[發明專利]光/溫度敏感型兩親性嵌段聚合物膠束的制備及應用方法

有效

• 申請號: 201510053901.1
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104725581B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 王國杰;楊芳;曹自權
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/34;C08F2/38;C08J3/07;A61K47/32
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種基于硝基苯酯和異丙基酰胺的光/溫度兩親性嵌段聚合物的合成以及應用。

背景技術

近年來，由于刺激響應性嵌段聚合物膠束在催化、納米技術、智能膜和藥物傳輸領域的應用，引起了科研工作者的廣泛關注。其中，光響應聚合物，由于其具有清潔、可遠程控制(精確調節其波長和強度)等優勢成為國內外研究的熱點之一。基于自然界中許多大分子生物過程如蛋白質、核酸和多糖等都是復雜的，設計一個包含光響應基團的多重響應性聚合物是十分必要的。

目前，對于精確調控高分子物質行為的研究還未達到理想的效果。同時，具有光/溫度雙響應性的高分子材料還鮮有報道，因此，這類同時具有多重響應性、結構明確的聚合物材料得到了本領域研究人員的關注。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供具有對光、溫度響應的雙重敏感的聚合物膠束的制備方法及應用。

本發明首先用兩步可逆-加成鏈轉移的方法，首先制備出大分子鏈轉移劑聚(氮-異丙基丙烯酰胺)，然后與具有光響應的硝基苯衍生物2-硝基芐基甲基丙烯酸酯單體聚合，得到具有光/溫度雙響應的兩親性嵌段聚合物，該聚合物在水溶液中自組裝成膠束。

本發明的技術方案是：一種基于硝基苯酯和異丙基酰胺的光/溫度敏感型兩親性嵌段聚合物膠束的制備方法，其中聚合物合成路線如圖8：

該方法具體包括以下步驟：

步驟1.制備大分子鏈轉移劑聚(氮-異丙基丙烯酰胺)：分別取一定量的氮-異丙基丙烯酰胺、三硫代碳酸酯和偶氮二異丁腈按摩爾比80:1:0.2～160:1:0.2的比例混合，溶解在裝有氮，氮-二甲基甲酰胺/水混合溶液(體積比為95:5～90:10)的叔倫克燒瓶中，攪拌30～40分鐘至完全溶解，通氮氣30～60分鐘除去氧氣，經過“冷凍-抽氣-解凍”五到八次循環后置于65～75℃油浴鍋中反應4～8小時，用液氮淬滅并敞口放置以終止此聚合反應。將反應后的溶液用截留分子量為1000～2500的透析袋在去離子水中透析36～48小時，以除去未反應的氮-異丙基丙烯酰胺和溶劑氮，氮-二甲基甲酰胺，將透析液冷凍干燥得到粗產物，然后用冷乙醚沉淀三次，在溫度為45～50℃，真空干燥36～48小時，得到最終的產物大分子鏈轉移劑聚(氮-異丙基丙烯酰胺)；

步驟2.制備嵌段聚合物，即聚(氮-異丙基丙烯酰胺)-嵌段-聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)：將2-硝基芐基甲基丙烯酸酯、步驟1制備得到的大分子鏈轉移劑聚(氮-異丙基丙烯酰胺)和偶氮二異丁腈按摩爾比80:1:0.2～160:1:0.2的比例混合，溶解在氮，氮-二甲基甲酰胺/水的混合溶液(體積比為95:5～90:10)中，置于叔倫克燒瓶中。通30～60分鐘氮氣除去氧氣，五到八次“冷凍-抽氣-解凍”后在溫度為65～75℃油浴中反應6～12小時，用與步驟1相同的方法終止此聚合反應。將反應后的溶液用截留分子量為10000～25000的透析袋在去離子水中透析48～72小時，透析液冷凍干燥得到粗產物。在正己烷中沉淀三次，在45～50℃下真空干燥24～36小時，得到純凈的產物，產物為兩親性嵌段，即聚合物聚(氮-異丙基丙烯酰胺)-嵌段-聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)(PNIPAM-b-PNBM)；

步驟3.自組裝化過程：將步驟2制備得到的兩親性嵌段聚合物與四氫呋喃以質量比為1:1混合劇烈攪拌4～6小時，使其完全溶解后，加入去離子水，四氫呋喃與去離子水質量比為1:1，誘導膠束形成，再溫和的攪拌4小時后，將9毫升去離子水一次性快速的加到混合溶液，最后將該溶液放置于室溫下三天，使四氫呋喃完全揮發，得到具有溫度和光響應的膠束溶液。

進一步地，所述步驟1、2中的“冷凍-抽氣-解凍”方法中，冷凍溫度為-10～-20℃冷凍至凍結為準，所述抽氣時間為10～30分鐘。

進一步地，從上述步驟2中得到的聚合物膠束是具有核殼結構；其殼層為具有親水性的聚(氮-異丙基丙烯酰胺)，核層為具有疏水性的聚(2-硝基芐基甲基丙烯酸酯)。

進一步地，所述方法制備得到的膠束具有協同效應，能夠在不同的外場刺激條件結合下調節客體分子的動力學釋放過程。

一種按照權利要求1所述的方法制備得到的聚合物膠束狀自組裝體。應用于外界協同刺激可控釋放領域，具體如下：