PNCl2‑单元的摩尔比为0.5∶1‑1.0∶1，机械搅拌下，在35‑60℃反应12‑48hr，得反应混合物溶液D。(6)将步骤(4)准备的溶液C滴加入步骤(6)得到的溶液D，TPCA或TPDE与‑PNCl2‑单元的摩尔比为0.4∶1‑0.05∶1，补加与TPCA或TPDE等摩尔的三乙胺后，机械搅拌下，体系继续在35‑60℃反应12‑48hr，得反应混合物溶液E。(7)将步骤(3)准备的溶液B逐滴加入步骤(6)制备的溶液E，氨基酸酯与‑PNCl2‑单元的摩尔比为0.7∶1‑0.05∶1，机械搅拌下，体系继续在35‑60℃反应12‑48hr，得反应混合物溶液F。(8)反应结束后，将反应混合物溶液F过滤，滤液经旋转蒸发去除一部分溶剂后得到粘稠状液体，将此粘稠液体置于透析袋(截留分子量3500)中，用四氢呋喃透析纯化3天，每6‑12小时更换一次溶剂。透析结束后，将透析袋内的溶液自然挥发、真空干燥即得R和R’共取代的聚膦腈。