含可斷裂鍵聚合物的合成及其性能研究.pdf

1、由于在特定條件下具有獨(dú)特的響應(yīng)行為，刺激敏感聚合物在近年來(lái)備受關(guān)注。其中，含有可斷裂鍵的非線型聚合物由于本身具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)而成為研究熱點(diǎn)。―活性‖/控制聚合方法如原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）、可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合（RAFT）、開(kāi)環(huán)聚合（ROP）的不斷發(fā)展，為各種結(jié)構(gòu)精致的非線型聚合物的合成提供了簡(jiǎn)便的途徑。本研究采用RAFT、ROP聚合技術(shù)合成含有可斷鍵的梳形共聚物以及梳形接枝共聚物，研究刺激條件下結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和性能的關(guān)系，同時(shí)

2、探索它們的潛在應(yīng)用。具體內(nèi)容如下：
　?。?）合成了含有還原斷裂雙硫鍵以及酸斷裂縮醛鍵的梳形共聚物SACP，該聚合物主鏈為聚甲基丙烯酸酯，側(cè)鏈為PCL和PEG，考察其自組裝后對(duì)抗癌藥物阿霉素（DOX）的負(fù)載及釋放行為。具體采用三步反應(yīng)合成：
　　1）用含有雙硫鍵的鏈轉(zhuǎn)移劑S-CPDB進(jìn)行甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）和甲基丙烯酸乙二醇酯（PEGMEMA）的RAFT共聚合合成SPHP共聚物；
　　2）SPHP中的羥基與末端

3、含有乙烯基醚的PEG（MVPEG）進(jìn)行加成反應(yīng)，合成含酸斷裂型PEG鏈段的SAPHP共聚物；
　　3）SAPHP中剩余的羥基再進(jìn)行CL開(kāi)環(huán)聚合，得到含有雙重敏感斷裂鍵的梳形共聚物SACP。
　　作為對(duì)照，采用類似的反應(yīng)合成了不含斷裂鍵的梳形共聚物CP、含酸斷裂鍵共聚物ACP和含有還原斷裂雙硫鍵的共聚物SCP。1H NMR、GPC、GPC-MALLS、IR的結(jié)果證實(shí)了合成的梳形共聚物結(jié)構(gòu)明確、分子量可控以及具有較窄的分子量分布

4、（PDI=1.09-1.16）。DLS和TEM測(cè)試結(jié)果表明，這些共聚物在水溶液自組裝后傾向于聚集成膠束或者大復(fù)合膠束，當(dāng)在酸刺激（pH5.0）或者還原刺激（10mM DTT）下，SACP中化學(xué)鍵的斷裂導(dǎo)致聚合物分子量的降低，微觀環(huán)境的改變會(huì)帶來(lái)共聚物聚集體的不穩(wěn)定和二次聚集。外加刺激下DOX的釋放結(jié)果表明，與不含斷裂鍵的共聚物CP相比，ACP、SCP以及SACP聚集體在酸或還原刺激條件下都可以進(jìn)行負(fù)載藥物的快速釋放，其中，SACP系列具

5、有比較寬的釋放控制區(qū)間，其累積釋放量可以通過(guò)對(duì)刺激條件的條件來(lái)有效的控制，因此它們?cè)诩{米載體和藥物傳輸方面具有極大的應(yīng)用潛力。
　　（2）合成了含有還原斷裂雙硫鍵和酸斷裂縮醛鍵的梳形接枝共聚物SACG，該共聚物主鏈為甲基丙烯酸酯，側(cè)鏈為PEG380和PCL-b-PEG，考察其聚集體對(duì)DOX的負(fù)載及釋放行為。先以S-CPDB為鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行HEMA和PEGMEMA的共聚合反應(yīng)得到SPHP，再利用主鏈上的羥基引發(fā)CL開(kāi)環(huán)聚合得到SCP共

6、聚物，最后利用PCL鏈段末端的羥基與MVPEG進(jìn)行加成反應(yīng)引入可斷裂PEG鏈段，通過(guò)三步反應(yīng)合成含有雙重敏感斷裂鍵的梳形接枝共聚物。同時(shí)，通過(guò)類似的方法合成了常規(guī)的梳形共聚物CP和含酸斷裂鍵共聚物ACG。所合成的梳形共聚物結(jié)構(gòu)明確、分子量可控、PDI在1.08-1.14，且梳形接枝共聚物ACG和SACG具有較高的接枝效率（>96%）。對(duì)梳形共聚物進(jìn)行水相自組裝，發(fā)現(xiàn)這些聚合物在水溶液中的臨界聚集濃度約為0.54-1.08mg/L。在此基

7、礎(chǔ)上研究共聚物聚集體在刺激下粒徑變化情況，從DLS結(jié)果來(lái)看，在酸（pH5.0）或者還原刺激（10mM DTT）下，SACG中化學(xué)鍵的斷裂會(huì)導(dǎo)致重新聚集，從而引起聚集體的粒徑發(fā)生變化。研究其DOX釋放行為，與一般共聚物CP相比，ACG、SCP、SACG聚集體包裹的DOX在酸刺激或者還原刺激下均加快釋放速度和提高累積釋放量。其中雙重刺激下SACG表現(xiàn)出最快的釋放速度以及最大的累積釋放量，表明其有比較寬的釋放區(qū)間，釋放動(dòng)力學(xué)可以通過(guò)改變刺激條

8、件和親疏水比例來(lái)調(diào)控。因此，它們?cè)谏锛{米領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　綜上所述，本研究進(jìn)一步發(fā)展了含可斷裂鍵梳形共聚物以及梳形接枝共聚物的高效合成方法，豐富了刺激敏感體系。并對(duì)共聚物的物理化學(xué)性能、刺激下的自組裝以及藥物負(fù)載與釋放行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明不同結(jié)構(gòu)的兩類梳形共聚物的自組裝以及藥物釋放行為均具有對(duì)相應(yīng)刺激的敏感響應(yīng)性，且刺激下的自組裝粒徑和藥物釋放曲線變化均表現(xiàn)出一定差異性，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與性能的對(duì)應(yīng)性。所合成梳形共聚物均