[发明专利]一种自由基引发的聚丙烯醛的制备方法及其在抗菌材料领域的应用

说明书

本发明公开了一种自由基引发的聚丙烯醛制备方法。该方法的反应条件简单、温和；反应产率高，产物具有众多高反应活性的基团，比如：醛基和双键。所得聚丙烯醛可以固定化直接固定具有伯氨基的化合物，例如，寡肽，蛋白质和核酸和寡核苷酸的衍生物，因此可以广泛应用于医疗诊断、细胞成像以及活体成像等领域；也可以通过巯基‑烯点击化学与巯基化合物进行接枝，如：巯基乙胺、L‑半胱氨酸等；也可以利用醛基的抑菌效果直接应用于抗菌材料领域等，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种自由基引发的聚丙烯醛的制备方法及其在抗菌材料领域的应用，属于高分子合成及抗菌材料领域。

背景技术

聚丙烯醛含有乙烯基和醛基，两者都是高反应性基团。醛基在温和条件下与伯氨基反应形成席夫碱。因此，具有醛基的化合物可用于直接固定具有伯氨基的化合物，例如寡肽，蛋白质和核酸和寡核苷酸的衍生物。乙烯基化合物可以通过巯基-烯点击化学与含巯基化合物结合。因此，聚丙烯醛广泛用于医学诊断，细胞成像和生物发光成像。有学者成功制备了白蛋白结合的聚丙烯醛，并研究了其对阿尔茨海默病（AD）的影响。也有学者将上转换荧光纳米粒子无损的嵌入聚丙烯醛颗粒中，最终成功应用于小鼠成像。这些研究人员首先将荧光量子点嵌入丙烯醛和苯乙烯的共聚物中，得到荧光强度高的聚合物颗粒，然后将高荧光强度的聚合物颗粒与鼠疫菌抗体结合，达到标记鼠疫耶尔森氏菌抗原的效果。

一般而言，聚丙烯醛可通过离子聚合（阴离子聚合和阳离子聚合）。丙烯醛阴离子聚合产物含有的活性官能团大多数是双键。此外，阴离子聚合通常产生丙烯醛的低聚物，其易溶于低分子量有机溶剂。

然而，通过自由基聚合获得聚丙烯醛却很少有学者报道。申请人认为通过自由基聚合的途径来获得聚丙烯醛是值得研究的，它能简单高效的获得带有部分醛基和双键的聚丙烯醛，对于聚丙烯醛的推广应用具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一类丙烯醛自由基聚合物及其制备方法。

本发明提供的丙烯醛自由基聚合物的结构通式为：

本发明提供的丙烯醛自由基聚合物的合成路线如下：

其中R₁为氢原子，或者是引发剂分解得到的自由基，R₂为氢原子或者羟基。

聚合物产物一端是自由基引发剂分解得到的自由基，另一端是氢原子或者羟基；又或者R₁和R₂首尾相连成环；聚合物既含有醛基也含有双键，且能溶于氯仿或者二甲基亚砜。

本发明提供的上述化合物的合成方法如下：

将丙烯醛单体在引发剂存在和加热60℃以下反应半个小时以上。

比如：

将丙烯醛单体和引发剂过硫酸铵混合，加热至30℃，磁力搅拌，反应约3h。过滤洗涤，重复三次以除去杂质，最后进行真空干燥。

将丙烯醛单体和引发剂过硫酸钾混合，加热至40℃，磁力搅拌，反应约12h。过滤洗涤，重复三次以除去剩余的引发剂，最后进行真空干燥。

将丙烯醛单体和引发剂偶氮二异丁腈混合，加热至60℃，磁力搅拌，反应约24h。过滤洗涤，重复三次以除去剩余的引发剂，最后进行真空干燥。

将丙烯醛单体和2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐混合，加热至60℃，磁力搅拌，反应约72h。过滤洗涤，重复三次以除去剩余的引发剂，最后进行真空干燥。

所述的溶剂可以为水、二甲基甲酰胺也可以是二甲基亚砜，单体浓度在0.01~1mol/ml。