[發明專利]光熱雙重響應性殼聚糖衍生物、其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010560070.8
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111533848B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 周闖;李普旺;楊子明;謝江輝;何祖宇;王超;焦靜;呂明哲;宋書會;劉運浩
• 申請（專利權）人: 中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/54;C08B37/08;A61K9/00;A61K41/00;A61K47/36;A61K47/61
• 代理公司: 北京商專潤文專利代理事務所(普通合伙) 11317
• 代理人: 許春蘭;熊雯

本發明涉及高分子材料技術領域，特別是一種光熱雙重響應性殼聚糖衍生物，其結構式如式(I)所示，其中，式中x、y、z、n為≥1的自然數，m為≥0的自然數。本發明還提供了一種納米微囊，以式(I)所示的光熱雙重響應性殼聚糖衍生物為壁材，以生物活性藥物或植物精油為芯材，采用快速膜乳化儀的方法，通過壁材分子間作用力和靜電引力使芯材包埋于壁材內，形成核殼結構。本發明的光熱雙重響應性殼聚糖衍生物以桐油基衍生物桐馬酸酐為連接臂，具有可再生、綠色、環保的特點，同時桐馬酸酐上本身含有不飽和雙鍵，雙鍵對外界環境光源敏感，可以發生光化學反應，其本身可以作為光響應基團，以增加載體材料對外界環境光源敏感性。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，特別是一種光熱雙重響應性殼聚糖衍生物、其制備方法和應用。

背景技術

敏感型載體是一類能對外界物理化學刺激(光、超聲、磁場、pH、溫度等)做出反應，進而改變其結構、性能等的載體材料，利用其響應性基團的特性，可以實現藥物的智能釋放。

現有技術中，郭晶晶(光響應羧甲基殼聚糖納米囊的制備及研究[D].武漢理工大學.2014.)以羧甲基殼聚糖為原料，以丁二酸酐為連接臂，以鄰硝基芐基為光響應基團，制備得到具有光響應的羧甲基殼聚糖衍生物，其中，連接臂丁二酸酐接枝到重復單元中的C2位-NH₂上。

公開號為CN106719630A的中國專利申請公開了一種光響應性控釋納米農藥制劑，其有效成分為兩親性羧甲基殼聚糖衍生物，由鄰硝基芐基琥珀酸單酯與羧甲基殼聚糖反應制得，該控釋納米農藥制劑可選擇在無光照的條件下噴施于靶植物及害蟲表面或體內，能隨時響應外界太陽光刺激釋放農藥。

上述現有技術均是對殼聚糖或羧甲基殼聚糖的進行改性，改性位點均在氮位上引入了不同功能性單體分子，使得改性后的聚合物具有一定的環境響應性，但是上述載體材料載藥量低，對外界環境光源敏感性還有待提高；而且上述載體制備方法過程復雜、步驟繁瑣。

此外，現有納米微囊制備技術大都通過高速剪切乳化得到，而高剪切力容易導致破乳，使制得的乳液不均一，由乳液制成的微球也不均一，不適用于制備包埋生物活性藥物和植物精油的微囊乳液。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種光熱雙重響應性殼聚糖衍生物、其制備方法和應用，以解決上述問題中的一種或幾種。

根據本發明的一個方面，提供了一種光熱雙重響應性殼聚糖衍生物，其結構式如式(I)所示：

其中，式中x、y、z、n為≥1的自然數，m為≥0的自然數。

本發明的光熱雙重響應性殼聚糖衍生物以生物大分子殼聚糖為基本原料，以桐馬酸酐為連接臂，以鄰硝基芐基為光響應性基團、N-異丙基丙烯酰胺為溫敏基團，制備得到具有較好光響應性殼聚糖植物油衍生物；具體地，以桐油基衍生物桐馬酸酐為連接臂，具有可再生、綠色、環保的特點，同時桐馬酸酐上本身含有不飽和雙鍵，雙鍵對外界環境光源敏感，可以發生光化學反應(例如光點擊反應)，其本身可以作為光響應基團，以增加載體材料對外界環境光源敏感性。

另外，本發明的殼聚糖衍生物中，將現有的接枝位點由1個C2位-NH2變為2個C2位-NH2，多個氨基位有助于提高殼聚糖衍生物的功能性，同時有利于形成核殼結構微囊的形成。

在一些實施方式中，鄰硝基芐基的接枝率為15-20％，N-異丙基丙烯酰胺接枝率為15-20％。

根據本發明的另一個方面，提供了光熱雙重響應性殼聚糖衍生物的制備方法，包括以下步驟：

1)將鄰硝基苯甲醇和桐馬酸酐混合，加入第一催化劑，在氮氣保護下回流反應，得到桐馬酸酐鄰硝基芐酯；