以间苯二酚杯芳烃为核的两亲星形聚合物的合成、表征及其自组装性能研究

【摘要】本文合成了具有8个叠氮基团和4个羟基的间苯二酚杯芳烃衍生物(R-8N3-4OH)。利用温和条件下高效的叠氮-炔基“点击”化学反应,将事先合成好的炔基封端聚乙二醇单甲醚(mPEG-A)与R-8N3-4OH反应得到八臂星形聚乙二醇(R-8PEG-4OH)。以R-8PEG-4OH为大分子引发剂在Sn(Oct)2的催化下引发己内酯可控开环聚合得到A8B4型两亲性杂臂星形聚合物(R-8PEG-4PCL)。通过自组装实验发现R-8PEG-4PCL能够在水溶液体系中自组装形成尺寸在10-30nm左右的球形胶束,因R-8PEG-4PCL拥有特殊的杂臂星形结构,并且超分子主体化合物间苯二酚杯芳烃位于亲水链段与疏水链段的连结处,使得自组装形成的聚合物胶束在药物运输领域有潜在的应用价值。以间苯二酚杯芳烃的衍生物为核,结合可控开环聚合(CROP)与官能团之间的偶联反应合成了一系列结构明确、分子量分布较窄的两亲性八臂星形嵌段聚合物。首先,以间苯二酚杯芳烃衍生物为引发剂,以芳氧基钇[Y(DMBP)3]为催化剂,通过可控开环聚合方法在40℃下合成了八臂星形聚己内酯。随后,以这些八臂星形聚己内酯为基础,通过聚己内酯末端的羟基与末端为羧基的聚乙二醇之间的偶联反应得到八臂星形两嵌段聚合物SPCL-b-PEG,每条臂都是由PCL-b-PEG两嵌段共聚物组成。通过HNMR与SEC_对八臂星形两嵌段聚合物进行了结构表征。利用以芘为探针的荧光光谱测定了星形聚合物的临界胶束浓度(CMC),发现此类星形聚合物在水溶液中具有较低的临界胶束浓度(10-6～10-7g/mL),使得聚合物在水溶液中的聚集体具备优良的稳定性与抗稀释能力,满足了作为药物缓释载体的基本要求。细胞毒性实验结果表明SPCL-b-PEG在胶束浓度高达1mg/mL时也对细胞存活率没有明显的抑制作用,体现了聚合物优良的生物相容性。以SPCL-b-PEG为载体对模型药物吲哚美辛进行药物装载以及药物释放实验,发现SPCL-b-PEG对吲哚美辛具有较高的药物装载率与包封率。利用TEM对两亲性星形聚合物及载药聚合物在水溶液中通过自组装形成的聚集体形貌进行了表征,发现所形成的聚合物胶束形态与载药量有关,当载药率较低时(8.8%)载药胶束呈现出与空白胶束近似的球形,而当载药率逐步增加时(>13.5%)却呈现出其它的形态,如蠕虫状、棒状。对SPCL-b-PEG载药胶束进行体外药物释放实验,结果表明在药物释放初期(前12h)有较快的药物释放速率,随后(72h内)药物的释放速率有明显的降低,显示出SPCL-b-PEG载药胶束有一定的药物缓释性能。
【作者】高晨；
【导师】沈之荃；朱蔚璞；
【作者基本信息】浙江大学，高分子化学与物理，2014，博士
【关键词】星形嵌段聚合物；两亲性聚合物；杂臂星形聚合物；可控开环聚合；“点击”化学；自组装；间苯二酚杯芳烃；药物释放；

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