一种两亲性聚酯及其制备方法和用途
阅读说明：本技术 一种两亲性聚酯及其制备方法和用途 (Amphiphilic polyester and preparation method and application thereof ) 是由 李智慧 单鹏飞 李大爱 柳海圩 卢颖文 李钟玉 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种两亲性聚酯及其制备方法和用途。本发明以酒石酸、1,3-二溴丙烷、1,6-己二酸为原料,以二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺为原料,在四甲基胍催化下分三步反应；第一步,分别合成疏水链段A和亲水链段B,其中疏水链段A和亲水链段B的末端官能团是不同的；第二步,将疏水链段A和亲水链段B混合,反应24小时；本发明的转化率达90％以上。此外,最终制得的两亲性聚酯能够在水溶液中组装成纳米胶束,可以装载药物尤其是疏水药物；同时该聚合物具有极好的生物相容性以及生物可降解性,所用原料天然无毒。本发明的优点是：操作简单,原料易得,常温制备。(The invention discloses an amphiphilic polyester and a preparation method and application thereof. Tartaric acid, 1, 3-dibromopropane and 1, 6-adipic acid are used as raw materials, dimethyl sulfoxide or N, N-dimethylformamide is used as a raw material, and three-step reaction is carried out under the catalysis of tetramethylguanidine; step one, respectively synthesizing a hydrophobic chain segment A and a hydrophilic chain segment B, wherein the terminal functional groups of the hydrophobic chain segment A and the hydrophilic chain segment B are different; secondly, mixing the hydrophobic chain segment A and the hydrophilic chain segment B, and reacting for 24 hours; the conversion rate of the invention reaches more than 90%. In addition, the finally prepared amphiphilic polyester can be assembled into a nano micelle in an aqueous solution, and can be loaded with drugs, particularly hydrophobic drugs; meanwhile, the polymer has excellent biocompatibility and biodegradability, and the used raw materials are natural and non-toxic. The invention has the advantages that: simple operation, easily obtained raw materials and normal temperature preparation.)
技术领域
本发明涉及高分子合成的技术领域，更具体的说是涉及一种两亲性聚酯及其制备方法和用途。
背景技术
药物递送系统(Drugdeliverysystems，DDSs)能够在时间、空间、剂量上实现药物在肿瘤处的靶向释放，因而受到研究人员的广泛关注。两亲性嵌段聚合物(Amphiphilicblock polymer，ABP)是一类被广泛研究的药物递送系统，能够在水溶液中自组装形成具有核壳结构的纳米胶束，内核可以起到装载药物的作用，提高药物的稳定性和水溶性。同时，作为一种药物递送系统，良好的生物相容性和生物降解性是必须的。线性脂肪族聚酯因其具有很好的生物相容性和生物降解性，而在组织工程、生物医药等领域广泛应用。因此开发具有两亲性聚酯化合物具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种两亲性聚酯。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种两亲性聚酯，
其化学结构是：
其中，疏水链段的聚合物的分子量在1000-12000之间；亲水链段的聚合物分子量在1000-12000之间。
作为本发明的进一步改进，
由下述摩尔份物质反应而成：
1，6-己二酸：100份
1，3-二溴丙烷：205～220份
溶剂：160～200份
催化剂：420～480份
酒石酸：80份。
作为本发明的进一步改进，
所述催化剂为四甲基胍。
作为本发明的进一步改进，
所述溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺中的任意一种。
作为本发明的另一发明目的，提供一种两亲性聚酯的制备方法，
步骤一：
疏水链段A的合成：将摩尔份100份1，6-己二酸和105-120份1，3-二溴丙烷溶于80-100份溶剂中，然后将200份催化剂缓慢滴入，反应24小时；
步骤二：亲水链段B的合成：将将摩尔份100份1，3-二溴丙烷和110-140份酒石酸溶于80-100份溶剂，然后将220份-280份的催化剂缓慢滴入，反应24小时；
步骤三：两亲性聚酯的合成：将上述步骤一得到的溶液缓慢滴入步骤二得到的溶液中，反应12小时，然后将反应液倒入水中，在透析袋中透析24小时，然后冻干。
作为本发明的进一步改进，
所述催化剂为四甲基胍。
作为本发明的进一步改进，
所述溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺中的任意一种。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤一、步骤二、步骤三的反应温度均为室温。
本发明制备的两亲性聚酯作为药物载体使用。
本发明制备的两亲性聚酯，主要由两个部分组成，一个是疏水链段，不含有羟基的部分为疏水链段，一个是亲水链段，含有羟基的部分为亲水链段；因此在制备的过程中，也是分开合成疏水链段和亲水链段，之后再将两个链段进行聚合，得到最后的两亲性聚酯，这样的分开合成的好处在于疏水链段和亲水链段彼此不会相互干扰，最终得到稳定的两亲性聚酯。
其中疏水连段的反应方程式为：
其中亲水链段的反应方程式为：
疏水连段和亲水链段相互聚合的反应方程式为：
本发明以酒石酸、1，3-二溴丙烷、1，6-己二酸为原料，以二甲基亚砜或N，N-二甲基甲酰胺为原料，在四甲基胍催化下分三步反应；第一步，分别合成疏水链段A和亲水链段B，其中疏水链段A和亲水链段B的末端官能团是不同的；第二步，将疏水链段A和亲水链段B混合，反应24小时；本发明的转化率达90％以上。此外，最终制得的两亲性聚酯能够在水溶液中组装成纳米胶束，可以装载药物尤其是疏水药物；同时该聚合物具有极好的生物相容性以及生物可降解性，所用原料天然无毒。本发明的优点是：操作简单，原料易得，常温制备。
附图说明
图1为实施例2疏水链段聚合物A的核磁图谱；
图2为实施例2亲水链段聚合物B的核磁图谱；
图3为实施例2两亲性聚合物的核磁图谱；
图4为实施例2两亲性聚合物包裹尼罗红前后荧光吸收图谱；
图5为实施例2两亲性聚合物包裹尼罗红在pH 5.0PBS溶液中不同时间的荧光吸收图谱；
图6为实施例2两亲性聚合物包裹尼罗红在pH 7.4PBS溶液中不同时间的荧光吸收图谱；
图7为实施例2两亲性聚合物包裹尼罗红在pH 9.0PBS溶液中不同时间的荧光吸收图谱；
图8为实施例2两亲性聚合物的组装电镜图；
图9为实施例2两亲性聚合物的DLS图。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
实施例1
两亲性聚合物的合成；
步骤一：疏水链段A的合成：将0.68g的1，6-己二酸和1.01gde1，3-二溴丙烷溶于6ml的二甲基亚砜中，然后将1.08g的四甲基胍缓慢滴入，反应24小时；
步骤二：亲水链段B的合成：将1.94g的1，3-二溴丙烷和1.50g的酒石酸溶于10ml的二甲基亚砜，然后将2.30g的四甲基胍缓慢滴入，反应24小时；
步骤三：两亲性聚酯的合成：将步骤一得到的溶液缓慢滴入步骤二得到的溶液中，反应12小时，反应液倒入水中，在透析袋中透析24小时，然后冻干。
实施例2
两亲性聚合物的合成：
步骤一：疏水链段A的合成：将0.69g的1，6-己二酸和1.01g的1，3-二溴丙烷溶于6ml的二甲基亚砜中，然后将1.10g的四甲基胍缓慢滴入，反应24小时；
步骤二：亲水链段B的合成：将1.94g的1，3-二溴丙烷和1.50g的酒石酸溶于10ml的二甲基亚砜，然后将2.30g的四甲基胍缓慢滴入，反应24小时；
步骤三：两亲性聚酯的合成：将步骤一得到的溶液缓慢滴入步骤二得到的溶液中，反应12小时，反应液倒入水中，在透析袋中透析24小时，然后冻干。
实施例3
两亲性聚合物的合成
步骤一：疏水链段A的合成：将0.70g的1，6-己二酸和1.01g的1，3-二溴丙烷溶于6ml的二甲基亚砜中，然后将1.11g的四甲基胍缓慢滴入，反应24小时；
步骤二：亲水链段B的合成：将1.94g的1，3-二溴丙烷和1.50g的酒石酸溶于10ml的二甲基亚砜，然后将2.30g的四甲基胍缓慢滴入，反应24小时；
步骤三：两亲性聚酯的合成：将步骤一得到溶液缓慢滴入步骤二得到的溶液中，反应12小时，反应液倒入水中，在透析袋中透析24小时，然后冻干。
检测：
1、将实施例2得到的疏水链段A、亲水链段B、最终产物进行核磁检测，分别得到图1、图2、图3.
2、包裹尼罗红实验：
(1)准确称取实施例2中合成的两亲性聚合物200mg，将其溶于2ml的二甲基亚砜，形成溶液A；
(2)准确称取实施例2中合成的两亲性聚合物200mg以及尼罗红40mg，将两者溶于2ml的二甲基亚砜，形成溶液B；
(3)将上述的溶液A和溶液B，分别滴入剧烈搅拌的100ml的纯水中，搅拌3小时后，分别倒入透析袋中透析24小时，分别得到乳液C和乳液D；
(4)分别取4ml的乳液C和乳液D，进行荧光吸收测试，得到两亲性聚合物包裹尼罗红前后荧光吸收图谱(图4)；
(5)分别取1ml的乳液D加入4ml的pH5.0、pH7.4、pH9.0的缓冲溶液中，得到乳液E、乳液F、乳液G，然后在不同时刻进行荧光吸收测试，得到两亲性聚合物在不同pH缓存溶液不同时间的荧光吸收图谱(分别对应图5、图6、图7)。
3、将实施例2得到的聚合物，通过扫描电子显微镜进行检测，得到图(8)。
4、将实施例2得到的聚合物，通过纳米粒度及ZETA电位分析仪(DLS)，进行粒径分析，得到图9。
本发明制备的两亲性聚酯，主要由两个部分组成，一个是疏水链段，一个是亲水链段；因此在制备的过程中，也是分开合成疏水链段和亲水链段，之后再将两个链段进行聚合，得到最后的两亲性聚酯，这样的分开合成的好处在于疏水链段和亲水链段彼此不会相互干扰，最终得到稳定的两亲性聚酯。
其中疏水连段的反应方程式为：
其中亲水链段的反应方程式为：
疏水连段和亲水链段相互聚合的反应方程式为：
从图1至3中可以得出，均合成了实施例1至3预期的聚合物。
并且从图4中，可以得出，乳液C是不含有尼罗红的，直接暴露在水溶液中是没有荧光，因此荧光吸收图谱中并无发出荧光，而乳液D中，荧光吸收图谱中显示有荧光的，因此说明了实施例2制备的聚合物能够负载疏水性的药物。
图5至图7则表示了在不同pH值的情况下，药物释放的情况，随着时间延长，药物会不断释放出来，从而荧光会下降。
从图8说明两亲性聚合物能够组装成纳米尺寸的颗粒，电镜反应了颗粒的形貌，为球形
而图9的DLS图则反应组装成的纳米颗粒的尺寸和粒径分布情况，其粒径主要分布在100nm左右的，在药物递送方面有个说法，尺寸在100纳米的颗粒能够在实体瘤里富集，达到靶向递送的目的。
本发明以酒石酸、1，3-二溴丙烷、1，6-己二酸为原料，以二甲基亚砜或N，N-二甲基甲酰胺为原料，在四甲基胍催化下分三步反应；第一步，分别合成疏水链段A和亲水链段B，其中疏水链段A和亲水链段B的末端官能团是不同的；第二步，将疏水链段A和亲水链段B混合，反应24小时；本发明的转化率达90％以上。此外，最终制得的两亲性聚酯能够在水溶液中组装成纳米胶束，可以装载药物尤其是疏水药物；同时该聚合物具有极好的生物相容性以及生物可降解性，所用原料天然无毒。本发明的优点是：操作简单，原料易得，常温制备。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。