[发明专利]一种基于多元天然氨基酸无规共聚的可降解聚酰胺酰亚胺及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于多元天然氨基酸无规共聚的可降解聚酰胺酰亚胺及其制备方法。本发明将含有不同天然氨基酸的二酸单体与4,4’‑二氨基二苯醚通过无规共聚制备了含有多元天然氨基酸的可降解聚酰胺酰亚胺。该合成方法工艺流程简单，产物收率高，制备的含有多元天然氨基酸的聚酰胺酰亚胺具有更好的生物相容性和降解性能，热稳定性好，机械强度高，可广泛应用于航空航天、医药、电子工业等领域，比如可降解薄膜、药物载体、分离膜、绝缘材料。

技术领域

本发明涉及一种基于多元天然氨基酸无规共聚的可降解聚酰胺酰亚胺及其制备方法，属于可降解高分子材料领域。

背景技术

在过去的几十年中，生物基材料的发展非常迅速，已广泛应用食品包装、组织工程、生物医学等领域。它们促进了社会的发展，极大地改变了我们的生活。随着环境保护意识的增强，各个国家都在大力研发可降解高分子材料。聚酰胺酰亚胺结合了酰胺基团优异的机械性能，以及酰亚胺环的高稳定性，是一种非晶热塑性高分子材料。基于氨基酸的聚合物材料，在生物相容性和生物降解性方面呈现出与多肽相似的特性。在杂化材料中使用氨基酸化合物增加了这种系统的生物相容性，并允许与生物系统的相互作用。在聚酰胺酰亚胺中引入氨基酸后，其溶解性、生物相容性和降解性能等也有了提高，从而使材料性能更为优异。基于氨基酸的聚酰胺酰亚胺具有优异的耐热性、机械性能、可加工性，以及改善的降解性能和由于天然手性部分的引入，带来的更高的生物相容性。

迄今为止所有基于氨基酸的手性聚合物都使用天然的L-氨基酸的作为单体，并且总是在手性聚合物的主链中引入独立的酰胺键。在之前的报道中(李萍.含氨基酸结构的新型活性聚酰胺酰亚胺的制备及生物降解性研究[D].齐鲁工业大学，2018)，作者制备了基于单一氨基酸的均聚的聚酰胺酰亚胺和二元氨基酸无规共聚的聚酰胺酰亚胺，其生物降解性较差。本发明基于不同的天然氨基酸的二酸单体通过无规共聚合成了含有多元天然氨基酸的聚酰胺酰亚胺，由于其聚合物链的规整度的遭到破坏，并且多元天然氨基酸的聚酰胺酰亚胺含有微生物所需的多种天然氨基酸，靶向微生物也就容易进入破坏聚合物，表现出更高的降解性能。通过控制引入氨基酸的数量和种类以及引入各类氨基酸的比例，可以控制聚合物的降解速率，在可控降解材料领域有着广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多元天然氨基酸无规共聚的可降解聚酰胺酰亚胺及其制备方法。该发明制备的聚酰胺酰亚胺，拥有很好的耐热性，可加工性，并且其具有更好的生物相容性以及更易降解。在生物医学、食品包装等领域具有很好的应用前景。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案：

一种基于多元天然氨基酸无规共聚的可降解聚酰胺酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：

将不同天然氨基酸基二酸单体和4,4’-二氨基二苯醚置于N-甲基吡咯烷酮溶剂中，加入亚磷酸三苯酯作为增塑剂，吡啶和无水CaCl₂作为催化剂，在一定温度下回流搅拌反应数小时，反应结束后将反应液冷却至室温，再用无水乙醇反复洗涤，最后干燥得到含有多元天然氨基酸的无规共聚聚酰胺酰亚胺。

按上述方案，优选地，所述天然氨基酸基二酸单体是按照(武秋香.基于氨基酸的光学活性聚酰胺酰亚胺的合成及生物降解性研究[D].齐鲁工业大学，2015)方法制备。

更优选地，所述天然氨基酸基二酸单体选自甘氨酸、L-丙氨酸、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-色氨酸、L-蛋氨酸基二酸单体中的至少三种。

更优选地，所述的不同天然氨基酸基二酸单体的配比可以任意比例。

优选地，所述各种原料摩尔百分比如表1所示：

表1

更优选地，所述的氨基酸基二酸单体与4,4’-二氨基二苯醚摩尔配比为1:1。

优选地，所述反应温度为80-150℃。