一类含碘聚酯材料及其制备方法与应用

文档序号:1667582 发布日期:2019-12-31 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一类含碘聚酯材料及其制备方法与应用 (Iodine-containing polyester material and preparation method and application thereof ) 是由 俞麟 雷科文 丁建东 于 2019-07-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一类含碘的聚酯材料,所述含碘聚酯材料通过化学共价键的方式在分子链中引入碘原子,具备可调节的X射线显影性能。本发明还公开了所述含碘聚酯材料的制备方法,首先以烯酸为起始原料,在碳酸氢钠水溶液中与单质碘一步法反应得到具有六元环内酯结构的含碘内酯单体,该步反应简单温和、安全环保、分离提纯简单;再利用所述含碘内酯单体在不同种类的催化剂催化下可与不同内酯、交酯或碳酸酯单体发生开环聚合反应,得到目标聚合物。该反应可控性强,可以实现目标聚合物分子量、分子量分布、链结构及显影性能的调控。同时,本发明设计合成的含碘聚酯材料在药物缓释载体、组织修复支架、组织标志物或血管栓塞剂等领域具有较好的应用前景。(The invention discloses an iodine-containing polyester material, which introduces iodine atoms into a molecular chain in a chemical covalent bond mode and has adjustable X-ray developing performance. The invention also discloses a preparation method of the iodine-containing polyester material, which comprises the following steps of firstly, taking olefine acid as an initial raw material, and reacting with simple substance iodine in a sodium bicarbonate aqueous solution by a one-step method to obtain an iodine-containing lactone monomer with a six-membered ring lactone structure, wherein the reaction is simple and mild, safe and environment-friendly, and simple in separation and purification; and then the iodic lactone monomer can be subjected to ring-opening polymerization reaction with different lactone, lactide or carbonate monomers under the catalysis of different catalysts to obtain the target polymer. The reaction has strong controllability, and can realize the regulation and control of the molecular weight, the molecular weight distribution, the chain structure and the developing performance of the target polymer. Meanwhile, the iodine-containing polyester material designed and synthesized by the invention has better application prospect in the fields of drug sustained-release carriers, tissue repair scaffolds, tissue markers or vascular embolization agents and the like.)

一类含碘聚酯材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于医用高分子材料领域,具体涉及一类含碘聚酯材料及其制备方法与应用。

背景技术

可降解的聚酯类医用高分子材料具有生物相容性良好和降解速率可调控等诸多优点,在药物缓释、组织工程、预防术后粘连等诸多医学领域具有重要的应用价值。在这些医学应用中,聚酯类材料一般都需要植入体内来发挥治疗效果,而且一旦植入体内,聚酯类材料便会在体内微环境下发生复杂的降解过程,包括细胞的侵入、体液溶蚀、材料内部的水解和酶解等,这些过程会不断改变聚酯类材料的性能,从而最终影响其治疗效果。因此,研究聚酯类材料在人体内的降解过程对材料的优化设计以及达到预期的治疗效果具有重要指导意义。

近年来,体内成像技术的发展和普及为非入侵式示踪材料降解过程提供了可能。体内成像技术可以实现材料降解过程的实时无损检测,相比于传统的解剖取样观察,可以大幅度减少样品和动物的消耗,同时可以实现对同一样品的长期示踪,为研究材料体内降解过程提供了极大的便利。目前,研究材料体内降解过程的成像手段主要有荧光成像、X射线成像和核磁共振成像等。其中,基于X射线的CT成像是临床诊断的一个常用技术,它具有成像深度深、低成本、设备简单等特点,而且可以构建三维图像来获取所研究材料的结构信息,是研究材料体内降解的良好手段。CT成像的原理是根据目标物体各部位吸收X射线能力的差异来区分目标物体的内部构造情况,而聚酯类医用高分子材料一般只含有C、N、H、O等原子质量较低的元素,与人体组织类似,所以一般难以用CT成像对其进行示踪。因此,为了实现聚酯类医用高分子材料的CT成像,需要引入X射线造影剂使其具有X射线显影特性。一般可通过以下两种方法引入X射线造影剂:

1)通过物理混合X射线造影剂获得具有X射线显影特性的聚酯类高分子材料。该法虽然简单有效,但是根据已有文献的报道,物理混合的造影剂存在从材料中快速扩散至周围组织的风险,与此同时所带来的造影剂的局部浓度升高还会对周围组织产生一定的毒副作用。显然,造影剂的过快释放无法实现材料降解过程的长期示踪。

2)通过化学共价键的方式在分子链中引入具有X射线显影特性的基团。该方法可以得到具有稳定X射线显影性能的体系,可以实现材料降解过程的长期成像示踪。根据已有文献的报道,该方法又可分为两类,一类是直接对已合成好的聚酯类材料进行修饰,该方法简单直接,但是修饰过程中聚酯类材料会发生一定程度的降解,使材料性能变得不可控;另一类则是先合成含碘内酯单体,然后通过含碘内酯单体与其他单体的共聚获得具有X射线显影特性的聚酯类材料,该方法所合成的聚酯类材料分子量可控,而且可以通过调节含碘内酯单体的共聚比例实现材料X射线显影性能的调控。

然而,现有可以通过开环聚合得到具有X射线显影特性的聚酯类材料的含碘内酯单体仅有α-碘代-ε-己内酯一例,且该含碘内酯所需的合成条件苛刻、产率低,不具备大规模生产的潜能。此外,该含碘内酯本身的稳定性较差,不适合长期储存,而且在开环聚合过程中也容易发生分解,使得开环聚合反应的可控性变差。

因此,开发一类分子量可控、显影性可调的含碘聚酯材料,以及制备该材料的条件温和、产率高的开环聚合方法成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的是针对现有技术中存在的问题,提供一类分子量可控、显影性可调的含碘聚酯材料。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一类含碘聚酯材料,包括结构式(I)的结构单元A,

且所述结构单元A在所述含碘聚酯材料中的含量为10~100mol%。

值得说明的是,本发明通过化学共价键的方式在分子链中引入具有X射线显影特性的碘原子,使含碘聚酯材料具有稳定X射线显影性能。并且,考虑到所述含碘聚酯材料的X射线显影性能与含有显影基团的结构单元A在所述含碘聚酯材料中的含量密切相关,本发明对所述结构单元A在所述含碘聚酯材料中的含量作出了具体限定。但应理解,可以通过调节结构单元A在所述含碘聚酯材料中的含量实现材料X射线显影性能的调控,此时,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他结构单元A的含量,都属于本发明保护的范围。

优选的,所述含碘聚酯材料还包括结构单元B,所述结构单元B是结构式(III)~(XIV)中的一种或多种,

值得说明的是,在由结构单元A与结构单元B构成的含碘聚酯材料中,所述结构单元A与结构单元B序列为无规分布。

优选的,所述含碘聚酯材料还包括功能端基,所述功能端基包括羟基、氨基、羧基、咪唑基、醛基、氰基、硝基、烷基、固醇、烷氧基、芳香基、芳杂环基、酰胺酯基、卤素原子、三氯甲基、酯基、巯基中的一种或多种。

本发明的另一目的在于,提供一种所述含碘聚酯材料的制备方法。

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

所述含碘聚酯材料的制备方法,在引发剂和催化剂作用下,化合物(II)发生开环聚合,得到含碘聚酯材料,

所述引发剂包括羟基化合物或氨基化合物;

所述催化剂包括磷酸二苯酯、1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、三氟甲磺酸亚锡、三乙基铝、二乙基锌、双(双三甲基硅基)胺锌、诺维信脂肪酶435中的任意一种。

优选的,所述开环聚合是开环均聚或开环共聚,且所述开环共聚的共聚单体包括D,L-丙交酯、D-丙交酯、L-丙交酯、乙交酯、ε-己内酯、ε-烷基取代己内酯、δ-戊内酯、1,4,8-三氧杂螺[4,6]-9-十一烷酮、对二氧六环酮、三亚甲基碳酸酯中的一种或多种。

优选的,所述化合物(II)的制备方法为,以5-己烯酸为原料,在碳酸氢钠水溶液中与单质碘避光反应,得到化合物(II)。

本发明还有一个目的,就是提供所述含碘聚酯材料在制备药物缓释载体、组织修复支架、组织标志物或血管栓塞剂的应用。

与现有技术相比,本发明优点在于:

本发明是以烯酸为原料,在碳酸氢钠水溶液中与单质碘反应,通过碘内酯化一步反应得到所需的具有六元环内酯结构的含碘内酯单体,该方法具有简单温和、安全环保、分离提纯简单等优点,适合大规模生产;所合成的含碘内酯单体的开环聚合活性良好,在不同种类催化剂催化下可与不同内酯、交酯或碳酸酯单体发生开环聚合反应,且聚合反应可控性强,从而为开发可在体内无损示踪的可降解聚酯类医用高分子材料提供了一种方便可行的制备手段。

同时,所得到的含碘聚酯材料通过化学共价键的方式在分子链中引入具有X射线显影特性的基团,相对于小分子造影剂,该类聚酯材料具备更低的渗透压,更强的形态可选择性,同时热稳定性更好,便于材料的存储和加工应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为实施例2含碘内酯单体IMVL的氢核磁谱图。

图2为实施例12中含碘嵌段共聚物Copolymer-7的氢核磁谱图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

为更好地理解本发明,下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述,但不可理解为对本发明的限定,对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整,也视为落在本发明的保护范围内。

实施例1

一种含碘聚酯材料的制备方法所包括的含碘内酯单体的制备方法,在250mL单颈瓶内加入5.0g 5-己烯酸并将单颈瓶置于冰浴中,然后在搅拌下缓慢加入100mL碳酸氢钠-单质碘溶液(NaHCO3,9.3g,2.5eq;I2,16.7g,1.5eq),加入完毕后在冰浴中继续避光搅拌反应1.5h。反应完毕后加入100mL饱和亚硫酸钠溶液洗涤,然后用300mL二氯甲烷进行萃取。萃取液用无水硫酸镁进行干燥,最后旋转蒸发去二氯甲烷后即得含碘内酯单体(IMVL),产率约为80%。

实施例2

一种含碘聚酯材料的制备方法所包括的含碘内酯单体的制备方法,在500mL单颈瓶内加入10g 5-己烯酸并将单颈瓶置于冰浴中,然后在搅拌下缓慢加入200mL碳酸氢钠-单质碘溶液(NaHCO3,22.2g,6.0eq;I2,44.4g,4.0eq),加入完毕后在25℃下继续避光搅拌反应2h。反应完毕后加入200mL饱和亚硫酸钠溶液洗涤,然后用500mL二氯甲烷进行萃取。萃取液用无水硫酸镁进行干燥,最后旋转蒸发去二氯甲烷后即得含碘内酯单体(IMVL),产率约为90%,以氘代氯仿为溶剂,四甲基硅烷为内标,图1为其结构表征的1HNMR图。

实施例3

一种含碘聚酯材料的制备方法所包括的含碘内酯单体的制备方法,在250mL单颈瓶内加入8.0g 5-己烯酸并将单颈瓶置于冰浴中,然后在搅拌下缓慢加入150mL碳酸氢钠-单质碘溶液(NaHCO3,11.8g,2.0eq;I2,17.8g,1.0eq),加入完毕后在25℃下继续避光搅拌反应1h。反应完毕后加入150mL饱和亚硫酸钠溶液洗涤,然后用400mL二氯甲烷进行萃取。萃取液用无水硫酸镁进行干燥,最后旋转蒸发去二氯甲烷后即得含碘内酯单体(IMVL),产率约为85%。

本发明提供一种含碘聚酯材料的制备方法,根据本发明公开的实施例1~3,所述含碘聚酯材料的制备方法包括一种含碘内酯单体的制备方法,该含碘内酯单体可作为后续开环均聚和/或开环共聚的反应单体。

实施例4

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入18mg异戊醇,然后加入150mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(12.0g)和磷酸二苯酯(DPP,50mg),接着在氩气氛围下室温搅拌反应48h。反应结束后加入过量***进行沉淀24h,随后倾倒去上清液,下层沉淀用二氯甲烷溶解并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物PIMVL均聚物(polymer-1),产率约为73%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为36400和47700,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.31。

实施例5

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入56mg丙炔醇,然后加入100mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(8.00g)和三氟甲磺酸亚锡(Sn(OTf)2,0.45g),接着在氩气氛围下室温搅拌反应36h。反应完毕后加入过量***进行沉淀24h,随后倾倒上清液,下层沉淀用二氯甲烷溶解并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物PIMVL均聚物(polymer-2),产率约为64%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为4940和6820,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.38。

实施例6

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入6.75g聚乙二醇(PEG,MW=1500),然后加入150mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去PEG中的残余水分。在剩余80mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,然后依次加入IMVL(9.00g)和磷酸二苯酯(DPP,1.10g)并在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应结束后用过量***沉淀得初产物,接着用二氯甲烷溶解初产物并进行过滤,最后旋转蒸发二氯甲烷后得产物PIMVL-PEG-PIMVL三嵌段聚合物(copolymer-1),产率约为76%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为2090和2610,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.25。

实施例7

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入18mg异戊醇,然后加入150mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(8.20g)、ε-己内酯(CL,7.80g)和磷酸二苯酯(DPP,50mg),接着在氩气氛围下室温搅拌反应48h。反应完毕后加入过量***进行沉淀24h,随后倾倒上清液,下层沉淀用二氯甲烷溶解并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-CL)共聚物(copolymer-2),产率约为70%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为57800和76900,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.33。

实施例8

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入110mg苯甲醇,然后加入100mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(8.60g)、1,4,8-三氧杂螺[4,6]-9-十一烷酮(TOSUO,2.11g)和磷酸二苯酯(DPP,240mg),然后在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应结束后用过量***进行沉淀24h,随后倾倒上清液,下层沉淀用二氯甲烷溶解并过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-TOSUO)共聚物(copolymer-3),产率约为72%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为8150和10400,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.28。

实施例9

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入35mg异戊醇,然后加入80mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(2.40g)、δ-戊内酯(VL,5.0g)和三氟甲磺酸亚锡(Sn(OTf)2,170mg),然后在氩气氛围下室温搅拌反应36h。反应结束后,体系中加入过量***沉淀并得到初产物。所得初产物用二氯甲烷溶解并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-VL)共聚物(copolymer-4),产率约为65%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为13100和18600,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.42。

实施例10

一种含碘聚酯材料的制备方法,在100mL带通气阀的单颈瓶中加入55mg异戊醇,然后加入50mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(3.40g)、对二氧六环酮(PDO,1.43g)和诺维信脂肪酶435(Novozyme 435,0.50g),然后在氩气氛围下室温搅拌反应48h。反应结束后用过量***进行沉淀得到初产物,用二氯甲烷溶解所得初产物并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-PDO)共聚物(copolymer-5),产率约为64%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为5820和8440,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.45。

实施例11

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入1.10g单甲氧基聚乙二醇(mPEG,MW=550),然后加入100mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去mPEG中的残余水分。在剩余50mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,随后依次加入IMVL(2.30g)、ε-己内酯(CL,3.70g)和磷酸二苯酯(DPP,0.45g)并在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应完毕后加入过量***进行沉淀24h,随后倾倒上清液,下层沉淀用二氯甲烷溶解并进行过滤,旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物mPEG-P(IMVL-co-CL)嵌段共聚物(copolymer-6),产率约为82%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为2360和2990,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.27。

实施例12

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入5.00g聚乙二醇(PEG,MW=1500),然后加入150mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去PEG中的水分。在剩余100mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,随后依次加入IMVL(3.30g)、ε-己内酯(CL,7.60g)和磷酸二苯酯(DPP,0.80g)并在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应结束后用过量***沉淀得初产物,用二氯甲烷溶解初产物并进行过滤,旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-CL)-PEG-P(IMVL-co-CL)嵌段共聚物(copolymer-7),产率约为70%,以氘代氯仿为溶剂,四甲基硅烷为内标,图2为其结构表征的1HNMR图。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为3680和4860,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.32。

实施例13

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入8.00g端氨基功能化的聚乙二醇(H2N-PEG-NH2,MW=4000),然后加入150mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去PEG中的水分。在剩余80mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,随后依次加入IMVL(8.20g)、ε-己内酯(CL,1.80g)和三氟甲磺酸亚锡(Sn(OTf)2,0.90g)并在氩气氛围下室温搅拌反应36h。反应结束后用过量***沉淀得初产物,将初产物用二氯甲烷溶解并过滤,旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-CL)-PEG-P(IMVL-co-CL)嵌段共聚物(copolymer-8),产率约为76%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为5630和7140,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.27。

实施例14

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入55mg苯丙醇,然后加入120mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(7.50g)、D,L-丙交酯(DLLA,4.50g)和磷酸二苯酯(DPP,95mg),然后在氩气氛围下室温搅拌反应36h。反应结束后用***沉淀24h,随后用二氯甲烷溶解下层沉淀并进行过滤,最后旋转蒸发二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-DLLA)共聚物(copolymer-9),产率约为68%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为20400和27500,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.35。

实施例15

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入3.00g聚乙二醇(PEG,MW=1500),然后加入150mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去PEG中的残余水分。在剩余60mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,随后依次加入IMVL(7.20g)、D,L-丙交酯(DLLA,0.80g)和磷酸二苯酯(DPP,0.50g)并在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应结束后用过量***沉淀得初产物,再将初产物溶于二氯甲烷溶解并进行过滤,旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-DLLA)-PEG-P(IMVL-co-DLLA)嵌段共聚物(copolymer-10),产率约为70%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为3410和4810,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.41。

实施例16

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入1.50g聚乙二醇(PEG,MW=2000),然后加入120mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去PEG中的残余水分。在剩余60mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,随后依次加入IMVL(1.80g)、L-丙交酯(LLA,6.20g)和诺维信脂肪酶435(Novozyme 435,0.40g)并在氩气氛围下室温搅拌反应48h。反应结束后用过量***进行沉淀得到初产物,用二氯甲烷溶解所得初产物并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-LLA)-PEG-P(IMVL-co-LLA)嵌段共聚物(copolymer-11),产率约为74%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为7140和9710,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.36。

实施例17

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入42mg丙炔醇,然后加入150mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(4.30g)、乙交酯(GA,10.70g)和磷酸二苯酯(DPP,0.20g),然后在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应结束后,体系中加入过量***沉淀得到初产物,所得初产物用二氯甲烷溶解并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-GA)共聚物(copolymer-12),产率约为66%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为15600和19200,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.23。

实施例18

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入1.50g单甲氧基聚乙二醇(mPEG,MW=750),然后加入150mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去mPEG中的残余水分。在剩余80mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,随后依次加入IMVL(5.30g)、乙交酯(GA,4.70g)和三氟甲磺酸亚锡(Sn(OTf)2,0.85g)并在氩气氛围下室温搅拌反应36h。反应结束后用过量***沉淀得初产物,用二氯甲烷溶解初产物并进行过滤,旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物mPEG-P(IMVL-co-GA)嵌段共聚物(copolymer-13),产率约为70%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为4200和5420,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.29。

实施例19

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入6.70g聚乙二醇(PEG,MW=1000),然后加入160mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去PEG中的残余水分。在剩余120mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,随后依次加入IMVL(11.20g)、乙交酯(GA,4.80g)和磷酸二苯酯(DPP,1.60g)并在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应结束后加入过量***,沉淀得到粗产物。所得粗产物用二氯甲烷溶解并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-GA)-PEG-P(IMVL-co-GA)嵌段共聚物(copolymer-14),产率约为73%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为2450和3280,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.34。

实施例20

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入3.30g聚乙二醇(PEG,MW=1500),然后加入120mL甲苯进行溶解。溶解完全后,在氩气氛围下共沸蒸馏除去PEG中的残余水分。在剩余80mL左右的甲苯时,体系停止蒸馏并恢复至室温,随后依次加入IMVL(6.40g)、三亚甲基碳酸酯(TMC,1.60g)和磷酸二苯酯(DPP,0.55g)并在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应结束后加入过量***沉淀产物,所得粗产物用二氯甲烷溶解并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-TMC)-PEG-P(IMVL-co-TMC)嵌段共聚物(copolymer-15),产率约为76%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为3570和5570,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.56。

实施例21

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入110mg苯甲醇,然后加入100mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(8.60g)、ε-己内酯(CL,0.68g)、δ-戊内酯(VL,0.6g)和磷酸二苯酯(DPP,240mg),然后在氩气氛围下室温搅拌反应24h。反应结束后用过量***进行沉淀24h,随后倾倒上清液,下层沉淀用二氯甲烷溶解并过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-CL-co-VL)共聚物(copolymer-16),产率约为70%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为8010和10490,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.31。

实施例22

一种含碘聚酯材料的制备方法,在250mL带通气阀的单颈瓶中加入35mg异戊醇,然后加入80mL无水甲苯进行溶解,搅拌片刻后依次加入IMVL(2.40g)、δ-戊内酯(VL,3.0g)、对二氧六环酮(PDO,2.04g)和双(双三甲基硅基)胺锌(Zn(HMDS)2,300mg),然后在氩气氛围下室温搅拌反应36h。反应结束后,体系中加入过量***沉淀并得到初产物。所得初产物用二氯甲烷溶解并进行过滤,最后旋转蒸发除去二氯甲烷后得产物P(IMVL-co-VL-co-PDO)共聚物(copolymer-17),产率约为63%。通过GPC(采用THF为流动相,PS作为标样)测定所述聚合物的数均与重均分子量(Mn,Mw)分别为11150和16170,分子量分布系数(Mn/Mw)为1.45。

根据本发明的公开,实施例4~22所合成的共聚物或嵌段共聚物的分子参数列于下表1。可以看到,本发明利用含碘内酯单体IMVL在不同种类的催化剂催化下可与不同内酯单体发生开环聚合反应,得到多种含碘聚酯材料,实现了通过化学共价键的方式在分子链中引入具有X射线显影特性的基团,得到了具有稳定X射线显影性能的聚酯类材料。该聚合反应可控性强,通过调节内酯单体的种类和聚酯嵌段摩尔比,可以实现聚酯类材料的分子量、分子量分布及链结构调控。

表1

实施例23

所述含碘聚酯材料在体内无损示踪的应用,取4.2g的copolymer-9加入到11g二氯甲烷中溶解过夜,震荡均匀后倒入到50mL的0.4wt%PVA水溶液中并用高速均质机以6000rpm速度搅拌两分钟。将上述乳液倒入到1280mL的水中室温搅拌30分钟,然后升温到30℃继续固化6h。过滤,水洗(5×40mL),真空干燥得到聚合物微球1.6g。聚合物微球的粒径大小及粒径分布由激光粒度分析仪测得,粒径平均大小150μm。取30mg微球均匀分散于0.15mL含0.2wt%的吐温80水溶液中,然后用将上述微球溶液注射到小鼠的背部皮下,并分别在注射后10天,20天,30天进行Micro-CT扫描,结果显示注射30天后在Micro-CT下依然清晰可见所注射的微球。

实施例24

所述含碘聚酯材料在体内无损示踪的应用,取4.2g的copolymer-4加入到11g二氯甲烷中溶解过夜,震荡均匀后倒入到50mL的0.4wt%PVA水溶液中并用高速均质机以5000rpm速度搅拌两分钟。将上述乳液倒入到1280mL的水中室温搅拌30分钟,然后升温到30℃继续固化6h。过滤,水洗(5×40mL),真空干燥得到聚合物微球1.5g。聚合物微球的粒径大小及粒径分布由激光粒度分析仪测得,粒径平均大小170μm。取30mg微球均匀分散于0.15mL含0.2wt%的吐温80水溶液中,然后用将上述微球溶液注射到小鼠的背部皮下,并分别在注射后15天,30天,45天进行Micro-CT扫描,结果显示注射45天后在Micro-CT下依然清晰可见所注射的微球。

为了进一步验证本发明的优异效果,发明人还进行了如下对比实验:

对比例1

将实施例4~22得到的产物与碘异酞醇、氧化铝等现有X射线显影剂分别置于PMMA有机玻璃管中并封口,使用Micro-CT在同一条件下扫描拍摄,结果如表2所示。可以看到,通过调节含碘内酯单体的共聚比例可以实现材料X射线显影性能的调控,因此,本发明公开的含碘聚酯材料在体内无损示踪的可降解聚酯类医用高分子材料领域极具应用潜力。

表2

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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