專利名稱：一種具有pH響應性的兩親性共聚物刷及其制法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)藥用高分子聚合物材料領域，具體地，本發(fā)明涉及一種具有PH響應 性的兩親性共聚物刷及其制法和應用。
背景技術：
聚合物膠束一般是由兩親性聚合物在溶劑中組裝得到的具有核/殼結構的球狀 納米粒。作為一種典型納米載藥系統(tǒng)，聚合物膠束具有很小的粒徑和很大的表面積/體積 比，可以避免體內網狀內皮系統(tǒng)(RES)的吞噬或被肝脾等組織吸收，這有利于延長膠束在 血液中的循環(huán)和在腫瘤組織中的被動積累。同時在降低藥物毒性、增加溶解性方面也有其 獨特的優(yōu)勢。聚合物膠束具有較低的臨界膠束濃度，較大的增溶空間，結構穩(wěn)定，且依據聚 合物疏水鏈段的不同性質可以通過化學、物理以及靜電等作用包裹藥物，對難溶性藥物有 明顯的增溶效果。pH響應兩親性聚合物形成的載藥膠束可隨著環(huán)境pH值的變化而控制藥物釋放速 率。pH響應性聚合物一般包含可離子化的基團，隨著環(huán)境pH值的改變，可離子化基團的離 子化能力發(fā)生變化，當達到其等電點(PKa)時，這種變化非常明顯，表現(xiàn)為聚合物的溶解能 力發(fā)生改變。聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)等羧基酸的pKa值為5-6，是報道最多 的pH響應性聚合物。人體胃液中的pH值為1.0-2. 5，小腸中的pH值為5. 1-7. 8 (Advanced Drug Delivery Reviews，2007 ;59 :1121)。應用這類聚合物可以實現(xiàn)載藥體系在胃液環(huán)境 下保持穩(wěn)定，而在腸道PH環(huán)境下則有較好的釋放效率，因此可用作口服方式給藥且要求在 腸道釋藥的載體。加拿大Sant 等(Journal of Controlled Release, 2004,97 301)制備了一種由 聚乙二醇-聚甲基丙烯酸衍生物構成的納米膠束，用作難溶性藥物的口服釋放體系，利用 甲基丙烯酸的離子/質子化作用實現(xiàn)對環(huán)境PH響應的控制釋放。美國猶他大學Sethuraman 等(Pharmaceutical Research, 2008, 25 657)報道了一種通過靜電作用來響應環(huán)境pH值 變化的聚合物載藥膠束體系，用于抗癌藥物的靶向釋放。Kim等(Journal of Controlled Release, 2008,132 222)合成了一種親水性三嵌段的PEG衍生物，利用聚丙烯酸的離子/ 質子化作用制備出載有紫杉醇的納米膠束，并稱該聚合物膠束體系可用作紫杉醇的口服制 劑。韓國 Lee 等(International Journal of Pharmaceutics, 2009，375 163)報道了由 一種聚乳酸-聚乙二醇_聚賴氨酸三嵌段聚合物制備的花瓣狀膠束，利用賴氨酸的質子化 /去質子化作用實現(xiàn)對阿霉素的PH響應控制釋放。武漢大學Huang等(Polymer，2009，50 3706)合成了聚丙烯酸_聚乳酸嵌段共聚物，并用其膠束包載疏水性藥物醋酸潑尼松，該載 藥膠束在強酸性條件下釋放緩慢，而在中性或微酸性條件下釋放速度明顯加快，因此認為 該聚合物膠束非常適合用作難溶性藥物的口服包載體系。專利申請W02010018286-A1，ES2333087-A1公布了一種由聚乙二醇連接的樹枝狀 聚合物和線性聚組氨酸通過靜電作用形成的膠束，并將它用于藥物和診斷劑的載體。通過 改變環(huán)境的PH值使聚組氨酸所帶電荷性質發(fā)生變化，調控膠束的結構實現(xiàn)PH響應的包載和釋放。專利申請W02008147128-A1，KR2008105005-A,EP2150568-A1 公布了一種由單甲氧 基聚乙二醇衍生物制備的具有pH、溫度雙重響應功能的納米載藥顆粒。KR2009056478-A公 布了一種由聚氨酯衍生物主鏈和PH響應性側鏈組成的可降解聚合物，它可以通過膠束或 凝膠的形式作為藥物、多肽、核酸、蛋白質等組分的載體用于腫瘤、炎癥及其他疾病的治療。 專利IN200702360-13公布了一種用甲基丙烯酸衍生物組合物包衣的pH響應性口服片劑， 藥物美托洛爾及其鹽被包載在內核，具有PH響應性的甲基丙烯衍生物包覆在表面，該片劑 可用作口服控制釋放體系。專利申請US2005070721-A1，US7229973-B2公布了一種由聚乳 酸-聚乙二醇和聚乙二醇-聚組氨酸制備的混合膠束，并顯示了該膠束具有pH響應的腫瘤 靶向功能。聚合物分子刷是一種接枝密度較高的接枝共聚物。將親水性聚合物刷用作自組 裝納米膠束的原料，可以提高膠束殼層密度，增強膠束表面的親水性、抗蛋白和血小板吸附 能力，提高膠束的穩(wěn)定性，延長膠束的循環(huán)周期，從而改善膠束載藥體系的控釋性能。目前 聚合物刷的合成大多采用表面接枝改性的方法。專利申請EP1035218-A，W0200043539-A, EPl 144677-A, W0200043539-A1公布了一種在表面接枝聚合物刷的方法，并成功將這種聚合 物刷用于吸附多肽、多糖及核酸。專利申請W0200102452-A，EP1208126-A，W0200102452-A1， AU200057854-A公布了一種在基質表面接枝的聚合物刷，并將該聚合物刷用于組織、血液等 水溶液樣品中生物分子的檢測與吸附。有研究者已經開始將聚合物分子刷應用于載藥體系中。專利申請CN101235121-A 公布了一種通過將單甲氧基聚乙二醇與丙烯酸酰鹵反應制備大分子單體，然后通過自由基 聚合制備聚合物刷，并將它制備成顆粒作為藥物載體。美國懷俄明大學的Shen等(AIChE Journal, 2008, 54 2979)用聚己內酯-聚甲基丙烯酸_2_(N，N-二甲氨基)乙酯-聚乙二 醇(PCL-PDEAEMA-PEG)共聚物刷制備了一種三層載阿霉素膠束。這種多層載藥膠束在pH 大于7(正常組織)時基本保持穩(wěn)定，而當pH低于6.5(腫瘤組織)時由于PDEAEMA質子 化，使載藥膠束溶脹而釋放出阿霉素。該多層載藥膠束可以很好的避免暴釋現(xiàn)象，但是由 于采用無規(guī)共聚物刷，不能很好的調控膠束的結構及釋放性能。新加坡國立大學的Hu等 (Macromolecular Rapid Communications, 2009, 30 609)在 Fe3O4 磁性內核表面接上兩嵌 段的聚丙交酯-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PLLA-PPEGMA)聚合物刷制備了納米粒，并通過 表面的葉酸修飾以增強其靶向能力。實驗結果顯示該納米粒對腫瘤組織具有較強的靶向穿 透能力，可應用于抗癌藥物的包載及控釋。從現(xiàn)有的研究報道來看，目前應用于難溶性藥物口服體系的聚合物膠束載藥體系 面臨兩個主要問題一是過高的臨界膠束濃度(CMC)使得載藥體系的體內循環(huán)時間和穩(wěn) 定性都得不到保證；二是載藥層與PH響應層有一定的空間距離，使得膠束的pH響應-膠 束溶脹_藥物釋放過程緩慢，因而對環(huán)境PH變化的響應不夠精確和靈敏。而載藥膠束在 人體內的停留時間通常小于 10 小時(Journal of Controlled Release, 2008,132 222 ； International Journal of Pharmaceutics，2005，302 :125)，因此載藥膠束還沒有來得及 釋放或完全釋放所載藥物就已經被體內循環(huán)排泄掉，不能有效實現(xiàn)控制釋放的目的。在pH響應性聚合物的分子結構中嵌入聚合物分子刷的結構特征，將有利于提高 膠束殼層密度，增強膠束表面的親水性、抗蛋白和血小板吸附能力，提高膠束的穩(wěn)定性，從 而延長膠束在體內的循環(huán)時間。另一方面，以疏水基團和PH響應基團無規(guī)共聚作為聚合物

發(fā)明內容
的疏水嵌段，可以將膠束結構中具有PH響應功能的范圍增大，在保證載藥能力的前提下， 使得PH響應-膠束溶脹_藥物釋放呈現(xiàn)為一個同步的過程，提高膠束的PH響應靈敏度及 釋放效率，從而改善膠束載藥體系的控釋性能。因此，通過合理設計并調控聚合物刷的結構 及各嵌段比例，既可以保持聚合物納米膠束載藥體系的物理/化學和生物學穩(wěn)定性，又具 有良好的PH響應控釋性能。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，為了提高PH響應聚合物膠束用作難溶 性藥物口服體系的穩(wěn)定性和響應靈敏度，提供的一種具有PH響應性的兩親性共聚物刷及 其制備方法。該PH響應兩親性共聚物刷具有以下優(yōu)點其臨界膠束濃度遠低于表面活性 劑及常規(guī)聚合物膠束，僅為4mg/l ；其自組裝膠束粒徑小且分布均勻(平均80nm，分布系數 0.015)，因而膠束穩(wěn)定性高。本發(fā)明的總體構思如下先制備疏水基團與PH響應基團的共聚嵌段，再接上刷狀 的親水基團形成聚合物刷。該聚合物刷在溶液中自組裝為納米膠束，其中，刷狀親水基團形 成的膠束外殼，鏈節(jié)密度高，親水性強，具有抗蛋白和血小板吸附能力，延長膠束在體內的 循環(huán)周期。而疏水及PH響應共聚嵌段作為膠束的內核，提供難溶性藥物的包載空間，且能 迅速響應環(huán)境pH變化而控制被載藥物的釋放。本發(fā)明目的通過以下技術方案來實現(xiàn)一種具有pH響應性的兩親性共聚物刷，結構式為 其中，R1為甲基或正丁基，R2和R3為甲基或氫；χ = 20 60，y = 20 52，ζ = 6 27，m = 5、10、20 或 30。所述兩親性共聚物刷的數均分子量為8000 20000g/mol。所述的一種具有pH響應性的兩親性共聚物刷的制備方法，包括以下步驟(1)制備大分子引發(fā)劑在惰性氣體保護和無水條件下，將疏水單體、PH響應功能 單體、催化劑體系和引發(fā)劑混合，在60 10(TC下反應0. 5 5小時，脫除催化劑后，沉淀、 過濾洗滌烘干得到大分子引發(fā)劑；(2)制備兩親性共聚物刷在惰性氣體保護下，在有機溶劑存在下將親水大分子 單體、催化劑體系及步驟(1)的大分子引發(fā)劑混合，在30 90°C下反應2 24小時，脫除 催化劑后，沉淀、過濾烘干得到兩親性共聚物刷；(3)制備P[(A)x-C0-(B)y]-b-P(C)z共聚物刷將步驟⑵產物溶于二氯甲烷，在 0°C下加入三氟乙酸，攪拌15分鐘，再在20 25°C下攪拌反應12 24小時，得到具有pH 響應性的兩親性共聚物刷。所述疏水單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯或丙烯酸正丁酯；
所述pH響應功能單體為甲基丙烯酸叔丁酯或丙烯酸叔丁酯；所述引發(fā)劑為2-溴異丁酸乙酯(EBriB)；步驟(2)所述有機溶劑為甲苯、丙酮或四氫呋喃中的一種或兩種以上的混合物；所述親水大分子單體為甲基丙烯酸單甲氧基聚乙二醇酯，其結構式如下 其中m = 5、10、20 或 30。步驟(1)反應物的重量份數配方如下疏水單體27 67份pH響應功能單體 27 67份催化劑體系3 7份引發(fā)劑2 4份；步驟(2)反應物的重量份數配方如下親水大分子單體 20 60份催化劑體系1. 5 2. 4份大分子引發(fā)劑 20 60份；步驟(3)反應物的重量份數配方如下兩親性共聚物刷 9 38份三氟乙酸34 90份二氯甲烷14 49份；所述步驟(3)中三氟乙酸用量同時是pH響應功能單體摩爾含量的5 12倍。優(yōu) 選為8 10倍。步驟(1)和(2)所述催化劑體系是溴化亞銅或氯化亞銅與聯(lián)吡啶或五甲基二亞乙
基三胺的絡合物。催化劑體系的制備方法可以是將溴化亞銅或氯化亞銅與聯(lián)吡啶或五甲基二亞乙 基三胺的絡合物在20 25°C攪拌10分鐘。步驟(1)和(2)中所述脫除催化劑是將反應產物用四氫呋喃溶解后，過中性氧化 鋁層析柱除去催化劑，采用四氫呋喃作為洗脫劑。步驟(1)所述沉淀是將脫除催化劑后的溶液加入到相當于其體積10倍的0°C冷甲 醇與水的混合溶液中，冷甲醇與水體積比為1 1 ；步驟(2)所述沉淀是將脫除催化劑后的 溶液加入到相當于其體積10倍的0°C冷正己烷中。所述的一種具有pH響應性的兩親性共聚物刷在難溶性藥物包載傳輸中的應用。所述催化體系指由溴化亞銅(CuBr)或氯化亞銅(CuCl)和聯(lián)吡啶(bpy)或五甲基 二亞乙基三胺(PMDETA)形成的絡合物。優(yōu)選為CuBr和PMDETA。所述步驟(1)中的反應溫度優(yōu)選為80 90°C。
所述步驟(2)中的反應溫度優(yōu)選為50 70°C。所述反應時間優(yōu)選為12 24小時。有機溶劑指甲苯、丙酮、四氫呋喃或它們的混合液。優(yōu)選為甲苯或四氫呋喃。本發(fā) 明對有機溶劑的加入量沒有限制，只要將步驟⑵固體反應物溶解即可。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明設計合成的PH響應兩親性共聚物刷，采用疏水基團 和PH響應基團共聚的形式，既可以有效的實現(xiàn)對藥物的包載，又可以迅速響應環(huán)境pH值的 變化，以實現(xiàn)口服載藥體系在特定PH范圍內快速釋放的要求。親水嵌段采用刷狀聚合物 PPEGMA，可以提高膠束殼層密度，增強膠束表面的親水性、抗蛋白和血小板吸附能力，延長 膠束的循環(huán)時間，從而改善膠束載藥體系的控釋性能。采用活性可控的ATRP方法，操作簡 單、收率高、產物質量優(yōu)良，且可精確控制共聚物刷的分子量和多分散性。


圖1為大分子引發(fā)劑的合成反應式。圖2為兩親性共聚物刷的合成反應式。圖3為pH響應兩親性共聚物刷的合成反應式。圖4為實施例1中大分子引發(fā)劑P (MMA-co-tBMA) -Br的凝膠滲透色譜圖(GPC)，流 動相為四氫呋喃(THF)。圖5為實施例1中P (MMA-co-tBMA) -Br的核磁共振氫譜(1H NMR)，溶劑為氘代氯 仿(d-CDCl3)。圖6為實施例1中P (MMA-co-tBMA) -Br的傅立葉變換紅外圖譜(FT-IR)。圖7為實施例1中兩親性共聚物刷P (MMA-co-tBMA) -b-PPEGMA的GPC洗脫曲線。圖 8 為實施例 1 中 P (MMA-co-tBMA) -b-PPEGMA 的 1H 匪R 譜，溶劑為 d_CDCl3。圖 9 為實施例 1 中 P (MMA-co-tBMA) -b-PPEGMA 的 FT-IR 圖譜。圖10為實施例1中pH響應兩親性共聚物刷P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA的GPC洗 脫曲線。圖11為實施例1中P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA的1H匪R譜，溶劑為氘代二甲基亞 楓(d6-DMS0)。圖 12 為實施例 1 中 P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA 的 FT-IR 圖譜。圖13為實施例7中P(MMA-co-MAA)-b-PPEGMA的臨界膠束濃度測試曲線。圖14為實施例8中P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA膠束溶液的粒徑及粒徑分布圖。圖15為實施例9中P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA (MAA嵌段長度約3000)載布洛芬膠 束的體外釋放曲線。圖16為實施9中P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA (MAA嵌段長度約5000)載布洛芬膠束 的體外釋放曲線。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明的內容，下面結合具體實施實例作進一步說明。在實施例 中單體、催化劑及引發(fā)劑使用的縮寫對照如下 實施例1(l)P(MMA-co-tBMA)-Br大分子引發(fā)劑的合成(A B = 50 50，A代表疏水基團 MMA, B代表pH響應基團tBMA，比值為質量百分比，下同)。取50ml干燥反應瓶，裝入攪拌 子。稱取CuBr (143. 5mg)置于反應瓶中，然后用反口橡皮塞封口，抽真空-通氬氣三次。依 次用注射器將單體MMA (3181 μ 1)和tBMA (5072 μ 1)，及配體PMDETA (209 μ 1)加入反應瓶 中，攪拌10分鐘使催化劑配合物形成。用液氮進行三次冷凍_抽氣_升溫循環(huán)后，在氬氣 保護下轉入90°C油浴中攪拌15分鐘后，用注射器快速逐滴加入引發(fā)劑EBriB(147yl)。在 90°C油浴中反應30分鐘。反應完成后，冷卻至室溫，加入20ml四氫呋喃并攪拌使其溶解， 然后用中性氧化鋁柱子過濾除去催化劑(以四氫呋喃作洗脫劑)。得到的溶液濃縮后緩慢 加入到300ml冷甲醇/水(1 1體積比)中沉淀，用去離子水洗滌后在45°C下真空干燥 24小時，得到白色粉末。產率為91%, Mn= 7436，PDI = 1. 18。(2) P (MMA-co-tBMA)-b-PPEGMA 的合成(AB C = 50 50，AB 代表疏水和 pH 響應 基團的共聚嵌段，C代表親水基團PEGMA，下同)。取IOOml干燥反應瓶，裝入攪拌子，通氬氣 10分鐘。將大分子引發(fā)劑P (MMA-co-tBMA)-Br (3. 7g)，催化劑CuCl (49. 5mg)加入反應瓶中， 密封后通氬氣-抽氣三次。在氬氣保護下依次加入溶劑甲苯(5ml)、單體PEGMA (2385 μ 1)， 攪拌10分鐘后用液氮進行三次冷凍_抽氣_升溫。在氬氣保護下置于60°C油浴中攪拌10 分鐘后，加入配體PMDETA(75 μ 1)，反應24小時后停止反應。冷卻后用四氫呋喃溶解，過中 性氧化鋁層析柱除去催化劑，濃縮后緩慢加入到250ml冷正己烷中沉淀。過濾后將白色粉 末在40°C下真空干燥24小時。產率82%，Mn= 15151，PDI = 1.28。(3) P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA 的合成。稱取 P (MMA-co-tBMA) -b-PPEGMA (0. 5g)至 50ml帶攪拌子的圓底燒瓶中，加入無水二氯甲烷(6ml)溶解聚合物，然后在冰水浴冷卻至 0°C?？焖贁嚢柘轮鸬尉徛尤肴宜?2ml)，在0°C下反應15分鐘，再在室溫下反應12 小時。旋轉蒸發(fā)除掉溶劑后用四氫呋喃(5ml)溶解，再緩慢加入到50ml冷正己烷中沉淀。 產物經過濾后置于40°C下真空干燥24小時。產率75%，Mn = 10344，PDI = 1. 24。
實施例2(1) 4-(；0-{8嫩)-81~大分子引發(fā)劑的合成(八B = 40 60)。取50ml干燥反應 瓶，裝入攪拌子。稱取CuBr (143. 5mg)置于反應瓶中，然后用反口橡皮塞封口，抽真空_通氬 氣三次。依次用注射器將單體BA (2237 μ 1)和tBMA (5072 μ 1)，以及配體PMDETA (209 μ 1)加 入瓶中，攪拌10分鐘使催化劑配合物形成。用液氮進行三次冷凍-抽氣-升溫循環(huán)后，在氬 氣保護下轉入90°C油浴中攪拌15分鐘后，用注射器快速逐滴加入引發(fā)劑EBriB(147y 1)。 在90°C油浴中反應30分鐘。反應完成后，冷卻至室溫，加入20ml四氫呋喃并攪拌使其溶 解，然后用中性氧化鋁柱子過濾除去催化劑(以四氫呋喃作洗脫劑)。得到的溶液濃縮后緩 慢加入到300ml冷甲醇/水(1 1體積比)中沉淀。用去離子水洗滌后在45°C下真空干 燥24小時，得到白色粉末。產率為85%，Mn = 6923，PDI = 1.21。(2) P (BA-co-tBMA)-b-PPEGMA 的合成(AB C = 50 50)。取 IOOml 干燥反應瓶 裝入攪拌子，通氬氣10分鐘使其冷卻。將大分子引發(fā)劑P(BA-CO-tBMA)-Br(3.46g)，催化 劑CUBr(71.8mg)加入反應瓶中，密封后通氣-抽氣三次。在氬氣保護下依次加入溶劑甲苯 (3ml)、單體PEGMA (2315 μ 1)，攪拌10分鐘后用液氮進行三次冷凍-抽氣-升溫，在氬氣保 護下置于60°C油浴中攪拌10分鐘后，加入配體PMDETA (75 μ 1)。反應24小時后停止反應。 冷卻后用四氫呋喃溶解，過中性氧化鋁層析柱除去催化劑，濃縮后緩慢加入到250ml冷正 己烷中沉淀。過濾后將白色粉末在40°C下真空干燥24小時。產率82%，Mn= 14692，PDI =1. 23。(3) P (BA-co-MAA) -b-PPEGMA 的合成。方法同實施例 1 步驟(3)。實施例3(l)P(BMA-co-tBMA)-Br 大分子引發(fā)劑的合成(A B = 60 40)。取 50ml 干 燥反應瓶，裝入攪拌子。稱取CuBr (143. 5mg)置于反應瓶中然后用反口橡皮塞封口， 抽真空-通氬氣三次。依次用注射器將單體BMA(6710 μ 1)和tBMA(6760 μ 1)，及配體 PMDETA(209 μ 1)加入瓶中，攪拌10分鐘使催化劑配合物形成。用液氮進行三次冷凍-抽 氣_升溫循環(huán)后，在氬氣保護下轉入90°C油浴中攪拌15分鐘后，用注射器快速逐滴加入引 發(fā)劑EBriB (147 μ 1)。在90°C油浴中反應45分鐘。反應完成后，冷卻至室溫，加入50ml四 氫呋喃并攪拌使其溶解，然后用中性氧化鋁柱子過濾除去催化劑(以四氫呋喃作洗脫劑)。 得到的溶液濃縮后緩慢加入到500ml冷甲醇/水(1 1體積比)中沉淀。用去離子水洗 滌后在45°C下真空干燥24小時，得到白色粉末。產率為90%，Mn= 13230，PDI = 1.30。(2)P(BMA-co-tBMA)-b-PPEGMA 的合成(AB C = 60 40)。取 IOOml 干燥反應 瓶，裝入攪拌子，通氬氣10分鐘使其冷卻。將大分子引發(fā)劑P(BMA-co-tBMA)-Br(6.61g)， 催化劑CuBr (71. 8mg)加入反應瓶中，密封后通氣-抽氣三次，在氬氣保護下依次加入溶劑 甲苯(5ml)、單體PEGMA (6350 μ 1)，攪拌10分鐘后用液氮進行三次冷凍-抽氣-升溫，在氬 氣保護下置于30°C油浴中攪拌10分鐘后，加入配體PMDETA(75 μ 1)。反應10小時后停止 反應。冷卻后用四氫呋喃溶解，過中性氧化鋁層析柱除去催化劑，濃縮后緩慢加入到250ml 冷正己烷中沉淀。過濾后將白色粉末在40°C下真空干燥24小時。產率80%，Mn = 21476， PDI = 1. 43。 (3) P (BMA-co-MAA) -b-PPEGMA 的合成。稱取 P (BMA-co-tBMA) -b-PPEGMA (0. 6g)至 50ml帶攪拌子圓底燒瓶中，加入無水二氯甲烷(IOml)溶解聚合物，然后用冰水浴冷卻至0°C，在快速攪拌下逐滴緩慢加入三氟乙酸(3ml)，在0°C反應15分鐘后再將混合液在室溫 下反應12小時。然后旋轉蒸發(fā)除掉溶劑后，用四氫呋喃(5ml)溶解，緩慢加入到50ml冷正 己烷中沉淀。產物經過濾后置于40°C下真空干燥24小時。實施例4(l)P(MMA-co-tBA)-Br 大分子引發(fā)劑的合成(A B = 50 50)。取 50ml 干燥反 應瓶，裝入攪拌子。稱取CuBr (143. 5mg)置于反應瓶中，然后用反口橡皮塞封口，抽真空-通 氬氣三次。依次用注射器將單體MMA (3180 μ l)、tBA (6070 μ 1)、配體PMDETA (210 μ 1)加入 瓶中，攪拌10分鐘使催化劑配合物形成。用液氮進行三次冷凍_抽氣_升溫循環(huán)后，在氬氣 保護下轉入85°C油浴中攪拌15分鐘后，用注射器快速逐滴加入引發(fā)劑EBriB(147yl)。在 85°C油浴中反應30分鐘。反應完成后，冷卻至室溫，加入20ml四氫呋喃并攪拌使其溶解， 然后用中性氧化鋁柱子過濾除去催化劑(以四氫呋喃作洗脫劑)。得到的溶液濃縮后緩慢 加入到300ml冷甲醇/水(1 1體積比)中沉淀。用去離子水洗滌后在45°C下真空干燥 24小時，得到白色粉末。產率為85%，Mn = 9465，PDI = 1. 13。(2) P (MMA-co-tBA)-b-PPEGMA 的合成(AB C = 60 40)。取 IOOml 干燥反 應瓶裝入攪拌子，通氬氣10分鐘。將大分子引發(fā)劑P(MMA-Co-tBA)-Br(4.73g)，催化劑 CuCl (49. 5mg)加入反應瓶中，密封后通氣-抽氣三次，在氬氣保護下依次加入溶劑四氫呋 喃(3ml)、單體PEGMA (3810 μ 1)，攪拌10分鐘后用液氮進行三次冷凍-抽氣-升溫，在氬氣 保護下置于60°C油浴中攪拌10分鐘后，加入配體PMDETA(75 μ 1)。反應10小時后停止反 應。冷卻后用四氫呋喃溶解，過中性氧化鋁層析柱除去催化劑，濃縮后緩慢加入到250ml冷 正己烷中沉淀。過濾后將白色粉末在40°C下真空干燥24小時。產率74%，Mn= 13634，PDI =1. 17。(3) P (MMA-co-AA) -b-PPEGMA 的合成。方法同實施例 1 步驟(3)。實施例5(l)P(BA-co-tBA) -Br大分子引發(fā)劑的合成(A B = 60 40)。取50ml干燥反應 瓶，裝入攪拌子。稱取CuBr (143. 5mg)置于反應瓶中，然后用反口橡皮塞封口，抽真空-通 氬氣三次。依次用注射器將單體BA (3355 μ l)、tBA (4045 μ 1)、配體PMDETA (210 μ 1)加入瓶 中，攪拌10分鐘使催化劑配合物形成。用液氮進行三次冷凍_抽氣_升溫循環(huán)后，在氬氣 保護下轉入80°C油浴中攪拌15分鐘后，用注射器快速逐滴加入引發(fā)劑EBriB(147yl)。在 80°C油浴中反應30分鐘。反應完成后，冷卻至室溫，加入20ml四氫呋喃并攪拌使其溶解， 然后用中性氧化鋁柱子過濾除去催化劑(以四氫呋喃作洗脫劑)。得到的溶液濃縮后緩慢 加入到300ml冷甲醇/水(1 1體積比)中沉淀。用去離子水洗滌后在45°C下真空干燥 24小時，得到白色粉末產品。產率為79%，Mn= 7835，PDI = 1.26。(2) P (BA-co-tBA)-b-PPEGMA 的合成(AB C = 50 50)。取 IOOml 干燥反 應瓶，裝入攪拌子，通氬氣10分鐘。將大分子引發(fā)劑P(BA-CO-tBA)-Br(3.92g)，催化劑 CuBr(71.8mg)加入反應瓶中，密封后通氣-抽氣三次，在氬氣保護下依次加入溶劑甲苯 (2ml)、單體PEGMA (2385 μ 1)，攪拌10分鐘后用液氮進行三次冷凍-抽氣-升溫，在氬氣保 護下置于70°C油浴中攪拌10分鐘后，加入配體PMDETA (75 μ 1)。反應24小時后停止反應。 冷卻后用四氫呋喃溶解，過中性氧化鋁層析柱除去催化劑，濃縮后緩慢加入到250ml冷正 己烷中沉淀。過濾后將白色粉末在40°C下真空干燥24小時。產率71%，Mn = 14265，PDI=1. 43。(3) P (BA-co-AA) -b-PPEGMA 的合成。稱取 P (BA-co-tBA) -b-PPEGMA (0. 7g)至 50ml 帶攪拌子的圓底燒瓶中，加入無水二氯甲烷(5ml)溶解聚合物，然后用冰水浴冷卻至0°C， 在快速攪拌下逐滴緩慢加入三氟乙酸(1. 5ml)，在0°C反應15分鐘后再將混合液在室溫下 反應24小時。然后旋轉蒸發(fā)除掉溶劑后，用四氫呋喃(5ml)溶解，緩慢加入到50ml冷正己 烷中沉淀。產物經過濾后置于40°C下真空干燥24小時。實施例6(1) 出嫩-(；0-{8六)-81~大分子引發(fā)劑的合成仏B = 40 60)。取50ml干燥反 應瓶裝入攪拌子。稱取CuBr(143. 5mg)置于反應瓶中，然后用反口橡皮塞封口，抽真空-通 氬氣三次。依次用注射器將單體BMA (4475 μ 1)、tBA (8090 μ 1)、配體bpy (312mg)加入瓶 中，攪拌10分鐘使催化劑配合物形成。用液氮進行三次冷凍_抽氣_升溫循環(huán)后，在氬氣 保護下轉入60°C油浴中攪拌15分鐘后，用注射器快速逐滴加入引發(fā)劑EBriB(147yl)。在 60°C油浴中反應5小時。反應完成后，冷卻至室溫，加入40ml四氫呋喃并攪拌使其溶解，然 后用中性氧化鋁柱子過濾除去催化劑(以四氫呋喃作洗脫劑)。得到的溶液濃縮后緩慢加 入到500ml冷甲醇/水(1 1體積比)中沉淀。用去離子水洗滌后在45°C下真空干燥24 小時，得到白色粉末。產率為85%, Mn = 12758，PDI = 1. 21。(2) P (BMA-co-tBA)-b-PPEGMA 的合成(AB C = 60 40)。取 IOOml 干燥反 應瓶，裝入攪拌子，通氬氣10分鐘。將大分子引發(fā)劑P(BMA-CO-tBA)-Br(6.3g)，催化劑 CuCl (49. 5mg)加入反應瓶中，密封后通氬氣-抽氣三次，在氬氣保護下依次加入溶劑甲苯 (5ml)、單體PEGMA (6350 μ 1)，攪拌10分鐘后用液氮進行三次冷凍-抽氣-升溫，在氬氣保 護下置于90°C油浴中攪拌10分鐘后，加入配體PMDETA(75 μ 1)。反應8小時后停止反應。 冷卻后用四氫呋喃溶解，過中性氧化鋁層析柱除去催化劑，濃縮后緩慢加入到300ml冷正 己烷中沉淀。過濾后將白色粉末在40°C下真空干燥24小時。產率74%，Mn = 19136，PDI =1. 27。(3) P (BMA-co-AA) -b-PPEGMA 的合成，方法同實施例 3 步驟(3)。實施例7熒光探針法測定pH響應兩親性共聚物刷的臨界膠束濃度。(1)配制芘溶液稱取芘(121. 356mg)溶于50ml丙酮中，配制成12 X ICT3M的溶液。 取Iml上述溶液，用200ml丙酮稀釋至6 X 10_5M。(2)配樣品溶液稱取IOmg P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA (實施例1產物)溶于5ml 丙酮，再準確加入IOOml水，攪拌一晚，揮發(fā)掉丙酮得到0. lmg/ml聚合物溶液，并將其稀釋 成一系列0.0001 0. lmg/ml的溶液。取20支IOml容量瓶，每支加入0. Iml 6 X ICT5M芘溶 液，然后分別加入上述不同濃度的聚合物溶液配成樣品液。樣品液中芘的濃度為6X10_7M。(3)熒光光譜測試以373nm作為發(fā)射波長，測試樣品液在300-350nm的激發(fā)光 譜，取I337A333比值對濃度對數IogC作圖，得到一曲線，轉折點即為臨界膠束濃度值。詳細 曲線見圖13。實施例1產物P(MMA-CO-MAA)-b-PPEGMA的臨界膠束濃度為4mg/l。實施例8制備膠束溶液并測試其粒徑及粒徑分布。采用透析法制備PH響應兩親性共聚物刷膠束溶液。稱取IOmg實施例1產物
12P (MMA-CO-MAA)-b-PPEGMA溶于IOml 二甲基甲酰胺中，攪拌下逐滴加入2ml去離子水，然后 轉入透析袋中，用去離子水透析2天，前12小時內每2小時換一次水，隨后每6小時換一次 水。得到的膠束溶液用0.45 μ m過濾器過濾，采用動態(tài)光散射法測其粒徑及粒徑分布。實 施例1產物P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA膠束溶液的平均粒徑為80nm，粒徑分布為0. 015。測 試曲線見圖14。實施例9制備包載難溶性藥物布洛芬的載藥膠束并測定其體外釋放性能。采用透析法制備載藥膠束。準確稱取5mg布洛芬，20mg P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA 溶于40ml 二甲基甲酰胺中，室溫下攪拌4小時后，轉入透析袋(MWC03000)，用11去離子水 透析24小時，每4小時更換一次透析介質。將膠束溶液經孔徑為0. 45 μ m的過濾頭過濾后 冷凍干燥。體外釋放精確稱取5mg載藥膠束粉末，置于透析袋(MWC03000)中，然后加入5ml pH1.2(模擬胃液)或pH7.4(模擬腸液)緩沖液，封好透析袋，轉入藥物溶出儀，加入25ml PH緩沖液。設定溫度在37°C，攪拌速度為lOOrpm。前2小時每隔30分鐘取樣一次，每次取 樣2ml，并加入2ml新鮮緩沖液。隨后每2小時取樣一次至12小時，最后在24小時取樣。 用紫外分光光度法測定不同時間釋放液中布洛芬濃度，繪制其體外釋放曲線。不同PH響應 嵌段長度P (MMA-co-MAA) -b-PPEGMA聚合物刷的體外釋放效果分別見圖15 (MAA嵌段分子量 約3000)、圖16 (MAA嵌段分子量約5000)。
1權利要求
一種具有pH響應性的兩親性共聚物刷，其特征在于，結構式為其中，R1為甲基或正丁基，R2和R3為甲基或氫；x＝20～60，y＝20～52，z＝6～27，m＝5、10、20或30。dest_path_FSB00000279478900011.tif
2.根據權利要求1所述的一種具有PH響應性的兩親性共聚物刷，其特征在于，所述具 有pH響應性的兩親性共聚物刷的數均分子量為8000 20000g/mol。
3.權利要求1所述的一種具有pH響應性的兩親性共聚物刷的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟(1)制備大分子引發(fā)劑在惰性氣體保護和無水條件下，將疏水單體、PH響應功能單 體、催化劑體系和引發(fā)劑混合，在60 100°C下反應0. 5 5小時，脫除催化劑后，沉淀、過 濾洗滌烘干得到大分子引發(fā)劑；(2)制備兩親性共聚物刷在惰性氣體保護下，在有機溶劑存在下將親水大分子單體、 催化劑體系及步驟(1)的大分子引發(fā)劑混合，在30 90°C下反應8 24小時，脫除催化劑 后，沉淀、過濾烘干得到兩親性共聚物刷；(3)制備P[(A)x-C0-(B)y]-b-P(C)z共聚物刷將步驟⑵產物溶于二氯甲烷，在0°C下 加入三氟乙酸，攪拌15分鐘，再在20 25°C下反應12 24小時，得到具有pH響應性的兩 親性共聚物刷。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述疏水單體為甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸正丁酯或丙烯酸正丁酯；所述pH響應功能單體為甲基丙烯酸叔丁酯或丙烯酸叔丁酯； 所述引發(fā)劑為2-溴異丁酸乙酯；步驟(2)所述有機溶劑為甲苯、丙酮或四氫呋喃中的一種或兩種以上的混合物；所述親水大分子單體為甲基丙烯酸單甲氧基聚乙二醇酯，其結構式如下O其中 m = 5,10,20 或 30。步驟(1)反應物的重量份數配方如下疏水單體27 67份pH響應功能單體 27 67份疏水單體 PH響應功能單體 催化劑體系 引發(fā)劑7份 4份；步驟(2)反應物的重量份數配方如下 親水大分子單體 20 60份催化劑體系1. 5 2. 4份大分子引發(fā)劑 20 60份； 步驟(3)反應物的重量份數配方如下 兩親性共聚物刷 9 38份 三氟乙酸34 90份二氯甲烷14 49份；步驟⑶所述三氟乙酸與PH響應功能單體的摩爾比為5 10。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)和(2)所述催化劑體系是溴 化亞銅或氯化亞銅與聯(lián)吡啶或五甲基二亞乙基三胺的絡合物。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟⑴和⑵中所述脫除催化劑是 將反應產物用四氫呋喃溶解后，過中性氧化鋁層析柱除去催化劑，采用四氫呋喃作為洗脫 劑。
7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述沉淀是將脫除催化劑 后的溶液加入到相當于其體積10倍的o°c冷甲醇與水的混合溶液中，冷甲醇與水體積比為 1 1;步驟(2)所述沉淀是將脫除催化劑后的溶液加入到相當于其體積10倍的0°C冷正 己烷中。
8.權利要求1所述的一種具有pH響應性的兩親性共聚物刷在難溶性藥物包載傳輸中 的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種pH響應兩親性共聚物刷及其制備方法。具體公開了一種由疏水基團和pH響應基團共聚的嵌段與親水刷狀嵌段組成的pH響應兩親性共聚物刷。本發(fā)明通過原子轉移自由基聚合(ATRP)得到疏水性單體與pH響應功能性單體的共聚體，然后以此作為大分子引發(fā)劑，對親水性大分子單體甲基丙烯酸單甲氧基聚乙二醇酯(PEGMA)進行ATRP聚合，再經過選擇性水解反應，制得pH響應兩親性共聚物刷。本發(fā)明的制備方法工藝簡單，產率較高。所合成的pH響應兩親性共聚物刷結構新穎，且功能基團比例可調控。適用于難溶性藥物的包載傳輸。
文檔編號C08F8/00GK101891870SQ20101021507
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權日2010年6月30日
發(fā)明者楊友強, 章莉娟, 鄭靈珊, 錢宇, 陳赟 申請人:華南理工大學