[發(fā)明專(zhuān)利]啞鈴結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子型電場(chǎng)敏感糖基智能水凝膠及其制備方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2013-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103601864A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫同明;朱金麗;王淼;丁津津;湯艷峰;張素梅;張躍軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08F293/00
• 分類(lèi)號(hào): C08F293/00;C08F2/38
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專(zhuān)利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉霞

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種啞鈴結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子型電場(chǎng)敏感糖基智能水凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

水凝膠是指一種主鏈或支鏈含有大量親水性基團(tuán)并吸附有大量水分的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚合物。水凝膠在水中溶脹但不溶解，在保持一定形狀的同時(shí)含有大量水分。根據(jù)對(duì)環(huán)境刺激應(yīng)答不同可分為對(duì)刺激不敏感的傳統(tǒng)水凝膠和對(duì)刺激產(chǎn)生響應(yīng)的環(huán)境敏感水凝膠，后者又稱(chēng)智能水凝膠。所謂智能性水凝膠，是指在外界物理和化學(xué)因素，如溫度、pH、光、電、磁、聲、力和化學(xué)物質(zhì)等的刺激下自身體積和形狀可以發(fā)生可逆變化的水凝膠。由于智能型水凝膠的獨(dú)特響應(yīng)性，在化學(xué)轉(zhuǎn)換器、記憶元件開(kāi)關(guān)、傳感器、人造肌肉、化學(xué)存儲(chǔ)器、分子分離體系、活性酶的固定、組織工程、藥物載體等方面具有很好的應(yīng)用前景。

在各種外界刺激條件中，電場(chǎng)很容易施加而且易于調(diào)控，這一特點(diǎn)使得電場(chǎng)敏感水凝膠成為智能水凝膠研究領(lǐng)域備受關(guān)注的課題。Hamlen等在1965年最早報(bào)道了聚電解質(zhì)水凝膠在電場(chǎng)誘導(dǎo)下的變形，從20世紀(jì)90年代起電場(chǎng)敏感水凝膠成為研究熱點(diǎn)之一。電場(chǎng)敏感水凝膠一般由聚電解質(zhì)構(gòu)成，將其置于電解質(zhì)溶液中，在電場(chǎng)刺激作用下，凝膠會(huì)發(fā)生體積或形狀變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)由電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。關(guān)于電場(chǎng)敏感水凝膠的響應(yīng)機(jī)理眾說(shuō)紛紜，Tanaka等最早于20世紀(jì)80年代用平均場(chǎng)理論來(lái)解釋?zhuān)黄渌倪€有用水的電解、電擴(kuò)散理論、半定量理論、去極化理論、一維電場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模型、滲透壓機(jī)理等來(lái)解釋?？偟膩?lái)說(shuō)，此類(lèi)水凝膠溶脹或去溶脹的響應(yīng)特性是在電場(chǎng)刺激作用下實(shí)現(xiàn)的，而凝膠網(wǎng)絡(luò)中的可離子化基團(tuán)是電場(chǎng)敏感水凝膠具有電刺激響應(yīng)行為的重要條件。

由于大多數(shù)合成高分子的生物相容性和生物降解性較差，限制了其在生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用。于是具有良好生物相容性、無(wú)毒、環(huán)境友好，并具有較多活性基團(tuán)的天然高分子近年來(lái)逐漸成為制備水凝膠的理想材料。與此相對(duì)應(yīng)，與合成高分子相比，天然高分子水凝膠具有低毒性、良好的生物相容性、對(duì)環(huán)境敏感以及低廉的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，然而機(jī)械強(qiáng)度差，性能不穩(wěn)定，易降解等不足還有待于改善。由此看見(jiàn)，將低毒性、良好的生物相容性和生物降解性、優(yōu)良的機(jī)械性能和環(huán)境敏感性這幾點(diǎn)完美結(jié)合起來(lái)，制備出新型、綠色的智能水凝膠是今后努力的研究方向。糖類(lèi)化合物作為一類(lèi)天然可再生生物質(zhì)資源，具有石油化工原料所不具備的良好的生物相容性、生物降解性、無(wú)毒、無(wú)刺激等優(yōu)勢(shì)，因此，引入糖基的電場(chǎng)敏感智能水凝膠具有廣闊的應(yīng)用前景。

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發(fā)明內(nèi)容：

????本發(fā)明的目的是為了獲得一種生物相容性良好的陽(yáng)離子型電場(chǎng)敏感智能水凝膠，通過(guò)引入葡萄糖小分子，制備了一種結(jié)構(gòu)可控的啞鈴結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子型電場(chǎng)敏感智能水凝膠。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種啞鈴結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子型電場(chǎng)敏感糖基智能水凝膠，在整體分子結(jié)構(gòu)上為啞鈴結(jié)構(gòu)；制備中以葡萄糖為原料，經(jīng)過(guò)與不飽和酰鹵進(jìn)行酯化反應(yīng)制備糖基單體；采用的聚合方法為可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合，其中，可聚合雙鍵的酯化試劑為丙烯酰氯，電場(chǎng)敏感感單體是甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯（DMAEMA），可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移劑是S,S’-二（α，α’-二甲基-α’’-乙酸）-三硫代碳酸酯（CMP）。

一種啞鈴結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子型電場(chǎng)敏感糖基智能水凝膠的制備方法，制備步驟如下：

步驟一：將葡萄糖單體經(jīng)過(guò)OH保護(hù)，與含有雙鍵的不飽和酰鹵制備含有雙鍵的可聚合糖基單體；

步驟二：將三硫代碳酸酯鏈轉(zhuǎn)移劑CMP與上一步所制得的可聚合糖基單體加入到一定量四氫呋喃中，在惰性氣體保護(hù)下，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，在70℃下，進(jìn)行糖基單體的聚合，當(dāng)糖基單體聚合完成后，加入電場(chǎng)敏感單體DMAEMA共聚，隨后再加入糖基單體聚合得到啞鈴結(jié)構(gòu)糖基聚合物；

步驟三：將制備的啞鈴結(jié)構(gòu)糖基聚合物，在稀酸中水解游離OH，得到目標(biāo)產(chǎn)物啞鈴結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子型電場(chǎng)敏感糖基智能水凝膠。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.制備了凝膠分子骨架為啞鈴結(jié)構(gòu)，并且其結(jié)構(gòu)可以調(diào)控；2.本發(fā)明所使用的原料為糖類(lèi)化合物，提高了生物相容性；3.所制備的糖基智能水凝膠具有良好的電場(chǎng)響應(yīng)行為。

附圖說(shuō)明：

圖1為啞鈴結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子型電場(chǎng)敏感糖基智能水凝膠的示意圖。

具體實(shí)施方式：

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，下列實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

實(shí)施例1：