專利名稱：一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子的制備方法，屬于功能材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
β_環(huán)糊精(β_⑶)是由7個葡萄糖分子以1、4-糖苷鍵連接而成的環(huán)狀低聚糖。其具有外親水、內(nèi)疏水的中空圓筒立體環(huán)狀結(jié)構(gòu)。β_⑶的這種獨特結(jié)構(gòu)可以用來包合無機物與尺寸匹配的芳香族有機藥物、香精香料等客體分子，因而β-CD可用于催化、分離、食品、化妝品以及醫(yī)藥等領(lǐng)域。聚馬來酸酐(PMAH)含有較多的羧基，是一種無毒且性能優(yōu)良，用途廣泛的水處理劑。PMAH具有分散碳酸鈣、磷酸鈣微晶的效能；有較高熱穩(wěn)定性，可在較高的溫度下使用；可與鋅鹽復(fù)配使用，由于協(xié)同效應(yīng)，不但有阻垢作用，還有優(yōu)良的緩蝕作用。將β-⑶與PMAH的羧基反應(yīng)，可以制得以PMAH為主鏈、多個β -⑶為側(cè)鏈的無毒和具有優(yōu)良生物相容性的接枝聚合物。另一方面，磁性納米粒子是具有磁響應(yīng)性的納米材料，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子是常用的磁性納米材料之一，其具有高比表面積、無毒性、易制備和在外部磁場下快速響應(yīng)等特性得到人們的特別關(guān)注，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、核磁共振成像、材料化學(xué)、分離科學(xué)等領(lǐng)域。但是Fe3O4磁性納米粒子的生物相容性差、而且易聚集及易氧化，使其在應(yīng)用上有一定的局限性，因而需對磁性納米粒子進行表面修飾，以提高其利用效率。環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐聚合物可以作為一種穩(wěn)定劑來穩(wěn)定磁性納米粒子，以制備環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子。用大環(huán)主體分子的包含特性以及對分子的識別能力結(jié)合磁性納米粒子的磁學(xué)性能，賦予了磁性納米材料更為廣泛的應(yīng)用。環(huán)糊精與Fe3O4磁性納米粒子的復(fù)合體可以作為載藥體系對藥物進行傳遞，即借助外加磁場使藥物聚集在靶部位，提高了靶部位的藥物濃度 ，增強了治療效果，同時減少其他部位的藥物分布，降低藥物的毒副作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案:以馬來酸酐為原料，以1102為催化劑，制備了分子量可控的聚馬來酸酐(PMAH)，然后將β -CD與PMAH的羧基反應(yīng)，可以制得以PMAH為主鏈、β -CD為側(cè)鏈的無毒和具有優(yōu)良生物相容性的接枝聚合物PMAH-CD。此聚合物可以作為一種穩(wěn)定劑來穩(wěn)定磁性納米粒子，以制備環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子PMAH_CD/Fe304磁性納米粒子。本發(fā)明的制備方法是:(I)制備聚馬來酸酐(PMAH):將IOg (IOOmmol) MAH加入250mL三口燒瓶中，在DMF中以二氧化鈦為催化劑于158°C恒溫油浴下冷凝回流6h，產(chǎn)物用少量DMF重新溶解，并在氯仿溶液中沉淀，再用丙酮洗三次，80°C下干燥3天后，得到PMAH ；
(2)制備環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐(PMAH-⑶):按一定比例將β -⑶和PMAH加入到250mL三口燒瓶中，在DMF中于80°C恒溫油浴下劇烈攪拌反應(yīng)，最后冷卻至室溫過夜；得到的溶液在氯仿中沉淀，再用丙酮洗三次，80°C下干燥3天后，得到PMAH-CD ；(3)制備 Fe3O4 磁性納米粒子(MNP):將摩爾比 I: 2 的 FeCl2.4Η20 和 FeCl3.6Η20溶于二次蒸餾水中，在氮氣的氛圍下劇烈攪拌，當溶液被加熱到80°C時，加入25% NH4OH,繼續(xù)反應(yīng)30min，得到的粒子用磁鐵分離，分別用乙醇洗三次，二次蒸餾水洗三次，80°C干燥12h，得到磁性納米粒子；(4)制備 PMAH-OVFe3O4 磁性納米粒子:稱取 45mg (0.37mmol) Fe3O4 粒子和963mg(0.05mmol)PMAH-CD，置于15mLDMF中，60°C下機械攪拌7h，得到的產(chǎn)物用磁鐵分離，再分別用乙醇和水洗三次，離心分離，得到PMAH_CD/Fe304磁性納米粒子。本發(fā)明涉及·一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子(PMAH-CD/Fe304)的制備方法,所得的PMAH的分子量為2800 5000以上；PMAH_⑶的分子量為13000 25000，其中⑶的接枝度為3.7 ;PMAH-⑶/Fe3O4磁性納米粒子的粒徑為10 30nm。本發(fā)明的有益效果:用大環(huán)主體分子的包含特性以及對分子的識別能力結(jié)合磁性納米粒子的磁學(xué)性能，賦予了磁性納米材料更為廣泛的應(yīng)用。環(huán)糊精與Fe3O4磁性納米粒子的復(fù)合體可以作為載藥體系對藥物進行傳遞，即借助外加磁場使藥物聚集在靶部位，提高了靶部位的藥物濃度，增強了治療效果，同時減少其他部位的藥物分布，降低藥物的毒副作用。


圖1馬來酸酐單體及其聚合物的紅外譜圖。圖2⑶與PMAH-⑶的紅外譜圖。圖3PMAH-CD 的 1H-NMR 譜圖。圖4PMAH-CD-MNP的透射電子顯微鏡(TEM)照片；(a)為PMAH-CD (反應(yīng)時間為16h)與MNP生成的磁性納米粒子，(b)為PMAH-CD (反應(yīng)時間為24h)與MNP生成的磁性納米粒子。圖5磁分離中及完全分離結(jié)束時的各過程圖；(a)為PMAH-⑶/Fe3O4磁性納米粒子的黑色分散液，(b)用磁鐵吸引PMAH-⑶/Fe3O4磁性納米粒子。
具體實施例方式實施例1將IOg (IOOmmol)MAH，33gN，N- 二甲基甲酰胺(DMF)和 0.206g 二氧化鈦(TiO2，作為催化劑)加入250mL三口燒瓶中，于158°C恒溫油浴下冷凝回流6h，產(chǎn)物用少量DMF重新溶解，并在氯仿溶液中沉淀，再用丙酮洗三次，80°C下干燥3天后，得到PMAH。實施例2將2.30g(2mmol) P-CD，0.20g PMAH和 15g DMF加入到 250mL 三口燒瓶中，于 80°C恒溫油浴下劇烈攪拌反應(yīng)16h，最后冷卻至室溫過夜；得到的溶液在氯仿中沉淀，再用丙酮洗三次，80°C下干燥3天后，得到PMAH-⑶，密封保存。實施例3
將2.30g(2mmol) P-CD，0.20g PMAH和 15g DMF加入到 250mL 三口燒瓶中，于 80°C恒溫油浴下劇烈攪拌反應(yīng)24h，最后冷卻至室溫過夜；得到的溶液在氯仿中沉淀，再用丙酮洗三次，80°C下干燥3天后，得到PMAH-⑶，密封保存。實施例4將2.30g(2mmol) P-CD，0.20g PMAH和 15g DMF加入到 250mL 三口燒瓶中，于 80°C恒溫油浴下劇烈攪拌反應(yīng)38h，最后冷卻至室溫過夜；得到的溶液在氯仿中沉淀，再用丙酮洗三次，80°C下干燥3天后，得到PMAH-⑶，密封保存。實施例5將0.86g(4.2mmol)FeCl2.4Η20，2.36g(9.7mmol)FeCl3.6H20,在氮氣的氛圍下，在40mL的二次蒸餾水中劇烈攪拌，當溶液被加熱到80°C時，加入5mL25% NH4OH,繼續(xù)反應(yīng)30min，得到的粒子用磁鐵分離，分別用乙醇洗三次，二次蒸餾水洗三次，80°C干燥12h，得到磁性納米粒子。實施例6稱取45mg (0.37mmol) Fe3O4 粒子和 963mg (0.05mmol) PMAH-CD，置于 15mLDMF 中，60°C下機械攪拌7h，得到的產(chǎn)物用磁鐵分離，再分別用乙醇和水洗三次，離心分離，得到PMAH-OVFe3O4磁性納 米粒子。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子的制備方法，其特征在于以馬來酸酐為原料，以1102為催化劑，制備了分子量可控的聚馬來酸酐(PMAH)，然后通過β-環(huán)糊精(β -CD)的伯羥基與PMAH的羧基間進行酯化反應(yīng)，制備得到多個環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐的接枝聚合物(PMAH-CD)，進一步將PMAH-CD與Fe3O4納米粒子復(fù)合，得到環(huán)糊精磁性納米粒子；其具體制備方法如下步驟: ((I)制備聚馬來酸酐(PMAH):將MAH加入250mL三口燒瓶中，在DMF中以TiO2為催化劑于158°C恒溫油浴下冷凝回流6h，產(chǎn)物用少量DMF重新溶解，并在氯仿溶液中沉淀，再用丙酮洗三次，80°C下干燥3天后，得到PMAH ； (2)制備環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐(PMAH-⑶):按一定比例將β-⑶和PMAH加入到250mL三口燒瓶中，在DMF中于80°C恒溫油浴下劇烈攪拌反應(yīng)，再用氯仿做沉淀劑，沉淀物用丙酮洗三次，80°C下干燥3天后，得到PMAH-⑶； (3)制備Fe3O4磁性納米粒子(MNP):所得的磁性納米粒子的粒徑為5_20nm; (4)制備PMAH-OVFe3O4 磁性納米粒子:0.37mmol Fe3O4 粒子和 0.05mmol PMAH-CD，置于DMF中，60°C下機械攪拌7h，得到的產(chǎn)物用磁鐵分離，再分別用乙醇和水洗三次，離心分離，得到PMAH-OVFe3O4磁性納米粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子的制備方法，其特征在于所述的PMAH的分子量在2800 5000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子的制備方法，其特征在于所述的PMAH-⑶的分子量為13000 25000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子的制備方法，其特征在于所述的磁性納米粒子的粒徑為10 30nm。
全文摘要
一種環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子的制備方法，屬于功能材料領(lǐng)域。本發(fā)明主要是以TiO2為催化劑，制備了分子量可控的聚馬來酸酐(PMAH)，然后通過β-環(huán)糊精(β-CD)的伯羥基與PMAH的羧基間進行反應(yīng)，以制備得到以多個環(huán)糊精為支鏈的環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐聚合物(PMAH-CD)，進一步將PMAH-CD與Fe3O4納米粒子復(fù)合，得到環(huán)糊精磁性納米粒子。本方法的優(yōu)點在于原料易得，成本低廉，工藝簡單。得到的環(huán)糊精接枝聚馬來酸酐磁性納米粒子無毒、生物相容性好，利用環(huán)糊精吸附包合作用可以將得到的磁性納米粒子用于藥物負載與釋放。
文檔編號C08F122/06GK103083674SQ20121051381
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者施冬健, 倪明, 陳明清, 段芳, 東為富, 周牧青 申請人:江南大學(xué)