[发明专利]一种嵌段共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种嵌段共聚物及其制备方法。

背景技术

聚氨基酸类高分子材料具有良好的可修饰性、降解性、生物相容性和规整的二级结构，在生物医学领域，如生物分离、组织工程、基因治疗和药物控制释放等方面都具有广泛的应用前景，人们制备合成很多种人造的多肽或蛋白类似物，通过自组装制备成多种具有生物活性的纳米结构，为生物纳米技术提供了一个巨大的平台。但是，大多数聚氨基酸都是疏水性的，而且聚氨基酸的降解速度很难控制，因此其应用具有一定的局限性，作为生物医用材料，已经不能满足要求，同时，因为聚乙二醇具有良好的生物相容性，抗蛋白吸附等优异性能，很多研究者致力于将多肽材料与人工合成的聚乙二醇结合起来。

相比于相同亲疏水链段比例的线形聚合物，Y形或哑铃形聚合物在水溶液中自组装往往可以形成粒径更小，更稳定，内核更为紧密的纳米粒子，因此该类聚合物在生物医学领域及纳米材料领域吸引了人们广泛的关注。

因此提供一种新方法制备基于聚乙二醇和聚氨基酸的Y形和哑铃形嵌段共聚物材料在聚合物科学，分子药剂学及生物纳米科技领域都具有十分重要的意义。

Macromolecules(Volume42,page104-113,2009)公开了一种制备聚乙二醇-聚酰胺-胺-聚氨基酸Y形和哑铃形嵌段共聚物的方法，首先以丙炔胺为核制备出炔基功能化不同代数的聚酰胺-胺，然后利用炔基功能化聚酰胺-胺引发氨基酸-N-内羧酸酐聚合，再通过CuAAC催化的点击化学反应将其与叠氮化的聚乙二醇键合起来，从而得到聚乙二醇-聚酰胺-胺-聚氨基酸Y形和哑铃形嵌段共聚物。但是该方法需要多次过柱子提纯产物，步骤繁冗，不能量产，并且点击化学反应中的铜离子会残留在聚合物中，造成材料毒性，影响了材料在生物医用领域中的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种嵌段共聚物及其制备方法，采用本发明所提供的嵌段共聚物的制备方法简单，并且制备得到的嵌段共聚物无毒性，并且具有良好的生物相容性和降解性能，并在阿霉素传输中取得良好效果。

本发明提供了一种具有式I或式II结构的嵌段共聚物：

其中，R₁为氢或烷基；R₂为氢、烷基、取代烷基、芳香基、取代芳香基、芳香杂环基、酰胺基、羧基、氨基、巯基或胍基；R₃为氢原子；n为聚合度，20≤n≤2000，m为聚合度，为1～200的整数。

优选的，所述R₂为-CH₂CH(CH₃)₂，-CH₂Ph，-CH₂CH₂COOH或-CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂。

本发明还提供了一种嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

A）将具有式III结构的端氨基化的聚乙二醇衍生物或具有式IV结构的端氨基化的聚乙二醇与丙烯酸甲酯混合，进行加成反应，得到加成产物；

B）将步骤A）所述的加成产物与乙二胺混合，进行氨解反应，得到嵌段共聚物中间体；

C）将步骤B）所述嵌段共聚物中间体与氨基酸-N-内羧酸酐混合，进行开环聚合反应，得到具有式I或式II的结构的嵌段共聚物，

其中，R₁为氢或烷基；R₂为氢、烷基、取代烷基、芳香基、取代芳香基、芳香杂环基、酰胺基、羧基、氨基、巯基或胍基；R₃为氢原子；n为聚合度，20≤n≤2000，m为聚合度，为1～200的整数。

优选的，所述氨基酸-N-内羧酸酐为ε-苄氧羰基-L-赖氨酸-N-羧酸酐或γ-苄基L-谷氨酸酯-N-内羧酸酐，所述步骤C）具体为：

C1）将所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸-N-羧酸酐或γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-内羧酸酐与所述嵌段共聚物中间体进行开环聚合反应，得到嵌段共聚物前驱体；

C2）将所述嵌段聚合物前驱体进行脱保护，得到具有式I或式II结构的嵌段共聚物。

优选的，所述具有式III或式IV结构的聚合物的数均分子量为1000～100000Dal。