[发明专利]对温度和氧化还原刺激响应的纳米水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种对温度和氧化还原刺激响应的纳米水凝胶，其特征在于，该水凝胶的分子结构式如式1所示，命名为“二硫交联聚异丙基丙烯酰胺接枝葡聚糖”，

式1

式中：R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆各自为H或为

其中：n为40～100；m为5～50，异丙基丙烯酰胺基团在每个大分子中的质量分数为7％～45％，分子量为8.08×10⁴～1.29×10⁵。

2.一种制备权利要求1所述的对温度和氧化还原刺激响应的纳米水凝胶的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)链转移引发剂2-十二烷基三硫代羰基-2-甲基丙酸的合成：

按照十二硫醇、三辛基甲基氯化铵及氢氧化钠之间的摩尔比为1∶(0.02～0.04)∶1，将十二硫醇和三辛基甲基氯化铵溶于丙酮中，并在氮气保护下，在温度10℃～15℃，滴加质量浓度为50％氢氧化钠溶液形成A反应液；搅拌下，向A反应液中滴加二硫化碳与丙酮按摩尔比为1∶2～3的混合溶液，该混合溶液的体积量与A反应液的体积量比为1∶5～6，滴加完毕形成B反应液；持续搅拌下，再按B反应液中的二硫化碳与氢氧化钠摩尔比为1∶4～5，向B反应液中滴加质量分数为50％氢氧化钠溶液形成C反应液，室温搅拌12h后向C反应液中加入去离子水形成D反应液，去离子水的体积量为C反应液的体积量的0.5～1倍，搅拌下，再向D反应液中加入质量浓度为30％～35％的盐酸，其中盐酸的体积量为D反应液的体积量的0.1～0.2倍，最终得到黄色固体，该黄色固体用正己烷重结晶，所得黄色晶体即为2-十二烷基三硫代羰基-2-甲基丙酸(DTM)；

(2)2十二烷基三硫代羰基-2-甲基丙酸嫁接葡聚糖的合成：

在氮气保护下，将步骤(1)合成的2-十二烷基三硫代羰基2甲基丙酸溶解于二氯甲烷中，在室温下搅拌，向2-十二烷基三硫代羰基-2-甲基丙酸溶液中滴加乙二酰氯溶液，在温度50℃滴加至反应溶液变成深红色为止，得到深红色反应溶液A；按照葡聚糖、二甲基氨基吡啶及三乙胺的质量比为1∶(0.3～0.4)∶(0.3～0.4)，将该三种化合物溶于无水二甲亚砜中配制成混合溶液B，再按混合溶液B的葡聚糖用量与深红色反应溶液A的DTM用量的质量比为1∶(0.4～0.55)将混合溶液B加入到深红色反应溶液A中，升温至80℃，反应24h后加入乙醇，析出沉淀2-十二烷基三硫代羰基-2-甲基丙酸嫁接葡聚糖粗品，用截留分子量(MWCO)为3500的透析袋透析3天进行纯化，冷冻干燥即得2-十二烷基三硫代羰基-2-甲基丙酸嫁接葡聚糖；

(3)聚异丙基丙烯酰胺接枝葡聚糖的合成：

按照2-十二烷基三硫代羰基-2-甲基丙酸嫁接葡聚糖、异丙基丙烯酰胺及水溶性偶氮引发剂的质量比为1∶(0.25～4)∶(0.3～0.5)，首先将2-十二烷基三硫代羰基-2-甲基丙酸嫁接葡聚糖溶解在去离子水中，配制为浓度为5～15mg/ml的溶液，然后加入异丙基丙烯酰胺，及加入偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸和偶氮二异丙基咪唑啉水溶性偶氮引发剂的其中一种，在温度60～80℃反应4h，将反应液用截留分子量(MWCO)为14000的透析袋透析3天，即得聚异丙基丙烯酰胺接枝葡聚糖；

(4)聚合物二硫交联聚异丙基丙烯酰胺接枝葡聚糖的合成：

按照聚异丙基丙烯酰胺接枝葡聚糖、异丙胺及二硫苏糖醇质量比为1∶(0.5～2)∶(0.1～0.5)，首先将聚异丙基丙烯酰胺接枝葡聚糖加入去离子水中，配制为浓度为5～15mg/ml的溶液，然后在氮气保护、室温和搅拌的条件下，向溶液中加入异丙胺、二硫苏糖醇反应2h，得到巯基聚异丙基丙烯酰胺接枝葡聚糖溶液，该溶液在温度50℃下与氧反应12h，最终得到二硫交联聚异丙基丙烯酰胺接枝葡聚糖。