[发明专利]一种可生物降解且可交联的液晶聚合物及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种可生物降解且可交联的液晶聚合物及其制备方法和用途。首先设计并合成了具有生物相容性的胆固醇基环氧单体，然后通过胆固醇基环氧单体和马来酸酐之间的开环聚合和随后的异构化反应制备这种可生物降解且可交联的聚富马酸丙烯酯基液晶聚合物。该方法所制备的液晶聚合物具有良好的热稳定性、高度有序的近晶A相结构、较高的弹性模量以及优异的生物降解性能，可广泛应用于生物组织工程、药物递送和其它生物医学领域。本发明制备方法高效通用，原料来源广且易于进行大规模生产，具有很高的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料及制备方法和用途，特别涉及可生物降解且可交联的液晶聚合物及其制备方法和用途。

背景技术

液晶聚合物(LCPs)是一类同时兼具小分子液晶的各向异性有序结构和聚合物优异的热力学性能的高分子材料，在工程塑料、高模量纤维、人工肌肉、隔热材料和复合材料等领域有着广泛的应用。

然而，液晶聚合物(LCPs)在生物医学领域，特别是生物组织工程领域的应用非常少，这主要是因为两点原因：一是大多数LC基元含有非生物相容性和不可生物降解的刚性芳香液晶基元，二是由于分子结构的限制，已知的极少数生物可降解的液晶聚合物(LCPs)材料难以满足大多数生物软组织的机械性能要求(弹性模量：0.2-10MPa等)。例如，大多数已知的生物可降解液晶聚合物(LCPs)以聚(丙交酯-共-ε-己内酯)，聚癸二酸甘油酯，聚乳酸和它们的共聚物作为聚合物主链；一旦液晶聚合物(LCPs)被成功制备，就不会在大分子主链上留下可进一步交联的单元，这会导致难以进一步通过分子间交联来增强聚合物材料的机械性能。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种具有良好的热稳定性、高度有序的近晶A相结构和优异的生物降解性能的可生物降解且可交联的液晶聚合物。

本发明的另一目的是提供所述可生物降解且可交联的液晶聚合物的制备方法和用途。

技术方案：本发明所述的可生物降解且可交联的液晶聚合物，化学结构式为：

其中，结构式中，m的取值为0～8中的任意值。

本发明的可生物降解且可交联的液晶聚合物的制备方法包括以下步骤：

1)将环氧醇、4-二甲氨基吡啶、三乙胺和胆固醇甲酰氯溶于二氯甲烷溶剂中，并在室温下进行搅拌反应，旋转蒸发除去溶剂后并通过柱层析法得到胆固醇基环氧单体；

2)将步骤1)所得的胆固醇基环氧单体、顺丁烯二酸酐与催化剂铬(III)配合物溶于正己烷溶剂中，搅拌反应，通过重沉淀法得到共聚物聚马来酸丙烯酯基液晶聚合物；

3)将步骤2)所得的聚马来酸丙烯酯基液晶聚合物和二乙胺溶于三氯甲烷溶剂中，并在室温下进行搅拌反应，通过重沉淀法得到所述可生物降解且可交联的液晶聚合物；

其中，

步骤1)中所述环氧醇、4-二甲氨基吡啶、三乙胺和胆固醇甲酰氯的物质的量比为1∶0.2∶1.5∶1.5；所述搅拌反应，其时间不少于24小时；所述柱层析法，其洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚，体积比为1∶30；所述胆固醇基环氧单体的结构式为：

步骤2)中，所述胆固醇基环氧单体、顺丁烯二酸酐与催化剂铬(III)配合物的物质的量比为200∶356∶1；所述搅拌反应，其时间为10～20小时；所述正己烷溶剂，其为干燥无水级化学试剂；所述重沉淀法，其良溶剂为二氯甲烷，不良溶剂为正己烷；所述聚马来酸丙烯酯基液晶聚合物的结构式为：