一種環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自由基均聚法制備的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠，同時(shí)還涉 及其具體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)糊精（⑶s)是6~12個(gè)D-吡喃葡萄糖單元環(huán)狀排列而成的一組低聚糖的總稱， 為中空去頂?shù)膱A錐狀分子并具有"外親水，內(nèi)疏水"的特性。常見的a-CD、f3-CD及γ-CD 分別由6-8個(gè)葡萄糖單元組成。CD是主客體化學(xué)中一類重要的主體分子，其對(duì)客體分子的 包合作用是超分子化學(xué)的重要研宄內(nèi)容之一。
[0003] 線型、樹型、星型、超支化等大分子可通過(guò)與環(huán)糊精包合形成環(huán)糊精基水凝膠。多 數(shù)環(huán)糊精基水凝膠具有剪切變稀以及溫度敏感的顯著特征，其溫度敏感性除了凝膠-溶膠 轉(zhuǎn)變外，還表現(xiàn)為CD在溫度改變時(shí)會(huì)從某一鏈段移動(dòng)到另一鏈段，類似機(jī)械活塞的作用。 由于多聚(準(zhǔn)）輪烷形成的超分子結(jié)構(gòu)水凝膠不僅具有較好的功能可調(diào)性和化學(xué)穩(wěn)定性，并 且具備良好的機(jī)械性能以保證CD包合及藥物釋放能力得以實(shí)現(xiàn)，更重要的是其免去了化 學(xué)溶劑和化學(xué)交聯(lián)劑的使用，無(wú)毒環(huán)保且有較好的生物相容性，目前已在生物技術(shù)、生物醫(yī) 學(xué)工程等相關(guān)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中側(cè)鏈?zhǔn)釥瞽h(huán)糊精基水凝膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活可變，可以 構(gòu)建更為復(fù)雜的超分子體系，具有較高的研宄價(jià)值。
[0004] PEG與a -⑶的包合作用是最早提出的一個(gè)較為經(jīng)典的主鏈型環(huán)糊精基多準(zhǔn)聚輪 烷的制備方法，但目前還沒有應(yīng)用于側(cè)鏈型環(huán)糊精基多聚準(zhǔn)輪烷的例子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明利用自由基均聚制得梳狀聚合物，然后與a -CD 進(jìn)行包合作用制備水凝膠，實(shí)現(xiàn)了在較低聚合物分子量及較低a -CD濃度下制備環(huán)糊精基 水凝膠，提供了一種環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠，同時(shí)提供了其制備方法。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠，由以 下步驟制備而成： 步驟a :以APEG-1200為單體，AIBN為引發(fā)劑，DMF為溶劑通過(guò)自由基溶液聚合合成梳 狀聚合物，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純； 步驟b :將提純后的聚合物逐滴加入到不同濃度的a -CD水溶液中，超聲處理15min，將 體系靜止12h制得環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠。
[0007] 步驟a中，所述自由基溶液聚合的反應(yīng)條件為氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入單體和引發(fā)劑，其 中引發(fā)劑的用量為單體質(zhì)量加入量的2%-8%，在65°C -80°C下反應(yīng)15h。
[0008] 步驟a中，所述提純?yōu)檩腿√峒?，除去未反?yīng)的單體，得到純凈的梳狀聚合物。
[0009] 步驟b中，所述不同濃度的α -⑶水溶液的濃度為：〇. 03-0. 18g/ml，通過(guò)改變 a -CD的摻量形成不同聚氧乙烯鏈段和a -CD的包合摩爾比，即n (CH2CH2O) :n ( a -CD)。
[0010] 本發(fā)明提供的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷（CD-PPR)水凝膠由于形成了梳狀多聚準(zhǔn) 輪烷的結(jié)構(gòu)，使得在較低聚合物分子量的條件下與a -CD包合后就可形成具有"管狀"晶型 的水凝膠，并且a -CD摻量的越多，水凝膠的交聯(lián)密度逐漸增大，水凝膠的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變 溫度越高、溶脹率越小、觸變性以及屈服應(yīng)力越大，可用作藥物運(yùn)輸?shù)妮d體。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明制備的梳狀聚合物的核磁氫譜圖； 圖2為本發(fā)明制得的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠實(shí)物圖； 圖3為本發(fā)明制得的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠掃描電鏡圖； 圖4為本發(fā)明制得的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠與a -CD的XRD圖； 圖5為本發(fā)明制得的不同組成的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠溶脹測(cè)試圖； 圖6為本發(fā)明制得的不同組成的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變溫 度相圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體 的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0013] 實(shí)施例1 步驟a:稱取15 g APEG-1200溶解于20 mL重蒸處理后的DMF溶劑中，然后加入0.3 g AIBN，65°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)15 h，反應(yīng)結(jié)束后在80°C下減壓蒸餾除去溶劑，最后在60°C下 真空干燥得APEG-1200聚合物。稱取5 g APEG-1200聚合物溶于50 mL水中，用150 mL氯 仿萃取，重復(fù)操作三次。
[0014] 步驟b :將0.1 g萃取后的聚合物溶于I mL水中，逐滴加入到濃度為0. 03 g/ml α-⑶水溶液中，超聲處理15 min使之混合均勻，然后將體系靜置12 h，形成水凝膠。此時(shí) 聚氧乙烯鏈段（CH2CH2O)與a-CD的摩爾比（n (CH2CH2O) /n(a-CD))為6。
[0015] 實(shí)施例2 步驟a:稱取15 g APEG-1200溶解于20 mL重蒸處理后的DMF溶劑中，然后加入0.6 g AIBN，70°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)15 h，反應(yīng)結(jié)束后在80°C下減壓蒸餾除去溶劑，最后在60°C下 真空干燥得APEG-1200聚合物。稱取5 g APEG-1200聚合物溶于50 mL水中，用150 mL氯 仿萃取，重復(fù)操作三次。
[0016] 步驟b :將0.1 g萃取后的聚合物溶于I mL水中，逐滴加入到濃度為0. 05 g/ml α-⑶水溶液中，超聲處理15 min使之混合均勻，然后將體系靜置12 h，形成水凝膠。此時(shí) 聚氧乙烯鏈段（CH2CH2O)與a-CD的摩爾比（n (CH2CH2O) /n(a-CD))為4。
[0017] 實(shí)施例3 步驟a :稱取15 g APEG-1200溶解于20 mL重蒸處理后的DMF溶劑中，然后加入0. 9g AIBN，75°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)15 h，反應(yīng)結(jié)束后在80°C下減壓蒸餾除去溶劑，最后在60°C下 真空干燥得APEG-1200聚合物。稱取5 g APEG-1200聚合物溶于50 mL水中，用150 mL氯 仿萃取，重復(fù)操作三次。
[0018] 步驟b :將0.1 g萃取后的聚合物溶于I mL水中，逐滴加入到濃度為0. 09 g/ml α-⑶水溶液中，超聲處理15 min使之混合均勻，然后將體系靜置12 h，形成水凝膠。此時(shí) 聚氧乙烯鏈段（CH2CH2O)與a-CD的摩爾比U(CH2CH 2O) /η(α-CD))為2。
[0019] 實(shí)施例4 步驟a :稱取15 g APEG-1200溶解于20 mL重蒸處理后的DMF溶劑中，然后加入0. 9g AIBN，75°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)15 h，反應(yīng)結(jié)束后在80°C下減壓蒸餾除去溶劑，最后在60°C下 真空干燥得APEG-1200聚合物。稱取5 g APEG-1200聚合物溶于50 mL水中，用150 mL氯 仿萃取，重復(fù)操作三次。
[0020] 步驟b :將0.1 g萃取后的聚合物溶于I mL水中，逐滴加入到濃度為0. 12 g/ml α-⑶水溶液中，超聲處理15 min使之混合均勻，然后將體系靜置12 h，形成水凝膠。此時(shí) 聚氧乙烯鏈段（CH2CH2O)與a -CD的摩爾比（n (CH2CH2O) /n ( a -CD)) 為 I. 5〇
[0021] 實(shí)施例5 步驟a :稱取15 g APEG-1200溶解于20 mL重蒸處理后的DMF溶劑中，然后加入I. 2g AIBN，80°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)15 h，反應(yīng)結(jié)束后在80°C下減壓蒸餾除去溶劑，最后在60°C下 真空干燥得APEG-1200聚合物。稱取5 g APEG-1200聚合物溶于50 mL水中，用150 mL氯 仿萃取，重復(fù)操作三次。
[0022] 步驟b :將0.1 g萃取后的聚合物溶于I mL水中，逐滴加入到濃度為0. 18 g/ml α-⑶水溶液中，超聲處理15 min使之混合均勻，然后將體系靜置12 h，形成水凝膠。此時(shí) 聚氧乙烯鏈段（CH2CH2O)與a -CD的摩爾比（n (CH2CH2O) /n ( a -CD))為1。
[0023] 本發(fā)明所得到的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠經(jīng)掃描電鏡、XRD、溶脹測(cè)試、凝 膠-溶膠轉(zhuǎn)變溫度、流變力學(xué)性能測(cè)試來(lái)確定其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
[0024] 實(shí)施例結(jié)果見附圖。圖1為實(shí)施例1中經(jīng)過(guò)萃取提純后聚合物的核磁氫譜圖，由圖 中可以看出單體雙鍵打開，形成了側(cè)鏈?zhǔn)釥罹酆衔铩D2為實(shí)施例2中制得的環(huán)糊精基梳 狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠實(shí)物圖，由圖可以看出，室溫下產(chǎn)品為白色、無(wú)流動(dòng)性的水凝膠。也證 明在較低聚合物分子量的條件下，也可以形成水凝膠。圖3為實(shí)施例3制得的環(huán)糊精基梳 狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠掃描電鏡圖，由圖中可以看出水凝膠的微觀形貌為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。圖4 為實(shí)施例4中制得的環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠與a -CD的XRD圖，由圖中可以看出 不同于α-⑶的"籠型"結(jié)構(gòu)，水凝膠為典型的"管狀"晶型。圖5依次為上述5個(gè)實(shí)施例 中不同a-CD摻量的水凝膠試樣的溶脹性能測(cè)試結(jié)果，可以看出隨著a-CD摻量的增多，水 凝膠的交聯(lián)密度逐漸增大，溶脹率變小。圖6依次為上述5個(gè)實(shí)施例中不同α-CD摻量的 水凝膠試樣的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變溫度相圖，可知隨著a -CD摻量的增多，水凝膠的交聯(lián)密度逐 漸增大，水凝膠試樣的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變溫度增高。表1為各實(shí)施例制得的不同組成的環(huán)糊 精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠的流變力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表。
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠，其特征在于，由以下步驟制備而成： 步驟a:以APEG-1200為單體，AIBN為引發(fā)劑，DMF為溶劑通過(guò)自由基溶液聚合合成梳 狀聚合物，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純； 步驟b:將提純后的聚合物逐滴加入到不同濃度的a-CD水溶液中，超聲處理15min，將 體系靜止12h制得環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠，其特征在于，步驟a中，所述自由基溶液聚合的 反應(yīng)條件為氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入單體和引發(fā)劑，其中引發(fā)劑的用量為單體質(zhì)量的2%-8%，在 65°C-80°C下反應(yīng) 15h。
3. 根據(jù)權(quán)利要去1所述的水凝膠，其特征在于，步驟a中，所述提純?yōu)檩腿√峒儭?br>4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠，其特征在于，步驟b中，所述不同濃度的a-CD水溶 液的濃度為〇? 03-0. 18g/ml。
5. 權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的水凝膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟a:以APEG-1200為單體，AIBN為引發(fā)劑，DMF為溶劑通過(guò)自由基溶液聚合合成梳 狀聚合物，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純； 步驟b:將提純后的聚合物逐滴加入到不同濃度的a-CD水溶液中，超聲處理15min，將 體系靜止12h制得環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷水凝膠。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟a中，所述自由基溶液聚合 的反應(yīng)條件為氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入單體和引發(fā)劑，其中引發(fā)劑的用量為單體質(zhì)量的2%-8%，在 65°C-80°C下反應(yīng) 15h。
7. 根據(jù)權(quán)利要去5所述的制備方法，其特征在于，步驟a中，所述提純?yōu)檩腿√峒儭?br>8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟b中，所述不同濃度的a-CD水 溶液的濃度為〇? 03-0. 18g/ml。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷（CD-PPR）水凝膠，并提供了該水凝膠的制備方法，包括1）利用自由基均聚以烯丙基聚氧乙烯醚（APEG-1200）為單體，偶氮二異丁腈（AIBN）為引發(fā)劑，獲得梳狀聚合物；2）將步驟1)制得的梳狀聚合物與α-CD按照不同的包合比進(jìn)行包合，得到環(huán)糊精基梳狀多聚準(zhǔn)輪烷（CD-PPR）水凝膠。本發(fā)明由于形成了梳狀多聚準(zhǔn)輪烷的結(jié)構(gòu)，使得在較低聚合物分子量的條件下與α-CD包合后就可形成具有“管狀”晶型的水凝膠，并且α-CD摻量的越多，水凝膠的交聯(lián)密度逐漸增大，水凝膠的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變溫度越高、溶脹率越小、觸變性以及屈服應(yīng)力越大，可用作藥物運(yùn)輸?shù)妮d體。
【IPC分類】C08L5-16, C08J3-24, C08F299-02, C08L57-10, C08J3-075
【公開號(hào)】CN104788690
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510211500
【發(fā)明人】關(guān)瑞芳, 陳其鳳, 祝琳, 周傳健
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日