本發(fā)明屬于高分子材料，具體涉及一種多面體低聚倍半硅氧烷-氨基酸多臂聚合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚氨基酸材料是以氨基酸為重復(fù)單元，通過肽鍵連接得到的聚合物。早在1906年起h.洛馳報(bào)道了關(guān)于α-氨基酸的n-羧基酸酐(nca)的合成和性質(zhì)的研究，奠定了利用開環(huán)聚合法合成聚氨基酸的基礎(chǔ)。自20世紀(jì)40年代開始，開環(huán)聚合法成為大規(guī)模合成高分子量聚氨基酸的主要方法?；讦?氨基酸合成的聚多肽高分子，具有多層次的特定結(jié)構(gòu)，因而有良好的生物相容性、生物可降解性，以及功能化修飾所賦予的生物活性和刺激響應(yīng)性，可作為功能性和結(jié)構(gòu)性材料使用而被廣泛關(guān)注。

2、基于nca的活性開環(huán)聚合方法不斷發(fā)展，例如:在高真空環(huán)境下引發(fā)聚合，采用輔助引發(fā)劑，如硫醚、二級(jí)胺、三級(jí)胺等；開發(fā)新型引發(fā)劑，如有機(jī)硅胺、鹽酸鹽或硼酸鹽、金屬復(fù)合物、稀土金屬等引發(fā)聚合。這些合成技術(shù)的發(fā)展為構(gòu)筑多功能性的聚氨基酸材料，拓寬聚氨基酸在生物醫(yī)用以及納米材料等領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了契機(jī)。

3、多面體低聚倍半硅氧烷(poss)是一種具有納米尺寸、立體籠狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)分子，在高分子材料改性、電子材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，其具有良好的生物相容性和低免疫原性、易于功能化及納米尺寸效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，近年來使其受到藥物遞送研究的廣泛興趣。但受限于其端基活性基團(tuán)有限的問題，其載藥量和可修飾性受到一定制約。聚氨基酸材料擁有大量的活性官能團(tuán)，能夠有效克服上述問題。并且，相較于線性的聚氨基酸，通過以poss為核的聚氨基酸有機(jī)-無機(jī)樹狀雜化高分子材料，具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)整、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、高載藥量等優(yōu)點(diǎn)，有助于改善藥物的生物分布和代謝行為，是一種非常有應(yīng)用潛力的新型多功能材料。但是，目前該類材料及制備技術(shù)依然相對(duì)缺乏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個(gè)目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種poss-氨基酸多臂聚合物，本發(fā)明提供的聚合物具有形成藥物交聯(lián)水凝膠的應(yīng)用潛力。

2、一種多面體低聚倍半硅氧烷-氨基酸多臂聚合物，結(jié)構(gòu)式如下式（?。┧荆?/p>

3、（?。?/p>

4、其中，r1選自以下結(jié)構(gòu)之一：-ch2cooh、-(ch2)2cooh、-(ch2)4nh2、-ch2c6h6。

5、x為聚合度，1≤x≤200。

6、poss選自以下結(jié)構(gòu)之一：

7、

8、

9、

10、其中“”為連接位點(diǎn)。

11、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種多面體低聚倍半硅氧烷-氨基酸多臂聚合物的制備方法，包括以下步驟：

12、將氨基酸衍生物-n-羧酸內(nèi)酸酐溶于有機(jī)溶劑a中得到溶液a，將多面體低聚倍半硅氧烷（poss）溶于有機(jī)溶劑b中得到溶液b，將溶液a與溶液b混合并加入催化劑發(fā)生聚合反應(yīng)，生成所述多面體低聚倍半硅氧烷-氨基酸多臂聚合物（ⅰ）；

13、poss選自以下結(jié)構(gòu)之一：

14、（ⅱ）

15、（ⅲ）

16、（ⅳ）。

17、優(yōu)選的，多面體低聚倍半硅氧烷poss與氨基酸衍生物-n-羧酸內(nèi)酸酐的摩爾比為1：（100-2400）。

18、優(yōu)選的，所述聚合反應(yīng)溫度為10?℃~50?℃。

19、優(yōu)選的，所述聚合反應(yīng)時(shí)間為12?h~72?h。

20、優(yōu)選的，所述催化劑為冠醚。

21、優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑a為二氯甲烷或n,n-二甲基甲酰胺，所述有機(jī)溶劑b為二甲亞砜。

22、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供上述多面體低聚倍半硅氧烷-氨基酸多臂聚合物在作為藥物交聯(lián)水凝膠載體中的應(yīng)用。

23、優(yōu)選的，所述藥物為順鉑。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

25、本發(fā)明將-氨基酸衍生物引入poss結(jié)構(gòu)中，得到一種新型的poss多臂聚合物，拓展了poss的應(yīng)用領(lǐng)域，使其能夠用于藥物交聯(lián)水凝膠載體進(jìn)行順鉑的負(fù)載，具有良好的載藥量和可修飾性。本發(fā)明制備所述多臂聚合物的步驟簡(jiǎn)單，制備工藝條件易于控制，合成設(shè)備易于搭建填補(bǔ)了相關(guān)技術(shù)空白。

技術(shù)特征：

1.一種多面體低聚倍半硅氧烷-氨基酸多臂聚合物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下式（?。┧荆?/p>

2.一種如權(quán)利要求1所述的多面體低聚倍半硅氧烷-氨基酸多臂聚合物的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，多面體低聚倍半硅氧烷poss與氨基酸衍生物-n-羧酸內(nèi)酸酐的摩爾比為1：（100-2400）。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，聚合反應(yīng)的溫度為10?℃~50?℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，聚合反應(yīng)的時(shí)間為12?h~72?h。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑為冠醚。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑a為二氯甲烷或n,n-二甲基甲酰胺。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑b為二甲亞砜。

9.如權(quán)利要求1所述的多面體低聚倍半硅氧烷-氨基酸多臂聚合物在作為藥物交聯(lián)水凝膠載體中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述藥物為順鉑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種多面體低聚倍半硅氧烷?氨基酸多臂聚合物及其制備方法和應(yīng)用，其中多面體低聚倍半硅氧烷由Si?O交替連接的硅氧骨架組成的無機(jī)內(nèi)核及其對(duì)應(yīng)數(shù)量支鏈氨丙基構(gòu)成，無機(jī)核數(shù)量為8、10、12，所述的氨基酸包括谷氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸等α氨基酸，所合成的聚合物可以通過調(diào)節(jié)氨基酸鏈接數(shù)調(diào)節(jié)聚合度，獲得具有不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的雜化聚合物。本發(fā)明方法簡(jiǎn)便，合成的聚合物可以用作藥物交聯(lián)水凝膠載體，負(fù)載順鉑等藥物。

技術(shù)研發(fā)人員：于雙江,關(guān)心怡,陳慕寒,劉俊秋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19