一種超兩親性聚合物囊泡的制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種超兩親性聚合物囊泡的制備方法，以聚甲基丙烯酸縮水甘油酯為原料分別制備主體-親水性乙二胺β-環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯和客體-疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯，然后通過(guò)主客體包絡(luò)作用組裝而成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該聚合物囊泡制備方法簡(jiǎn)便易行、成本低廉，可廣泛應(yīng)用于材料學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，具體應(yīng)用如納米反應(yīng)器、藥物運(yùn)輸、無(wú)機(jī)納米粒子制備等多個(gè)領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種超兩親性聚合物囊泡的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物材料技術(shù)，特別是一種超兩親性聚合物囊泡的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]超兩親性聚合物是指構(gòu)筑基元由非共價(jià)鍵相互連接起來(lái)的一類(lèi)大分子，主要是利用主客體包絡(luò)作用、氫鍵、離子鍵或配位鍵等相互作用。聚合物囊泡是在水溶液中自組裝形成，具有“三明治”結(jié)構(gòu)的空心球狀容器，其疏水鏈呈規(guī)則聚集，囊泡壁的壁內(nèi)和壁外的親水鏈的伸展則對(duì)囊泡起到穩(wěn)定化作用，即疏水壁夾于內(nèi)外兩親水層之間。
[0003]本發(fā)明中涉及的是一種超兩親性聚合物囊泡(polymersomes)。不同于傳統(tǒng)的由兩親性聚合物構(gòu)建的聚合物囊泡，在這種囊泡中，親水鏈段A和疏水鏈段B是通過(guò)β -環(huán)糊精和偶氮苯之間的主客體包絡(luò)作用連接，而不是通過(guò)共價(jià)化學(xué)鍵連接的。因而，有效地避免了一些繁瑣的化學(xué)合成過(guò)程，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)筑基元的高效的利用。
[0004]本發(fā)明中制備的聚合物囊泡是一種基于β_環(huán)糊精和偶氮苯包合作用的超兩親性聚合物囊泡,能夠同時(shí)增溶親水性的物質(zhì)和親油性的物質(zhì)，因此可以形成同時(shí)運(yùn)輸含有這兩種活性成分的獨(dú)特體系，又因?yàn)樗哂信c天然生物膜相似的性質(zhì)，可以應(yīng)用于生物領(lǐng)域以及藥物運(yùn)輸?shù)确矫妗?br>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)分析，提供一種超兩親性聚合物囊泡的制備方法，該制備方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉且易于實(shí)施。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種超兩親性聚合物囊泡的制備方法，所述超兩親性聚合物囊泡是由親水性乙二胺環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-CD)和疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)通過(guò)主客體包絡(luò)作用組裝而成，制備步驟如下:
1)將聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)溶于無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，在溫度70 °C條件下，在上述溶液中加入乙二胺β -環(huán)糊精(⑶-EDA)，加熱攪拌回流24小時(shí)，加入乙二胺(EDA)繼續(xù)攪拌回流12小時(shí)，停止加熱，待溶液冷卻至室溫后，停止攪拌，透析48小時(shí)后凍干，得到親水性乙二胺環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-⑶)；
2)將聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)溶于無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，在室溫下，在上述溶液中加入氯化銨攪拌30分鐘制得懸濁液，在上述懸濁液中，加入疊氮鈉(NaN3),升溫至50 °C后繼續(xù)反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，待溶液冷卻至室溫，抽濾除去濾渣，濾液在飽和氯化鈉水溶液中沉淀2次，得到疊氮基聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-N3)；
3)將疊氮基聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-N3)溶于無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，在室溫下，在氮?dú)夥諊?，加?-甲基-4'-丙炔基氧基偶氮苯(AZO)攪拌30分鐘，在上述溶液中加入抗壞血酸和五水硫酸銅，升溫至50 °C后繼續(xù)反應(yīng)12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，待溶液冷卻至室溫，溶液在飽和氯化鈉水溶液中沉淀2次，得到疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)；
4)將親水性乙二胺β -環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-CD)溶于水中得到水溶液，將疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)溶于四氫呋喃中，然后將PGMA-AZO溶液逐滴滴加到PGMA-CD的水溶液中，攪拌12小時(shí)后，用蒸餾水透析48小時(shí)，即可制得超兩親性聚合物囊泡(PGMA-CD/PGMA-AZO)。
[0007]所述聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)為直鏈聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，分子量為I萬(wàn)道爾頓。
[0008]所述步驟I)中聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)與無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的質(zhì)量比為1:100，乙二胺β-環(huán)糊精(⑶-EDA)與聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)的摩爾比按氨基:環(huán)氧基團(tuán)計(jì)為2:1 ;乙二胺(EDA)與聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)的摩爾比為100:1。
[0009]所述步驟2)中聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)與無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)的質(zhì)量比為1:100，氯化銨、疊氮鈉與聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)的摩爾比按氨基:疊氮基:環(huán)氧基團(tuán)計(jì)為5:5:1。
[0010]所述步驟3)中疊氮基聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-N3)與無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)的質(zhì)量比為1:100，PGMA-N3、4-甲基-4'-丙炔基氧基偶氮苯、抗壞血酸和五水硫酸銅的摩爾比按疊氮基:炔基:抗壞血酸:五水硫酸銅計(jì)為5:5:5:1。
[0011]所述步驟4)中乙二胺β-環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-⑶)與水的用量比為比1.5 mg/mL，偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)與四氫呋喃的用量比為5 mg/mL,PGMA-AZO溶液與PGMA-⑶的水溶液的摩爾比按環(huán)糊精:偶氮苯計(jì)為1:1。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該聚合物囊泡制備方法簡(jiǎn)便易行、成本低廉，可廣泛應(yīng)用于材料學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，具體應(yīng)用如納米反應(yīng)器、藥物運(yùn)輸、無(wú)機(jī)納米粒子制備等多個(gè)領(lǐng)域。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為PGMA的核磁共振氫譜。
[0014]圖2為PGMA-AZO的核磁共振氫譜。
[0015]圖3 為 PGMA、PGMA-N3 和 PGMA-AZ0 的紅外光譜圖。
[0016]圖4為PGMA-⑶/PGMA-AZO聚合物囊泡的動(dòng)態(tài)光散射粒徑大小和粒徑分布結(jié)果。

【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例:
一種超兩親性聚合物囊泡的制備方法，所述超兩親性聚合物囊泡是由親水性乙二胺環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-CD)和疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)通過(guò)主客體包絡(luò)作用組裝而成，制備所用的聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)為直鏈聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，分子量為I萬(wàn)道爾頓，制備步驟如下:
I)將0.1g聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)置于10mL三口瓶中，加入1mL的無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，在溫度70 °C條件下，在上述溶液中加入1.68g乙二胺β -環(huán)糊精(⑶-EDA)，加熱攪拌回流24小時(shí)，加入5mL乙二胺(EDA)繼續(xù)攪拌回流12小時(shí)，停止加熱，待溶液冷卻至室溫后，停止攪拌，透析48小時(shí)后凍干，得到親水性乙二胺β-環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-⑶)；
圖1為PGMA的核磁共振氫譜，圖中表明:制備的產(chǎn)物為聚甲基丙烯酸縮水甘油酯。
[0018]2)將0.1g聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)置于10mL單口燒瓶中，加入1mL的無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，加入0.19g氯化銨，在室溫下攪拌30分鐘，力口Λ 0.231g疊氮鈉，升溫至50 °C后繼續(xù)反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，待溶液冷卻至室溫，抽濾除去濾渣，濾液在飽和氯化鈉水溶液中沉淀2次，得到疊氮基聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-N3X
[0019]3)將0.1g疊氮基聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-N3)置于10mL三口瓶中，加入1mL的無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，在室溫下，在氮?dú)夥諊?，加?.15g的4-甲基-4'-丙炔基氧基偶氮苯(AZO)攪拌30分鐘，在上述溶液中加入0.106g抗壞血酸和0.03g五水硫酸銅，升溫至50 °C后繼續(xù)反應(yīng)12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，待溶液冷卻至室溫，溶液在飽和氯化鈉水溶液中沉淀2次，得到疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO) ο
[0020]圖2為PGMA-AZO的核磁共振氫譜，圖中表明:偶氮苯基團(tuán)成功引入到聚甲基丙烯酸縮水甘油酯骨架中。
[0021]圖3為PGMA、PGMA_N3和PGMA-AZO的紅外光譜圖，圖中表明:偶氮苯基團(tuán)成功引入到聚甲基丙烯酸縮水甘油酯骨架中。
[0022]4)將6 mg親水性乙二胺β -環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-⑶)溶于4 mL水中，將5 mg疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)溶于I mL四氫呋喃中，然后將PGMA-AZO溶液逐滴滴加到PGMA-⑶的水溶液中，攪拌12小時(shí)，然后用蒸餾水透析48小時(shí)，即可制得超兩親性聚合物囊泡乙二胺環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯包合偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-CD/PGMA-AZO)。
[0023]圖4為PGMA-⑶/PGMA-AZO聚合物囊泡的動(dòng)態(tài)光散射粒徑和粒徑分布結(jié)果，圖中表明:該類(lèi)聚合物囊泡具有較小的粒徑(133.5納米)和較好的粒徑分布(粒徑分布為單峰正態(tài)分布，PDK0.1)，說(shuō)明本發(fā)明制備此類(lèi)聚合物囊泡具有較理想的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種超兩親性聚合物囊泡的制備方法，其特征在于:所述超兩親性聚合物囊泡是由親水性乙二胺β-環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-CD)和疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)通過(guò)主客體包絡(luò)作用組裝而成，制備步驟如下: 1)將聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)溶于無(wú)水Ν，Ν-二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，在溫度70 °C條件下，在上述溶液中加入乙二胺β-環(huán)糊精(⑶-EDA)，加熱攪拌回流24小時(shí)，加入乙二胺(EDA)繼續(xù)攪拌回流12小時(shí)，停止加熱，待溶液冷卻至室溫后，停止攪拌，透析48小時(shí)后凍干，得到親水性乙二胺環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-⑶)； 2)將聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)溶于無(wú)水Ν，Ν-二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，在室溫下，在上述溶液中加入氯化銨攪拌30分鐘制得懸濁液，在上述懸濁液中，加入疊氮鈉(NaN3)，升溫至50 °C后繼續(xù)反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，待溶液冷卻至室溫，抽濾除去濾渣，濾液在飽和氯化鈉水溶液中沉淀2次，得到疊氮基聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-N3)； 3)將疊氮基聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-N3)溶于無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中制成溶液，在室溫下，在氮?dú)夥諊?，加?-甲基-4'-丙炔基氧基偶氮苯(AZO)攪拌30分鐘，在上述溶液中加入抗壞血酸和五水硫酸銅，升溫至50 °C后繼續(xù)反應(yīng)12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，待溶液冷卻至室溫，溶液在飽和氯化鈉水溶液中沉淀2次，得到疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)； 4)將親水性乙二胺β-環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-CD)溶于水中得到水溶液，將疏水性偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZO)溶于四氫呋喃中，然后將PGMA-AZO溶液逐滴滴加到PGMA-CD的水溶液中，攪拌12小時(shí)后，用蒸餾水透析48小時(shí)，即可制得超兩親性聚合物囊泡(PGMA-CD/PGMA-AZO)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超兩親性聚合物囊泡的制備方法，其特征在于:所述聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)為直鏈聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，分子量為1萬(wàn)道爾頓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超兩親性聚合物囊泡的制備方法，其特征在于:所述步驟1)中聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)與無(wú)水Ν，Ν-二甲基甲酰胺(DMF)的質(zhì)量比為1:100，乙二胺β-環(huán)糊精(CD-EDA)與聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)的摩爾比按氨基:環(huán)氧基團(tuán)計(jì)為2:1 ;乙二胺(EDA)與聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)的摩爾比為100:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述超兩親性聚合物囊泡的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)與無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的質(zhì)量比為1:100，氯化銨、疊氮鈉與聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)的摩爾比按氨基:疊氮基:環(huán)氧基團(tuán)計(jì)為5:5:1ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述超兩親性聚合物囊泡的制備方法，其特征在于:所述步驟3)中疊氮基聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA_N3)與無(wú)水Ν，N-二甲基甲酰胺(DMF)的質(zhì)量比為1:100，PGMA-N3、4-甲基-4'-丙炔基氧基偶氮苯、抗壞血酸和五水硫酸銅的摩爾比按疊氮基:炔基:抗壞血酸:五水硫酸銅計(jì)為5:5:5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述超兩親性聚合物囊泡的制備方法，其特征在于:所述步驟4)中乙二胺環(huán)糊精聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-⑶)與水的用量比為比1.5 mg/mL，偶氮苯聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA-AZ0)與四氫呋喃的用量比為5 mg/mL, PGMA-AZO溶液與PGMA-CD的水溶液的摩爾比按環(huán)糊精:偶氮苯計(jì)為1:1。
【文檔編號(hào)】C08G81/02GK104277228SQ201410526776
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】高輝, 盧一凡, 顧文星, 徐祥, 楊雅娟 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)