技术领域
本发明涉及一种生物降解荧光聚酸酐制备方法。
背景技术
在过去二十多年中,生物降解高分子在生物医学工程领域受到广泛重视, 一些
聚合物已在临床中得到应用,例如聚(丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)被美国食 品与药物管理委员会(FDA)批准用作可吸收缝线与药物控制释放载体,聚(双- 对(羧基苯
氧基丙基)-共-癸二酸酐)(P(CPP-SA))也因为其优良的生物降解与生物 相容性得到FDA批准,作为卡氮芥的载体用于
治疗神经胶质瘤。与聚(丙交酯- 共-乙交酯)相比,聚酸酐具有降解速度调节范围广、表面降解等特点。同时,通 过对聚酸酐的结构进行设计,还可能获得满足不同使用要求的载体材料。例如 生物降解微球可以用作药物载体,携带药物穿过胃肠道或血-脑屏障,大大提高 药物的生物利用度,在药物
控释领域具有非常广阔的应用前景。对微球的体内 吸收的
跟踪,通常需对微球进行荧光探针标记,用荧光显微技术进行测定。而 荧
光标记物的引入一方面会导致微球表面性质的改变,另一方面在测定过程中 包埋的荧光标记物会从微球中释放出来,因而其应用具有很大的局限性,这制 约了生物降解微球作为药物控释载体的发展。如果能获得一种具有较强内在荧 光特性的生物降解聚合物,将其制备成高分子微球,可以直接利用材料本身的 荧光性质,进行体内跟踪。另外,随着荧光技术在生物医学领域的广泛使用, 这类材料也将在越来越多的方面得到应用。在我们前期研究工作中,发现了一 类聚酸酐,在紫外或可见
光激发下能发出较强荧光。聚酸酐的化学结构设计如 下图所示,其中R可以是H或其它取代基,取代
位置可以是与羰基邻、间或对 位;XC(O)可以是酰胺或酯基,其取代位置可以是与羰基邻、间或对位。所得 聚合物具有以下优点:1)
可生物降解,降解速度可简单地通过与其它二酸
单体 共聚进行调节;2)聚合物膜与溶液具有较强的内在荧光性能;3)聚合物的最 大荧光发射
波长依赖于激发光波长,通过双波长光激发,可以避免体内其它荧 光物质的干扰作用。λex为356nm时,λem为429nm;λex为470nm时, λem为480/520nm;4)聚合物的荧光强度与其数均分子量基本成线性关系,可以 用荧光方法跟踪测定聚合物的降解;5)与其它非荧光二酸单体共聚,所得聚酸 酐共聚物仍具有内在荧光特性。但上述聚酸酐材料存在机械性能低、降解速度 调节范围不够长等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物降解荧光聚酸酐制备方法。
生物降解荧光聚酸酐的制备方法:0.05~1.0mol苯
甲酸衍生物与0.05~1.0 mol丁二酰氯或其衍生物,在0.05~1.0mol有机胺催化下,于20~200ml有机
溶剂中反应1~24h,得到对应的二元酸;1~100g二元酸经10~1000m1乙酸 酐回流1~3h制备得到预聚物;1~50g预聚物在160~180℃、0.01~2mmHg 熔融缩聚1~4h得到聚酸酐。
本发明的优点:
1)合成路线简单,原料价格低廉;
2)发光性能优异;
3)降解速度从几天到几年范围任意可调;
4)机械性能优良,能加工成各种形状、结构的制剂,如
薄膜、棒材、微球、 纳米颗粒与多孔
支架。
附图说明
图1是聚(对羧基苯基
琥珀酸双酯共-癸二酸酐)(P(bis-CPS:SA))在波长为 327nm紫外光激发下的荧光
光谱图;
图2是聚(对羧基苯基琥珀酸双酯共-癸二酸酐)(P(bis-CPS:SA))在波长为462 nm光激发下荧光光谱图。
具体实施方式
生物降解荧光聚酸酐的分子式为:
其中X是O、NH或S;R是H或其它取代基,取代位置是与羰基邻、间或对位, 芳环上取代基数目是0~4个;XC(O)是仲酰胺、酯基或硫酯键,其取代位置是 与羰基邻、间或对位,脂链上取代基数目是0~4个
实施例1
对羟基
苯甲酸(0.08mol)溶解在70ml THF中,加入吡啶(0.096mol), 丁二酰氯(0.088mol)溶于12ml THF中,用恒压漏斗慢慢滴加到对羟基苯甲酸 溶液中。
混合液继续反应2小时后,将反应混合物倒入500ml
冰水中,用
盐酸 将溶液pH值调至2左右,过滤出产生的沉淀,
真空干燥,得产物对羧基苯基琥 珀酸双酯(bis-CPS)。将10g bis-CPS于100ml乙酸酐中回流2h,50℃恒温水浴 中减压蒸馏出乙酸酐,剩余物用干燥的无水乙醚萃取,磁
力搅拌过夜,倾析出 乙醚,固体产物于放有P2O5的真空干燥器中真空干燥,得预聚物。精确称取一 定量的预聚物到干燥的聚合管中,于180℃油浴中高真空(0.1mmHg)脱乙酸酐 2h,冷却后用氯仿溶解,石油醚沉淀,得聚(对羧基苯基琥珀酸双酯)(P(bis-CPS))。 图1是聚(对羧基苯基琥珀酸双酯共-癸二酸酐)(P(bis-CPS:SA))在波长为327nm 紫外光激发下的荧光光谱图;图2是聚(对羧基苯基琥珀酸双酯共-癸二酸酐) (P(bis-CPS:SA))在波长为462nm光激发下荧光光谱图。
实施例2
水杨酸(0.08mol)溶解在70ml THF中,加入吡啶(0.096mol),丁二酰氯 (0.088mol)溶于12ml THF中,用恒压漏斗慢慢滴加到水杨
酸溶液中。继续反 应2小时后,将反应混合物倒入500ml冰水中,再用盐酸将溶液pH值调至2左 右,然后过滤出产生的沉淀,真空干燥,得产物(产率90%),预聚物与聚合物 的合成与实例1类似。
实施例3
丁香酸(0.08mol)溶解在70ml THF中,加入吡啶(0.096mol),丁二酰 氯(0.088mol)溶于12ml THF中,用恒压漏斗慢慢滴加到丁香酸溶液中。继 续反应2小时后,将反应混合物倒入500ml冰水中,再用盐酸将溶液pH值调 至2左右,然后过滤出产生的沉淀,真空干燥,得产物(产率84%),预聚物与 聚合物的合成与实例1类似。
实施例4
香
草酸(0.08mol)溶解在70ml THF中,加入吡啶(0.096mol),丁二酰 氯(0.088mol)溶于12ml THF中,用恒压漏斗慢慢滴加到香草酸溶液中。继 续反应2小时后,将反应混合物倒入500ml冰水中,再用盐酸将溶液pH值调 至2左右,然后过滤出产生的沉淀,真空干燥,得产物(产率84%),预聚物与 聚合物的合成与实例1类似。
实施例5
对
氨基苯甲酸(0.08mol)溶解在70ml THF中,加入吡啶(0.096mol), 丁二酰氯(0.088mol)溶于12ml THF中,用恒压漏斗慢慢滴加到对氨基苯甲 酸溶液中。继续反应2小时后,将反应混合物倒入500ml冰水中,再用盐酸将 溶液pH值调至2左右,然后过滤出产生的沉淀,真空干燥,得产物(产率95 %),预聚物与聚合物的合成与实例1类似。
实施例6
对羟基苯甲酸(0.08mol)溶解在70ml THF中,加入吡啶(0.096mol), 2-乙酰氧丁二酰氯(0.088mol)溶于12ml THF中,用恒压漏斗慢慢滴加到对羟 基苯甲酸溶液中。继续反应2小时后,将反应混合物倒入500ml冰水中,再用 盐酸将溶液pH值调至2左右,然后过滤出产生的沉淀,真空干燥,得产物(产 率95%),预聚物与聚合物的合成与实例1类似。
实施例7
对巯基苯甲酸(0.08mol)溶解在70ml THF中,加入吡啶(0.096mol), 丁二酰氯(0.088mol)溶于12ml THF中,用恒压漏斗慢慢滴加到香草酸溶液 中。混合液继续反应2小时后,将反应混合物倒入500ml冰水中,再用盐酸将 溶液pH值调至2左右,然后过滤出产生的沉淀,真空干燥,得产物(产率92 %),预聚物与聚合物的合成与实例1类似。
实施例8
对羟基苯甲酸(0.08mol)溶解在70ml THF中,加入吡啶(0.096mol), 2-乙酰胺丁二酰氯(0.088mol)溶于12ml THF中,用恒压漏斗慢慢滴加到对羟 基苯甲酸溶液中。继续反应2小时后,将反应混合物倒入500ml冰水中,再用 盐酸将溶液pH值调至2左右,然后过滤出产生的沉淀,真空干燥,得产物(产 率95%),预聚物与聚合物的合成与实例1类似。