含氨基酸(酯)側(cè)鏈智能水凝膠的合成及性能研究.pdf

1、智能水凝膠是結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)可以隨外界環(huán)境的變化而變化的高分子水凝膠，其中研究最多的是溫度敏感和pH敏感水凝膠。本文通過查閱大量的參考文獻(xiàn)，總結(jié)前人的研究工作，設(shè)計(jì)并合成新的側(cè)鏈含氨基酸基團(tuán)的溫度敏感和pH敏感水凝膠，對(duì)性能進(jìn)行了測試，并對(duì)它們在藥物控釋和濃縮分離方面進(jìn)行了一定的研究。
　　 本文首先合成了制備聚合物的單體，以氨基酸為原料，水為溶劑、氫氧化鈉為縛酸劑，與(甲基)丙烯酰氯在低溫下發(fā)生酰胺化反應(yīng)制得N－(甲基

2、)丙烯?；被嵯盗谢衔?。通過溶劑緩慢揮發(fā)法，培養(yǎng)了N－丙烯酰基甘氨酸、N－甲基丙烯酰基甘氨酸、N－丙烯酰基丙氨酸、N－丙烯酰基天冬氨酸和N－甲基丙烯?；彼嵛鍌€(gè)單晶，采用XRD進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，確定了它們的微觀結(jié)構(gòu)。并對(duì)未培養(yǎng)單晶的合成產(chǎn)物進(jìn)行元素分析、紅外光譜和核磁共振氫譜表征，證實(shí)了合成化合物確為目標(biāo)化合物。
　　 以氨基酸甲(乙)酯鹽酸鹽為原料，二氯甲烷為溶劑、三乙胺為縛酸劑，與(甲基)丙烯酰氯在室溫下發(fā)生酰胺化反應(yīng)制

3、得N－(甲基)丙烯酰基氨基酸甲(乙)酯系列化合物。合成產(chǎn)物經(jīng)元素分析、紅外光譜和核磁共振氫譜表征，證實(shí)為目標(biāo)化合物，并對(duì)影響反應(yīng)的因素進(jìn)行了討論。
　　 以亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑、過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑，將N－(甲基)丙烯?；被嵬ㄟ^自由基溶液聚合制備了性能較好的聚N－丙烯酰基甘氨酸(PAcGly)水凝、聚N-甲基丙烯酰基甘氨酸(PMAcGly)水凝膠、聚N-丙烯?；彼?PAcAla)水凝膠、聚N-甲基丙烯

4、酰基谷氨酸(PMAcGlu)水凝膠和聚N-丙烯?；於彼?PAcAsp)水凝膠，并進(jìn)行了紅外表征。實(shí)驗(yàn)表明，隨著交聯(lián)劑用量增加，凝膠化時(shí)間變短，合成的凝膠有無色透明變?yōu)榘咨煌该?，而且彈性減小，硬度增加。通過測定水凝膠在不同pH緩沖溶液中的溶脹比發(fā)現(xiàn)前三種水凝膠表現(xiàn)出一個(gè)體積相轉(zhuǎn)變pH值，而后兩種凝膠具有兩個(gè)體積相轉(zhuǎn)變pH值，這可能是由于水凝膠側(cè)鏈氨基酸中的羧基個(gè)數(shù)不同引起的。對(duì)于同種水凝膠，隨著交聯(lián)劑含量的增加，凝膠的平衡溶脹比逐漸

5、減小。在溶脹和收縮動(dòng)力學(xué)測試中，水凝膠的變化為先迅速吸水或縮水，而后趨于平緩，最后達(dá)到平衡。制備的五種水凝膠都有很好的可逆溶脹收縮行為和穩(wěn)定性。
　　 通過溶液聚合制備了八種線型均聚物，并進(jìn)行了紅外表征。它們分別是PAcGlyOMe，PAcGlyOEt，PMAcGlyOMe、PAcAlaOMe，PMAcAlaOMe，PMAcGlyOEt、PAcValOMe和PMAcValOMe，用分光光度法測定了這些均聚物溶液透光率隨溫度的變化

6、。測試結(jié)果表明前五種均聚物的相轉(zhuǎn)變溫度(LCST)分別為58℃、5℃、53℃、12℃和15℃，后三種均聚物的LCST都小于0℃。由以上數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，聚合物側(cè)鏈鏈中的疏水基團(tuán)與主鏈骨架的距離越遠(yuǎn)，對(duì)聚合物的LCST影響越大；反之，距離越近影響越小。
　　 為了尋找相轉(zhuǎn)變溫度接近人體溫度的聚合物，實(shí)驗(yàn)中改變投料比，將N-丙烯?；拾彼峒柞ズ蚇-丙烯?；拾彼嵋阴ミM(jìn)行共聚，得到了一系列LCST不同的聚合物。這些線型共聚物的LCST隨AcG

7、lyOMe質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而線性增大。加入交聯(lián)劑MBA，將N-丙烯?；拾彼峒柞ズ蚇-丙烯?；拾彼嵋阴ス簿?，得到性能良好的PAcGlyOMe-co-AcGlyOEt水凝膠。并對(duì)水凝膠的溶脹比、溶脹動(dòng)力學(xué)、收縮動(dòng)力學(xué)和溶脹收縮可逆性進(jìn)行測試。
　　 以曲利苯藍(lán)為藥物模型，分別以PAcGly和PAcAsp及N-丙烯?；拾彼峒柞ズ蚇-丙烯?；拾彼嵋阴ス簿鬯z為載體，研究了水凝膠的釋藥行為。分別討論了藥物釋放介質(zhì)對(duì)釋藥速率的的影響

8、，并對(duì)PAcGly水凝膠的釋藥機(jī)理進(jìn)行了初步探討。在pH=1.2和pH=7.4釋放介質(zhì)中，PAcGly載藥水凝膠中的藥物傳輸機(jī)理都為非Fickian擴(kuò)散，且在pH=7.4時(shí)，藥物傳輸機(jī)理接近于零級(jí)擴(kuò)散，CaseⅡ運(yùn)轉(zhuǎn)。這說明藥物的傳送機(jī)理是Fickian擴(kuò)散和聚合物鏈伸展共同作用的結(jié)果，其中聚合物鏈的伸展起非常重要的作用。
　　 對(duì)PAcGly和PAcAsp兩種pH敏感水凝膠及PAcGlyOMe-co-AcGlyOEt溫敏水凝膠