[发明专利]一种杂化聚合两亲性嵌段共聚物及其合成方法与应用

说明书

本发明属于生物医用高分子材料领域，公开了一种杂化聚合两亲性嵌段共聚物及其合成方法与应用，尤其为一种由大分子聚乙二醇引发，甲基丙烯酸甲酯和内酯、交酯类单体杂化聚合得到两亲性嵌段共聚物的方法。本发明公开的杂化聚合两亲性嵌段共聚物具有可控的分子量和分子量分布，以及特殊的分子结构，其聚酯链段中能够引入酯基等侧链官能团。该聚合物是在催化剂膦腈碱(t‑BuP4)存在情况下，以大分子醇，如聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚等大分子为引发剂，将甲基丙烯酸甲酯和己内酯等内酯、交酯类单体通过一步杂化共聚的方法得到。该类杂化聚合两亲性嵌段共聚物在水溶液中能够形成胶束，可作为一种新型聚酯类生物医药材料，潜在应用于药物负载与递送。

技术领域

本发明涉及一种杂化聚合嵌段共聚物的合成方法，具体涉及一种杂化聚合两亲性嵌段共聚物及其合成方法与应用，尤其为一种由大分子聚乙二醇引发，甲基丙烯酸甲酯和内酯或交酯类单体杂化聚合得到两亲性嵌段共聚物的方法。

背景技术

生物医用高分子材料具有良好的生物相容性和易调节的降解性等诸多优点，是生物医用材料研究的一个重要内容，其在药物递送系统、组织工程等领域具有广阔的应用前景。其中，两亲性嵌段共聚物是应用最为广泛的生物医用高分子材料之一。然而其多为聚酯类材料，结构较为简单，并不足以负载各种结构功能不同的药物。因此在嵌段共聚物侧链上引入一定的功能基团无论是在临床实践还是科学研究中都具有非常重要的意义。

将各种具有功能性侧基的环酯进行共聚固然是一种得到此类材料的好方法，但是由于环酯种类较少，其上侧基种类更加具有局限性，因此另一种更具有挑战性也更具有潜力的策略是将乙烯基单体与环酯类单体进行杂化共聚。

聚合反应是高分子合成的核心，主要包括逐步聚合和链式聚合两大类，前者一般为双官能化端基单体的聚合反应，后者包括阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合、自由基聚合等聚合反应类型，常见的有乙烯基单体的双键加成聚合，环酯单体的开环聚合等。同时聚合反应也分均聚反应和共聚反应，由同一单体发生的聚合为均聚反应，由两种或两种以上单体进行共同聚合的反应为共聚反应。一般聚合反应的单体通常为同种类型，根据同一聚合机理进行聚合，而不同类型的单体活性相差较大且聚合机理不同，因此杂化聚合难度大，十分具有挑战性。

杂化聚合是一种近年来新出现的聚合反应，国际上暂无统一固定的名称，也有人称其为杂化共聚或是混杂共聚等，但这些概念所指代的反应不尽相同。2000年清华大学的洪啸吟教授等人研究了自由基聚合与阳离子混杂共聚(丙烯酸酯和环氧化合物光固化体系)、自由基聚合与缩聚混杂共聚(丙烯酸酯和异氰酸酯光固化体系)，发现混杂共聚能够在原位形成高分子合金(而非聚合物)并有可能得到互穿网络结构，从而使聚合产物具备较好的综合性能。

1982年，Baily等人在成功地以AIBN、BPO为引发剂及在光引发的条件下，将2-亚甲基-1,3-二氧环庚烷(MDO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和N,N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)三种单体通过自由基杂化聚合，合成了分子量上万的高分子聚合物。

2012年，华南理工大学的张广照教授等人发现已内酯(CL)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)在膦腈碱(t-BuP₄)催化下，室温下即发生阴离子杂化共聚并形成无规共聚物。但是他们仅尝试了用活性较高的小分子醇做引发剂，且发现双羟基醇引发的聚合物分子量分布明显宽于单羟基醇。

2013年，Aoshima等人报道了在有机小分子B(C₆F₅)₃(Lewis酸)催化下乙烯基醚(VE)与氧化异丁烯(IBO)的共聚，该反应是乙烯基加成和开环聚合反应的阳离子杂化共聚。然而聚合物的分子量较低，分布也比较宽。