[发明专利]pH/温度响应的双亲水性嵌段共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属生物医用高分子材料领域，具体涉及一种生物可降解的pH/温度双重响应性的双亲水性嵌段共聚物及其制备方法。

背景技术

双亲水性嵌段共聚物(DHBCs)是一类新型的两亲性聚合物，包含两个具有不同化学性质的水溶性链段。在溶液中，DHBCs分别表现为普通的聚合物和聚电解质，根本没有表现出两亲性聚合物的性质。但是，温度、离子强度和pH值的变化以及络合作用可以导致其中一个亲水链段转变为疏水链段，从而转变为两亲性聚合物。这类新型的嵌段聚合物可以根据特定的用途设计合成，使之有可能在众多领域得到应用，例如：药物输送、基因治疗、活性酶的包埋、矿化模板和结晶生长调节剂、合成金属溶胶的纳米反应器、脱盐膜以及两种互不相溶的聚合物的水包油乳液聚合，等等。

结构精致的双亲水性嵌段共聚物可以通过各种活性聚合方法合成。其中包括活性阴离子聚合、活性阳离子聚合、基团转移自由基聚合(GTP)、原子转移自由基聚合(ATRP)、氮氧稳定自由基聚合(NMP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)以及氧阴离子引发的聚合。

当DHBCs含有一个具有低临界共溶温度(LCST)的链段时，改变水溶液的温度，共聚物形成可逆胶束。由于临界温度高于室温，这类聚合物在加热时变得不溶解。这些聚合物包括：聚甲基乙烯基醚(PMVE)、聚N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲氨基)乙酯(PDMAEMA)、聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二乙氨基)乙酯(PDEAEMA)、聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二异丙基氨基)乙酯(PDPAEMA)和聚甲基丙烯酸-2-(N-吗啉)乙酯(PMEMA)等等。(Bütün V.；Armes S.P.；Billingham N.C..Synthesis andaqueous solution properties of near-monodisperse tertiary aminemethacrylate homopolymers and diblock copolymers.Polymer，2001，42：5993-6008.)

由酸性与碱性的链段组成的DHBCs中，改变溶液的pH值，当酸性的链段完全质子化，同时碱性的链段完全脱质子时形成胶束。此时酸性的链段亲水而碱性的链段疏水。这类共聚物由非离子和离子链段、或具有不同pKa的酸性和碱性的链段组成。

现有技术中，关于pH响应性或温度响应性的双亲水性嵌段共聚物主要有：

(1)聚环氧乙烷和聚-2-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PEO-b-P2VP)(参见：Martin T.J.；Procházka K.；Munk P.；Webber S.E..pH-Dependentmicellization of poly(2-vinylpyridine)-block-poly(ethylene oxide).Macromolecules，1996，29：6071-6073)；

(2)PDMAEMA-b-PDEAEMA嵌段共聚物(参见：Bütün V.；Bennett C.E.；Vamvakaki M.；Lowe A.B.；Billingham N.C.；Armes S.P..Selectivebetainisation of tertiary amine methacrylate block copolymers.J.Mater.Chem.，1997，7：1693-1695.；Webber G.B.；Wanless E.J.；Bütün V.；ArmesS.P.；Biggs S..Self-organized monolayer films of stimulus-responsivemicelles.Nano Lett.，2002，2：1307-1313.)；

(3)PEO-b-PDEAEMA嵌段共聚物(参见：Lee A.S.；Bütün V.；VamvakakiM.；Armes S.P.；Pople J.A.；Gast A.P..Structure of pH-dependent blockcopolymer micelles：Charge and ionic strength dependence.Macromolecules，2002，35：8540-8551.)；