基于超支化聚合物侧链的新型纳米瓶刷聚合物合成工艺研究

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瓶刷聚合物作为纳米载药材料前景广阔。但目前报道的瓶刷聚合物主要以聚烯烃及其衍生物(如聚苯乙烯和聚丙烯酸酯)作为侧链进行合成,大多生物相容性较差。本论文将含有多羟基的超支化缩水甘油聚合物作为侧链应用于纳米瓶刷聚合物的合成中。所得到的瓶刷聚合物材料可作为纳米药物载体接枝多种药物和肿瘤靶向配体,在生物医学领域可以发挥重要的作用。首先开发了一种多羟基超支化聚合物的合成方法。以O-(2-氨基乙基)聚乙二醇(NH2-PEG-OH)为底物,经过端氨基保护、端羟基引发缩水甘油开环聚合(h PG)和脱氨基保护三步反应,合成出一端为氨基另一端为多羟基的新型超支化聚合物(NH2-PEG-h PG),实现了超支化聚合物的非对称功能化。同时对端氨基保护试剂、开环聚合工艺和超支化聚合物纯化工艺进行了优化,结果表明,采用三苯甲基作为氨基保护基,控制缩水甘油的滴加速度与添加量,合成的NH2-PEG-h PG的分子量控制在3000~9740g/mol范围内,多分散性指数PDI在1.17以下。继而,以上述不同分子量的超支化聚合物NH2-PEG-h PG为原料,利用其端氨基和降冰片烯衍生物通过酰胺化反应合成了新型大分子单体Norb-PEG-h PG(分子量在3250~4660 g/mol范围,PDI在1.1以下);并将紫杉醇成功连接到Norb-PEG-h PG上制备出载药大分子单体Norb-PEG-h PG-SA-PTX,用MTT法验证药物活性,证明其对肿瘤细胞具有杀伤力。最后,利用上述大分子单体Norb-PEG-h PG,通过开环易位聚合反应(ROMP)合成出以多羟基超支化聚合物为侧链的新型纳米瓶刷聚合物Brush-PEG-h PG;并研究了反应介质和催化剂用量对ROMP反应和聚合物的聚合度的影响。结果表明,选择N,N-二甲基甲酰胺为溶剂、催化剂与大分子单体摩尔比为1:20时,合成出最大分子量93200 g/mol、聚合度为20的纳米瓶刷聚合物,PDI为1.19,聚合物尺寸直径为20~40 nm,长度为40~60 nm。
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