[发明专利]含有丙烯酸酯类功能基团的环碳酸酯单体及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种生物可降解材料及其单体。

背景技术

生物可降解聚合物具有非常独特的性能，例如它们通常具有良好的生物相 容性，能在体内降解，降解产物可被人体吸收或通过人体正常生理途径排出体 外。生物可降解聚合物已广泛应用于生物医学的各个领域，如手术缝合线、骨 固定器械、生物组织工程支架材料、和药物控制释放载体等。其中，合成的生 物可降解聚合物由于其免疫原性较低、其性能含如降解性能和机械性能等均可 方便得到控制等而尤其受到关注。合成的生物可降解聚合物主要有脂肪族聚 酯、聚碳酸酯、聚氨基酸、聚磷酸酯、聚酸酐、聚原酸酯等。其中，聚碳酸酯 如聚三亚甲基环碳酸酯(PTMC)和脂肪族聚酯如聚乙交酯(PGA)、聚丙交 酯(PLA)、丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)等是最常用的 生物可降解聚合物，已获得美国食品药物管理部门(FDA)的许可。

但是，传统的生物可降解聚合物如PTMC、PGA、PLA、PLGA和PCL 等结构比较单一，缺乏可用于修饰的官能团，往往难以满足医学需求。

近年来，文献报道了许多不同类型的功能性生物可降解聚合物。人们尤其 对含有羟基(OH)、羧基(COOH)、氨基(NH₂)、巯基(SH)等功能基团的 生物可降解聚合物感兴趣，因为带有这些功能性基团的聚合物可以直接键接一 些药物，实现药物的可控持续释放；或者一些具有生物活性的分子通过功能基 团连接到聚合物上，就可以改善整个材料的生物相容性和生物活性。功能性生 物可降解聚合物通常是通过开环聚合功能性的环状单体，或通过解保护或通过 进一步修饰而得到。

在过去的十多年，人们报道了不同结构和功能的环状碳酸酯单体和聚合 物。聚碳酸酯与脂肪族聚酯的很大区别是其生物降解产物主要是二氧化碳 (CO₂)和中性的二元醇，不产生酸性降解产物。功能性的环状碳酸酯单体可 以和很多环酯类单体如乙交酯(GA)、丙交酯(LA)、己内酯(ε-CL)等和其 它环状碳酸酯单体进行共聚，得到不同性能的生物可降解聚合物。但是，文献 报道的许多功能性的聚碳酸酯及其衍生物都需要通过保护和脱保护方法制备 得到。例如，公开号为CN1252125C和公开号为CN1260231C的中国发明专 利申请公开说明书公开了一种用缩酮来作保护，最后脱保护在聚合链上引入酮 基，从而改善聚碳酸酯的降解性能；公开号为CN1156513C和公开号为 CN1746207的中国发明专利申请公开说明书公开了用苄基来作保护，最后通 过氢化脱保护得到侧链含有羟基和羧基的聚碳酸酯及其共聚物；中国科学院长 春应用化学研究所景遐斌老师课题组还披露了由缩醛保护的聚碳酸酯经脱保 护后得到侧链含有双羟基的功能性生物可降解聚酯(参见：公开号为 CN1803884的中国发明专利申请公开说明书)。

公开号为CN100999515的中国发明专利申请公开说明书公开了侧链含有 烯丙基醚和炔基醚不饱和键的聚碳酸酯的合成与用途，这种聚碳酸酯材料可以 直接和一些生物活性分子健连，免除了保护和脱保护的过程，制备流程简单， 收率较高。但是，烯丙基醚双键的活性较低，通常需要较为苛刻的反应条件， 可能导致聚合物降解；而Click反应需使用铜催化剂。

发明内容

本发明目的是提供一种含有丙烯酸酯类功能基团的环碳酸酯单体。

为达到上述目的，本发明具体技术方案是，一种环碳酸酯单体，所述环碳 酸酯单体含有丙烯酸酯类功能基团，所述环碳酸酯单体的化学结构式如下：

其中R₁选自甲基或乙基中的一种，R₂选自氢或甲基中的一种；

制备上述环碳酸酯单体的方法包括以下步骤：

包括以下步骤：

(1)与苯甲醛反应制备中间体1，所述中间体1的化学结构式如下：

(2)中间体1和丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯中的一种反应制备中间体2，所述 中间体2的化学结构式如下：

(3)中间体2在酸性条件下水解，得到中间体3，所述中间体3的化学结构 式如下：

(4)中间体3与氯甲酸乙酯反应制备环碳酸酯单体，所述环碳酸酯单体的化 学结构式如下：