[发明专利]具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料、其制备方法及其应用，聚合物在克酮酸的交联作用下形成性质稳定的二维材料，同时噻吩‑哌啶基团与克酮酸形成克酮酸菁染料分子结构，赋予材料近红外光热响应功能，在近红外光的照射下迅速升温至不低于70℃，多次照射后光热性能不变，制备方法简单、高效，光热效率高，稳定性强，响应迅速。在光声成像、光热治疗等领域有巨大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及一类新型聚合物的合成，并以此为原料与克酮酸发生交联反应，制备具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料。

背景技术

近年来，癌症已逐渐成为对人类健康最严重的威胁之一，传统癌症的治疗方法，例如放疗、化疗等，疗效差、毒副作用明显，因此，新型癌症治疗方法的探索已成为迫在眉睫的问题。在诸多新型癌症治疗方法中，光热治疗优势明显。光热治疗是指将具有光热转换性能的材料富集于肿瘤部位后，在外部光源的照射下，材料吸收特定波长的光辐射并转化为热能，提高肿瘤微环境内的温度杀死癌细胞，作为一种新型非侵入式物理疗法，光热治疗时间短、效果明显，时空可控，适用范围广。其中，光热材料的选择对光热治疗的效果起决定性作用，因此，光热转化效果好，生物相容性高、性质稳定的光热材料是目前研究的热点。

在众多光热材料中，小分子光热材料因其较高的光热效率和良好的生物相容性，受到广泛关注，然而小分子光热材料通常稳定性差，难以形成稳定的材料，在人体内代谢太快，且光热性能在多次光照后易发生下降，难以进行实际应用。相比之下，聚合物光热材料稳定性高，但目前的研究对象主要是光热基元位于主链的共轭聚合物光热材料，这种材料存在光热效果较差的问题。因此，开发具有高光热转化效果和高稳定性的光热材料将进一步扩展相关研究领域的应用前景。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料、其制备方法及其应用，利用无规共聚物聚甲基丙烯酸酯聚乙二醇单甲醚酯-r-聚丙烯酰胺甲基哌啶-r-聚丙烯酰胺甲基哌啶噻吩(POEGMA-r-PP-r-PSP)为主体，POEGMA部分具有良好的生物相容性，PSP部分的侧链末端带有能与克酮酸发生反应的噻吩-哌啶基团，无规共聚物在克酮酸的交联作用下形成性质稳定的二维材料，此外，噻吩-哌啶基团与克酮酸反应形成克酮酸菁染料分子结构，使具有优异光热性能的共轭小分子在交联作用下以共价键的连接方式存在于材料中，赋予材料近红外光热响应功能和极高的稳定性。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料，通过克酮酸与侧链含有噻吩-哌啶基团的无规共聚物POEGMA-r-PP-r-PSP交联形成，同时噻吩-哌啶基团与克酮酸反应后形成具有近红外光热功能的克酮酸菁染料分子结构，实现光热功能；所述近红外光热聚合物功能材料具有二维形貌，其分子结构式为：

其中，x＝10～21，y＝5～9，n＝32～49。

优选地，POEGMA-r-PP-r-PSP在经过克酮酸的交联作用后，形成长度尺寸为5～50μm、厚度不大于50nm的二维材料，即近红外光热聚合物功能材料。

一种本发明所述的具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料的制备方法，各步骤的反应体系均进行除水除氧，所述近红外光热聚合物功能材料的制备方法包括如下步骤：

(1)制备单体五氟苯酚活性酯PFP：

在氮气保护下，将五氟苯酚、丙烯酰氯、三乙胺溶于二氯甲烷中，在室温下进行反应，反应结束后，旋蒸除去溶剂，经过柱层析提纯，得到五氟苯酚活性酯PFP，其结构式如下：

(2)制备无规共聚物POEGMA-r-PPFP：