[发明专利]一种自由基聚合制备丙烯腈基含糖共聚物的方法

说明书

技术领域

本发明属于含糖聚合物的制备领域，特别涉及一种自由基聚合制备丙烯腈基含糖共聚物的方法。

背景技术

聚丙烯腈材料是70年代发展起来的一种新型材料，具有非常优良的耐候性、耐微生物侵蚀性、良好的化学稳定性和一定的耐热性能，同时还具有成丝性好和材料平滑，丙烯腈单体易于和多种其它单体共聚等特点，应用领域非常广泛。然而，聚丙烯腈分子链中含有极性很强的氰基，高分子链间的作用力强、柔韧性小、链的对称性差、机械强度低，而且亲水性和生物相容性也较差，限制了其在生物、医学等方面的应用。

含糖的聚合物是指糖组分通过不同的化学反应途径引入到聚合物分子链中而形成的功能高分子材料。糖基的亲水性、生物相容性和可生物降解性，使含糖的聚合物在生物、医药等方面具有广泛的用途。近些年来，化学家在含糖烯类单体合成、含糖单体与其它各种不同单体共聚的方法、含糖单体通过表面接枝和化学修饰等化学方法对聚合材料进行表面改性，以及通过含糖聚合物与其它功能聚合物进行物理共混等方面做了大量的工作，以求获得具有优异生物特性的聚合物材料，进而拓展含糖聚合物在生物仿生领域中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自由基聚合制备丙烯腈基含糖共聚物的方法，该方法操作简单，采用自由基聚合的方法，合成了一种新型的含糖共聚物，此聚合物将糖基的生物功能和聚丙烯腈优良的物理性能结合起来，从而拓展其在分离纯化、药物载体、传感器以及医用材料等领域的应用。

本发明的一种自由基聚合制备丙烯腈基含糖共聚物的方法，包括：

（1）按1:1～4:1的摩尔比分别将癸二酸乙烯酯和葡萄糖加入到无水有机溶剂中，放置于40-60℃的摇床至底物完全溶解；

（2）在步骤（1）得到溶液中按10～30mg/mL加入碱性蛋白酶，然后按0.2g/mL溶剂加入分子筛，密封后反应，得到6-O-乙烯基癸二酸-D-吡喃型葡萄糖酯（OVSEG）；

（3）按照摩尔比为1:10～1:30将OVSEG和丙烯腈（AN）混合，以偶氮二异丁腈（AIBN）作为引发剂，以DMF作溶剂，然后于氮气保护下搅拌，聚合反应结束后得到Poly(AN-co-OVSEG)共聚物。

步骤（1）中所述的无水有机溶剂为无水吡啶。

上述无水吡啶的制备方法为利用分子筛将吡啶进行脱水处理48h。

步骤（2）中所述的反应条件为：30～50℃的摇床，150～220r/min反应4～5d。

步骤（2）中所述的反应的后处理操作为：用滤纸过滤除去酶，将滤液通过旋转蒸发仪去除有机溶剂，后利用硅胶柱提取纯。

步骤（3）中所述的引发剂偶氮二异丁腈的用量为单体总摩尔量的1/500～1/800，聚合反应温度为40～70℃，反应时间为4～8h。

步骤（3）中聚合反应结束后，将产物采用乙醚沉淀、DMF溶解的方法进行纯化。

本发明首先酶促合成含糖单体6-O-乙烯基癸二酸-D-吡喃型葡萄糖酯（OVSEG），接着通过自由基聚合的方法合成Poly(AN-co-OVSEG)共聚物，合成Poly(AN-co-OVSEG)共聚物反应方程式如下：

本发明反应底物癸二酸乙烯酯是利用市售癸二酸酸合成的，具体方法为：以癸二酸和乙酸乙烯酯为原料，醋酸汞、乙酸铜为催化剂，60℃反应得蓝色澄清溶液，柱层析分离提取产物，纯度高达90%；葡萄糖也为市售葡萄糖；实验所用的有机溶剂均进行了脱水处理，反应是在一个没有游离水的状态下进行的；引发剂偶氮二异丁腈的用量为单体总摩尔量的1/500～1/800，反应温度为40～70℃，反应时间为4～8h；聚合结束后，反应瓶中不只有产物存在，还有未反应完全的单体，采用乙醚沉淀，DMF溶解的方法达到纯化产物的目的，产率达78%。

有益效果：

（1）本发明中所用的6-O-乙烯基癸二酸-D-吡喃型葡萄糖酯是通过酶促合成的方法合成的，反应条件温和，相对于化学反应，避免了苛刻危险的反应条件；

（2）本发明利用自由基聚合合成Poly(AN-co-OVSEG)共聚物，将糖基的生物功能和聚丙烯腈优良的物理性能结合起来，拓宽了其应用领域。

附图说明

图1：OVSEG与Poly(AN-co-OVSEG)的1H NMR图；

图2：OVSEG与Poly(AN-co-OVSEG)的红外光谱图。

具体实施方式