[發明專利]一種葡萄糖響應性聚合物及其制備方法

在審

• 申請號: 202010024342.2
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111234096A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 張擁軍;王慶仙;關英
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C08F220/54
• 分類號: C08F220/54;C08F230/06;C08F2/38;A61K38/28;A61K47/32;A61P3/10;G01N21/33
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種葡萄糖響應性聚合物及其制備方法。采用可逆加成?斷裂鏈轉移聚合方法使N?異丙基丙烯酰胺(NIPAM)與2?丙烯酰胺基苯硼酸(2?AAPBA)共聚，合成葡萄糖響應性聚合物P(NIPAM?co?2?AAPBA)。該方法制備得到的聚合物鏈長均一、分子量可控。該聚合物具有不同于已報道的含苯硼酸聚合物的葡萄糖響應性，生理pH范圍內，加入葡萄糖，能夠顯著降低葡萄糖響應性聚合物的相轉變溫度，溶解性下降，顯示很好的葡萄糖響應性。該葡萄糖響應性聚合物可應用于葡萄糖傳感和胰島素的控制釋放領域。

技術領域

本發明屬于高分子化學和材料化學領域，特別涉及葡萄糖響應性聚合物及其制備方法。

背景技術

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病，葡萄糖濃度的監測以及胰島素的控制釋放是糖尿病治療的主要手段。目前，文獻中報道的葡萄糖響應性體系主要有葡萄糖氧化酶體系，伴刀豆蛋白A體系以及苯硼酸體系三種類型。其中，苯硼酸作為一種合成的小分子化合物具有響應速度快，結果可靠，穩定并且易于儲存等優點。苯硼酸體系在葡萄糖傳感和胰島素的控制釋放領域得到了廣泛的關注，有大量含苯硼酸的聚合物、膠束、凝膠體系的報道。在這些苯硼酸體系中，含有3-氨基苯硼酸和4-羧基苯硼酸的溫敏性聚合物研究相對較多。苯硼酸的pKa值在8～9，其在溶液中存在四面體構象(離子化)和三角錐構象(未電離)的平衡態。加入葡萄糖后，離子化的苯硼酸能夠與葡萄糖通過苯硼酸酯鍵形成穩定的結合物，促使平衡向電離方向移動，電離度增大，溶解性增加。已報道的含有苯硼酸聚合物、膠束、凝膠等體系只能在pH8時才能對葡萄糖有響應性，這極大限制了含苯硼酸葡萄糖響應體系的應用。

與其它苯硼酸衍生物不同，2-丙烯酰胺基苯硼酸分子中，酰胺基團上的氧原子(O)和缺電子的硼原子(B)配位形成穩定的分子內六元環結構(圖1)，在pH2～8范圍內，苯硼酸基團以四面體構型(離子化)存在。加入葡萄糖后，其能夠與葡萄糖通過苯硼酸酯鍵結合，具有很好的葡萄糖響應性。基于2-丙烯酰胺基苯硼酸的以上特性，為開發在生理pH條件下的苯硼酸葡萄糖響應體系提供了良好的平臺。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種葡萄糖響應性聚合物及其制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種葡萄糖響應性聚合物的制備方法，包括以下步驟：

將N-異丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基苯硼酸、鏈轉移試劑、引發劑在溶劑中混合除氧氣后加熱，反應后在乙醚中沉淀得到的白色粉末狀固體即為所述的葡萄糖響應性聚合物；

其中，所述N-異丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基苯硼酸、鏈轉移試劑、引發劑的摩爾比為(85～380)：(15～60)：1：0.2。

優選的，所述的鏈轉移試劑包括4-氰基-4-(十二烷基硫烷基硫代羰基)硫烷基戊酸(CDTPA)，4-氰基-4-(正己基硫烷基硫代羰基)硫烷基戊酸(CHTPA)，4-氰基-4-(乙基硫烷基硫代羰基)硫烷基戊酸(CETPA)。

優選的，所述的引發劑包括偶氮二異丁腈(AIBN)，偶氮二異戊腈(AMBN)，偶氮二異庚腈(ABVN)，偶氮二環己基甲腈(ACCN)。

優選的，所述溶劑為甲醇與去離子水的混合溶劑。

優選的，所述加熱反應步驟中反應的溫度為65～90℃；反應時間為20～30小時。

優選的，所述2-丙烯酰胺基苯硼酸的制備方法包括：在氫氧化鈉水溶液中加入2-氨基苯硼酸、丙烯酰氯反應后調節溶液的pH為6.5～7.5，得到的沉淀即為所述的2-丙烯酰胺基苯硼酸。

優選的，所述2-丙烯酰胺基苯硼酸的制備方法中，2-氨基苯硼酸與丙烯酰氯的摩爾比為1：(1～1.4)。

本發明提供了所述的制備方法制備得到的葡萄糖響應性聚合物。