一種氨基酸兩性離子水凝膠材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種氨基酸兩性離子水凝膠材料及其制備方法。該氨基酸兩性離子水凝膠材料是含有環(huán)氧基的交聯(lián)聚合物與含有伯胺基或仲胺基的氨基酸、氨基酸酯或多肽進(jìn)行環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)物，在pH為7左右呈兩性離子特征。制備方法是環(huán)氧基的交聯(lián)聚合物與含有伯胺基或仲胺基的氨基酸、氨基酸酯或多肽在溫度為30℃至150℃，pH為8～14堿性條件下進(jìn)行環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)。該氨基酸兩性離子水凝膠材料具有親水性、抗生物粘附特點(diǎn)，可以用作接觸鏡、創(chuàng)傷覆蓋材料、組織修復(fù)材料、藥物載體或吸水劑。
【專利說明】一種氨基酸兩性離子水凝膠材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氨基酸兩性離子水凝膠材料、制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]水凝膠是含有大量水分子的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聚合物材料。聚甲基丙烯酸_β -羥乙酯是最早的得到醫(yī)學(xué)應(yīng)用的水凝膠材料，主要用作角膜接觸鏡材料，具有良好的力學(xué)性能、光學(xué)性能以及生物相容性。但是這種材料含水量較低，大約為38%，有一定的生物粘附性，佩戴過程中易于形成蛋白、脂質(zhì)沉積。
[0003]水凝膠材料還可以用作創(chuàng)傷覆蓋材料，使傷口保持一定濕度，利于傷口愈合。國(guó)內(nèi)外有多種類型的水凝膠創(chuàng)傷覆蓋產(chǎn)品，但是由于水凝膠與組織之間有一定的粘性，水凝膠與傷口分離時(shí)可能引起疼痛。
[0004]水凝膠材料還可以用作保水劑，用于農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
[0005]兩性離子與水分子有強(qiáng)烈的相互作用，兩性離子單體交聯(lián)聚合物是新一代水凝膠材料，由于表面·電荷為零，含水量高，因此這種水凝膠有良好的抗生物粘附功能，可以用作抗蛋白、脂質(zhì)沉積的水凝膠接觸鏡。由于分子中陽(yáng)離子(季銨鹽)與陰離子(磺酸根)距離很近，通過陽(yáng)離子與陰離子直接相互作用形成內(nèi)鹽結(jié)構(gòu)，陽(yáng)離子、陰離子分別與水分子之間的相互作用減弱，導(dǎo)致甜菜堿類單體水凝膠的水接觸角較高，親水性不理想，這類單體直接用于制造水凝膠接觸鏡，表面潤(rùn)濕性能有待改進(jìn)。如果兩性離子單體含量過高，又會(huì)導(dǎo)致，導(dǎo)致水凝膠接觸鏡力學(xué)性能下降，沒有實(shí)用價(jià)值。
[0006]考慮到許多水凝膠佩戴隱形眼鏡者報(bào)告佩戴一天后不舒適。與水凝膠隱形眼鏡相關(guān)的不舒適主要與以下因素有關(guān):表面潤(rùn)濕性、水含量改變或脫水、鏡片設(shè)計(jì)、鏡片表面沉積蛋白脂質(zhì)等。因此，有必要利用新型結(jié)構(gòu)的單體開發(fā)表面親水性更好、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠材料。
[0007]兩性離子水凝膠通常是由磺酸型或羧酸型甜菜堿類單體，或磷酸膽堿類單體與其它單體交聯(lián)聚合得到，這種途徑的缺陷是必須合成各種兩性離子單體，制備方法復(fù)雜，導(dǎo)致兩性離子單體價(jià)格高，特別是磷酸膽堿類單體非常昂貴。
[0008]綜上所述，有必要開發(fā)新的兩性離子水凝膠材料及其制備方法等，克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種氨基酸兩性離子水凝膠材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明的水凝膠親水性好，具有抗生物粘附的功能?？捎米鹘佑|鏡、創(chuàng)傷覆蓋材料、組織修復(fù)材料、藥物釋放載體、吸水劑。
[0010]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料是由環(huán)氧基的交聯(lián)聚合物與含有伯胺基或仲胺基的氨基酸、氨基酸酯或多肽進(jìn)行環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)物，在PH為7左右呈兩性離子特征:有胺基陽(yáng)離子或季銨陽(yáng)離子和羧酸根陰離子。
[0011]環(huán)氧基的交聯(lián)聚合物與α-氨基酸的環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)和水凝膠產(chǎn)物兩性離子反應(yīng)
結(jié)構(gòu)式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，其特征是該氨基酸兩性離子水凝膠材料是由環(huán)氧基的交聯(lián)聚合物與含有伯胺基或仲胺基的氨基酸、氨基酸酯或多肽進(jìn)行環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，特征在于環(huán)氧基的交聯(lián)聚合物為由環(huán)氧基單體、至少一種或一種以上的可聚合單體、至少一種或一種以上單體的交聯(lián)劑、至少一種自由基引發(fā)劑組成的聚合產(chǎn)物；其中環(huán)氧單體、可聚合單體、單體的交聯(lián)劑和自由基引發(fā)劑重量比為(I?30):(70?99):(0.2?2):(0.2?2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，特征在于環(huán)氧基單體是甲基丙烯酸縮水甘油酯或丙烯酸縮水甘油酯；自由基引發(fā)劑是偶氮類化合物引發(fā)劑、過氧化物引發(fā)劑或者紫外光引發(fā)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，特征在于可聚合單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鈉、甲基丙烯酸鈉、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥異丙酯、丙烯酸-2-羥異丙·酯、丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、N, N- 二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基丙烯酰氧乙基)銨基丙磺酸內(nèi)鹽、N，N-二甲基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N-丙烷磺酸內(nèi)鹽、N，N-二甲基-N-甲基丙烯酰氧乙基-N-乙酸內(nèi)鹽、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿、3-甲基丙烯酸酯氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、二 (三甲基硅氧基)-甲基硅烷基丙氧基甲基丙烯酸甘油酯、兩端是丙烯酸酯官能團(tuán)封端的聚硅氧烷、兩端是甲基丙烯酸酯官能團(tuán)封端的聚硅氧烷、兩端是丙烯酰胺官能團(tuán)封端的聚硅氧烷、兩端是甲基丙烯酰胺官能團(tuán)封端的聚硅氧烷或兩端是丙烯酸酯官能團(tuán)封端的聚氟硅氧烷或兩端是甲基丙烯酸酯官能團(tuán)封端的聚氟硅氧烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，特征在于單體的交聯(lián)劑為二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二縮乙二醇酯、二甲基丙烯酸三縮乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二縮乙二醇酯、二丙烯酸三縮乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、三甲基丙烯酸甘油酯、三丙烯酸甘油酯、二甲基丙烯酸甘油酯、二丙烯酸甘油酯或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或亞甲基雙丙烯酰胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，特征在于含有伯胺基或仲胺基的氨基酸為α-氨基酸、β-氨基酸、Y-氨基酸或ω-氨基酸；含有伯胺基或仲胺基的氨基酸酯為α-氨基酸酯、β_氨基酸酯、Y-氨基酸酯或ω-氨基酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，特征在于含有伯胺基或仲胺基的氨基酸為丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬氨酸、谷氨酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，特征在于含有伯胺基或仲胺基的多肽為二肽、三肽、四肽、五肽、六肽、七肽或八肽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料，特征在于氨基酸兩性離子水凝膠材料還含有調(diào)色劑、紫外線吸收劑、著色劑、抗微生物劑中的一種或多種。
10.一種如權(quán)利要求1所述的一種氨基酸兩性離子水凝膠材料的制備方法，其特征是:環(huán)氧基的交聯(lián)聚合物浸泡于含有伯胺基或仲胺基的氨基酸、氨基酸酯或多肽的溶液中，在溫度為30°C至150°C，pH為8?14堿性條件下進(jìn)行環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)0.5小時(shí)至3天，然后調(diào)節(jié)pH為5?7，得到氨基酸兩性離子水凝膠材料，或者進(jìn)一步與碘代甲烷反應(yīng)得到甲基化氨基酸兩性離子水凝膠 材料。
【文檔編號(hào)】C08F220/32GK103435746SQ201310396165
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】李新松, 王杰, 胡昕 申請(qǐng)人:東南大學(xué)