專利名稱：一種制備聚氨基酸嵌段聚羥基酸共聚物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種高分子材料，具體涉及ー種使用N-雜環(huán)卡賓催化制備聚氨基酸嵌段聚羥基酸共聚物的方法。
背景技術(shù)：
聚氨基酸嵌段聚羥基酸共聚物是ー類具有良好的生物相容性，毒副作用少的生物可降解材料，在生物醫(yī)學(xué)工程尤其是組織工程、基因轉(zhuǎn)染、藥物遞送等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。以氣基酸與輕基酸制備的材料，抑有竣基、氣基、輕基、疏基等功能基團，未水性得到提高，能夠改變與蛋白質(zhì)、核苷酸或其它生物活性分子的相互作用，改善了完全由羥基酸制備成的材料的降解性和生物相容性。氨基酸與羥基酸的共聚物可以采用直接縮聚的方式進行，但直接縮聚的方法反應(yīng) 要求高，所得聚合物分子量分布系數(shù)較大，共聚物是混聚物。要想得到聚氨基酸和聚羥基酸的嵌段共聚物，一般采用開環(huán)聚合的方法。Caillol等(Macromolecules, 2003, 36,1118)先以ニこ基鋒催化丙交酯開環(huán)聚合制備了聚乳酸，然后以氨基末端的聚乳酸進ー步催化谷氨酸-Y -芐酯N-羧酸內(nèi)酸酐開環(huán)聚合制備了聚谷氨酸節(jié)酯嵌段聚乳酸共聚物。Motala-Timol等(Macromolecules, 2008,41，5571)以Νε -芐氧羰基賴氨酸-N-羧酸內(nèi)酸酐開環(huán)聚合制備了聚Ne-芐氧羰基賴氨酸，再以辛酸亞錫催化己內(nèi)酯開環(huán)聚合制備了聚Nε-芐氧羰基賴氨酸嵌段聚己內(nèi)酯共聚物。但是由于使用了含金屬催化劑，這些反應(yīng)產(chǎn)物中有金屬殘余，因此在生物醫(yī)學(xué)與微電子等領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。并且分子量分散系數(shù)較大，影響共聚物的應(yīng)用?？ㄙe是一類高效有機催化劑，近年來備受化學(xué)家關(guān)注。G. W. Nyce等(Journal oftheAmerican Chemical Society, 2003,125, 3046)利用親核的 N-雜環(huán)卡賓(NHC)作為活性催化劑開環(huán)聚合丙交酯得到聚乳酸。但是N-雜環(huán)卡賓及其活潑，對空氣跟水非常敏感，在空氣中的壽命僅為幾秒，直接用它催化聚合，難以操作。為了克服這個弊端，化學(xué)家們對N-雜環(huán)卡賓的儲存形式進行了較多的研究。EricF. Connor 等(Journal of the American Chemical Society, 2002,124,914)以唑鹽作為N-雜環(huán)卡賓前體，首先在強堿叔丁醇鉀等的作用下生成相應(yīng)的N-雜壞卡賓，然后在惰性氣體保護下過濾得到 N-雜環(huán)卡賓。Hung A. Duong 等(Chemical Communications, 2004,112)還發(fā)現(xiàn)N-雜環(huán)卡賓與CO2反應(yīng)可以生成對空氣與水穩(wěn)定的卡賓ニ氧化碳加合物。在一定溫度下，卡賓ニ氧化碳加合物可以直接在反應(yīng)溶劑中脫去CO2，釋放出有活性的卡賓。李振江等在專利(CN101665567)中提供了卡賓ニ氧化碳加合物用于開環(huán)聚合反應(yīng)的技術(shù)方案。卡賓催化此類反應(yīng)能夠得到分子量和結(jié)構(gòu)可控，分子量分布窄的嵌段共聚物，而且催化的效率更高。目前還沒有用卡賓，也沒有用卡賓前體作為催化劑開環(huán)聚合制備聚氨基酸嵌段聚羥基酸共聚物的報道
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種用N-雜環(huán)卡賓催化制備聚氨基酸嵌段聚羥基酸共聚物的方法，該方法具有反應(yīng)可控，反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件相對溫和，無金屬殘留，得到聚合物分子量分布窄，分子量可控等優(yōu)點。本發(fā)明提供一種制備聚氨基酸嵌段聚羥基酸共聚物的方法，其特征在于以N-雜環(huán)卡賓作為催化劑，以制備的均聚氨基酸為大分子引發(fā)劑，以各種環(huán)酯單體開環(huán)聚合。在上述制備嵌段聚合物的方法中，所述的N-雜環(huán)卡賓結(jié)構(gòu)式(I)、式(II)、式(III)或式(IV)
權(quán)利要求
1.ー種用N-雜環(huán)卡賓催化制備聚氨基酸嵌段聚羥基酸共聚物的方法，其步驟為惰性氣體保護下，向有機溶劑中加入N-雜環(huán)卡賓，引發(fā)劑與至少ー種環(huán)酯單體，所述的引發(fā)劑為聚氨基酸，N-雜環(huán)卡賓、引發(fā)劑和環(huán)酯單體摩爾比為I : O. 2 10 2 10000，反應(yīng)溫度為-50°C 250°C，反應(yīng)時間為3秒 120小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的N-雜環(huán)卡賓為結(jié)構(gòu)式(I)、式(II)、式(III)或式(IV)
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的N-雜環(huán)卡賓通過在氮氣、氬氣保護下，N-雜環(huán)卡賓ニ氧化碳加合物在有機溶劑中，在50°C 250°C下，反應(yīng)3秒 20小吋，脫去CO2后生成N-雜環(huán)卡賓或在氮氣、氬氣保護下，將唑鹽與叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、氫化鋰、氫化鉀中ー種或幾種按摩爾比I : O. 001 5混合在有機溶劑中，在0°C 10°C下，反應(yīng)I分鐘 20小時，過濾得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的N-雜環(huán)卡賓ニ氧化碳加合物的結(jié)構(gòu)式(V)、式(VI)、式(VII)或式(VIII)
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在干所述的唑鹽結(jié)構(gòu)式為式(IX)、式(X)、式(XI)或式(XII)
6.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的方法，其特征在于所述的有機溶劑為ニ氧六環(huán)、氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、N，N-ニ甲基こ酰胺、N，N-ニ甲基甲酰胺、甲苯、ニ甲苯或ニ甲亞砜中一種或其混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的方法中惰性氣體為氬氣或氮氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的引發(fā)劑聚氨基酸，為聚苯丙氨酸、聚丙氨酸、聚甘氨酸、聚纈氨酸、聚異亮氨酸、聚亮氨酸、聚脯氨酸、聚谷氨酸芐酯、聚N ε -芐氧羰基賴氨酸、聚甲硫氨酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的環(huán)酯單體，為丙交酷、こ交酷、丙內(nèi)酷、戊內(nèi)酯、己內(nèi)酷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種N-雜環(huán)卡賓催化制備聚氨基酸嵌段聚羥基酸共聚物的方法。該方法以N-雜環(huán)卡賓作為催化劑，加入聚氨基酸作為引發(fā)劑，開環(huán)聚合各種環(huán)酯單體，反應(yīng)溫度為-50℃～250℃，N-雜環(huán)卡賓、起始劑和環(huán)酯單體按摩爾比1∶0.2～5∶2～10000，反應(yīng)時間為3秒～120小時。該方法催化劑反應(yīng)活性高，反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件相對溫和，不引入金屬離子，無設(shè)備腐蝕，產(chǎn)物后處理簡單，得到聚合物分子量分布系數(shù)低，分子量可控。
文檔編號C08G63/87GK102675614SQ201210138849
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者夏海東, 李振江, 樊博, 紀鈺峰, 闞蘇立, 陳佳 申請人:南京工業(yè)大學(xué)