[發明專利]ε-己內酯衍生物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610235672.X
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN107298673B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 郎美東;張俊;肖艷
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C07D313/04
• 分類號: C07D313/04;C08G63/08
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 李鴻儒

本發明涉及生物醫用材料領域，具體是一種用于制備生物降解性醫用高分子材料的新型水溶性ε?己內酯衍生物，其結構式如式I所示。本發明還提供所述ε?己內酯衍生物的聚合物及其制備方法和應用。本發明ε?己內酯衍生物合成條件溫和、安全；所用原料具有簡單、廉價、豐富易得等優點；本發明的ε?己內酯衍生物的聚合物可明顯改善聚酯的親水性，結晶性和降解速率等，可應用于生物醫用材料領域。

技術領域

本發明涉及生物醫用材料領域，具體地說，是一種生物降解性醫用高分子材料的內酯單體及其聚合物、制備方法和應用。

背景技術

聚ε-己內酯(PCL)是一種疏水的、半結晶的、可降解的脂肪族聚合物，其具有良好的生物相容性、藥物透過性和機械性能，并已經通過FDA認證，在藥物緩釋和組織工程領域得到了廣泛的關注。然而，由于PCL具有結晶性強、親水性差、降解速率慢、缺乏可反應性官能團等缺點，限制了其在生物醫學領域中的應用。例如，降解周期長限制了PCL在醫用支架領域對組織的替代，較強的機械性能限制了其在軟組織工程中的應用。因此，對聚己內酯進行官能化改性，引入新型官能團來調控其結晶性、親水性、降解速率等性質，對拓寬其生物應用領域尤為重要。

聚己內酯的官能化改性主要是從官能化己內酯單體開始，這樣可實現對聚己內酯修飾程度有效控制。目前，已有報道把羥基、羰基、巰基、羧基、氨基等引入到ε-己內酯中，并通過內酯的共聚制備帶有相應基團的聚酯類材料。材料詳細的制備途徑一般分為以下三個步驟：(1)合成帶有官能團的己內酯單體，為防止活性基團(羥基、羧基或氨基等)在聚合過程中對催化劑的影響，相應的活性基團一般先用保護基團起來；(2)新型官能化己內酯單體在催化劑作用下開環聚合；(3)聚合物在通過酸解或者加氫催化的方式進行脫保護。這樣的制備過程非常復雜繁瑣，而且官能團上保護基的引入對己內酯開環聚合以及脫保護存在一定的副作用。例如，較大的保護基存在空間位阻效應，阻礙內酯開環聚合，使聚合物分子量做不高；此外，對于活性基團涉及到側基的保護與脫保護，往往面臨保護基脫除不干凈或PCL主鏈出現斷鏈的現象，這些缺陷都嚴重制約了官能化己內酯在生物醫用材料中的應用。因此，開發出一種簡單的合成方法，方便快捷的制備功能性的聚己內酯材料就顯得非常有意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于制備生物降解性醫用高分子材料的新型水溶性ε-己內酯衍生物和其聚合物、及其制備方法和應用。

本發明的第一方面，提供一種ε-己內酯衍生物，具體是一種4-(N-甲酰基)ε-己內酯，其結構式如式I所示：

式中：R₁為H，R₂為C₁～C₆烷基或C₆～C₂₀芳環基取代的C₁～C₆烷基；

或R₁，R₂均為C₁～C₆烷基或C₆～C₂₀芳環基取代的C₁～C₆烷基。

所述的烷基包括直鏈或帶有支鏈的鏈狀烷基。

優選的，所述的R₁為H，R₂為異丙基。

優選的，所述的R₁和R₂都為甲基，或R₁和R₂都為乙基。

本發明的第二方面，提供上述ε-己內酯衍生物的制備方法，其主要步驟是：以4-甲酸乙酯環己酮為起始原料，依次經過水解反應，取代反應和氧化反應，最終得到了目標產物I。

具體包括以下步驟：