[发明专利]具有pH响应的三硅氧烷两亲性嵌段共聚物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种嵌段共聚物及其制备方法，更具体地说涉及一种具有pH响应的三硅氧烷两亲性嵌段共聚物及制备方法。

背景技术

由于嵌段共聚物具有特殊的性质，人们从高分子化学与物理方面对其进行了广泛的研究。分子量分布较窄，分子量可控，分子结构、组成可设计的嵌段共聚物得合成是高分子合成领域中最富有意义且最具有挑战性的工作之一。结构明确的嵌段共聚物会表现出一系列优良的性质，在高分子溶液理论方面及实际应用中都具有很大的意义。1995年，中国学者王锦山报道了一种新型活性聚合方法—原子转移自由基聚合(ATRP)，此方法被认为是高分子合成领域的重大发现，并受到了广泛的关注。ATRP可控性好、适用单体广泛、条件温和、成本低。该方法发现不久，人们便将它用于合成各类嵌段共聚物。

pH响应嵌段共聚物主要是指在主链、侧链或支链上带有可离子化的功能性基团。当介质的pH值改变时，根据可离子化的功能基团接受还是释放质子，可以分为两类聚电解质：弱的聚酸和弱的聚碱。聚酸如聚甲基丙烯酸(PMAA)或聚丙烯酸(PAA)，它们在中性或碱性的条件释放质子，在酸性条件下下得到质子；聚碱如聚4-乙烯基吡啶(P4-VP)或聚甲基丙烯酸-2-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)，它们在中性或酸性的条件下可以发生质子化。临床实践表明，实体瘤组织和其周围正常组织不同点之一是它们的化学和代谢环境不同。大多数的实体瘤组织处的pH值比周围的正常组织和血液环境细胞外的pH值低。所以，pH响应两亲性嵌段共聚物胶束被应用于药物载体就引起人们极大的关注。嵌段共聚物胶束可以在水溶液中形成特殊的核壳结构，并将药物包裹在胶束内核中。这样就使其避免了人体内复杂环境的影响，从而可以顺利到达病变部位缓慢释放。载药胶束具有靶向性，纳米尺寸和较高的稳定性。这些性质使得载药胶束能够阻止药物被人体网状内皮系统吸收和被排泄出体外，从而减少了药物对于正常人体细胞和组织的毒副作用。有机硅材料是一类分子链中含有Si-O-Si键和Si-C键或Si-O-C键位结构特征的高分子化合物，具有无毒、抗氧化、生物相容性好、无环境污染等优点，因而被广泛应用于众多领域。将两都结合则可以开发出具有pH响应的三硅氧烷两亲性嵌段共聚物。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的分子量分布不均、分子量不可控的问题，提供一种具有pH响应的三硅氧烷两亲性嵌段共聚物，该嵌段共聚物硅氧烷链段与亲水链段之间通过油酸衍生物十一烯醇连接，该具有pH响应的三硅氧烷两亲性嵌段共聚物分子量可控且分子量分布窄。

本发明同时还提供该嵌段共聚物的制备方法，方法简单可靠。

本发明以油酸衍生物十一烯醇、七甲基三硅氧烷、溴代异丁酰溴合成活性聚合ATRP所需起始剂，继而在一定的条件下，引发丙烯酸酯聚合，最后在三氟乙酸、苯磺酸、浓盐酸等酸性试剂作用下进行酸解，得到具有pH响应性的三硅氧烷两亲性有机硅嵌段共聚物。

本发明的技术方案如下：

本发明的具有pH响应的三硅氧烷两亲性嵌段共聚物，其具有以下结构式Ⅰ的结构：

其中n的值为6～20。

本发明上述的具有pH响应的三硅氧烷两亲性嵌段共聚物的制备方法，其包括以下步骤：

1)室温下，将十一烯醇与催化剂混合搅拌，溶液呈淡黄色；将所得淡黄色溶液缓慢滴加入装有原硅酸乙酯的反应器中，在20～80℃下，反应2～10h，得一元酯交换产物三乙氧基十一烯氧基硅烷；

2)将上述一元酯交换产物、七甲基三硅氧烷及铂催化剂加入反应器中，常压下升温至60～130℃，反应4～14h，通过减压蒸馏纯化产物，加入活性炭搅拌24h及以上，过滤得硅氢加成反应中间产物；

3)取氢氧化钠溶液和乙醇配成的混合溶液，与上述硅氢加成反应中间产物搅拌回流下水解2h或以上，水解过程中有白色固体SiO₂产生，水解液用质量分数为1％氯化氢水溶液以及氨水溶液调至中性后过滤，80℃蒸馏除去部分溶剂，剩余液体用二氯甲烷萃取，所得有机相除去溶剂后得到目标产物羟基封端的硅氢加成中间产物；

4)将缚酸剂、上述羟基封端的硅氢加成中间产物、四氢呋喃加入反应器中，0℃、N₂保护下滴加溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液，滴加完成后室温下反应24h或以上，反应结束，先过滤去除白色沉淀，通过蒸馏除去溶剂四氢呋喃得粗产品，利用二氯甲烷溶解粗产品，再依次利用饱和碳酸氢钠溶液及蒸馏水洗涤三次或以上，蒸馏除去二氯甲烷，最后加入无水硫酸镁静置，过滤得活性聚合ATRP起始剂；