论文部分内容阅读
酸裂解型高分子在智能型药物传递体系方面有重要的应用前景,含原酸酯基团的高分子对弱酸环境有较强的敏感性,弱酸断裂后降解产物生物相容性好,因此是一类有广泛应用价值的酸断裂型高分子。本博士论文的目的是发展含原酸酯侧基的弱酸裂解型高分子材料的简单高效的合成方法,研究其结构和性质的关系,为其在生物医用方面的应用奠定基础。主要研究内容和成果如下: 合成了一系列环状结构的环状烯酮缩合物CKAs(EDO、EDL、EMD),系统研究了CKA与不同结构小分子醇的反应,包括CKA及醇的结构对反应活性、所得原酸酯产物结构及其水解动力学的影响。结果表明不同羟基化合物与CKA的反应活性差别显著:一级醇>二级醇>酚,苯环上的给电子取代基可增加酚的反应性,三级醇没有反应活性。1,2-或1,3-二醇与CKA反应会生成环异构化的产物,异构化的比例与环结构的稳定性有关,三个CKAs中, EMD与二醇反应异构化比例最少。环状原酸酯的水解速率受其结构及pH影响很大:pH降低,水解速率加快;三个CKAs中,EMD与相同醇反应所得环状原酸酯的水解速率最慢。 研究了CKA与聚(丙烯酸-2-羟基乙酯)(PHEA)和聚乙烯醇(PVA)的反应条件、产物的纯化方法以及酸催化水解的性质。通过改变CKA与羟基的投料比,可大范围调节所得聚合物原酸酯基团的修饰度,同时改变其亲疏水性,影响其水解动力学。EMD与PVA反应时会形成异构化的主链环状原酸酯,异构化比例随修饰度的增加而降低,高修饰度时异构化可以忽略。以EMD对嵌段共聚物PEO-b-PVA进行修饰,得到不同修饰度的两亲性酸可裂解嵌段共聚物PEO-b-P(EMD-VA),发现P(EMD-VA)链段的原酸酯含量(修饰度)明显影响其亲疏水性及在水溶液中的聚集行为和水解性质。 合成了含有不同长度疏水碳链的五元环状CKAs,利用它们对一级醇反应的优先性,控制CKA与环糊精的投料比,实现了温和条件一步反应得到单面原酸酯修饰的酸敏感环糊精衍生物CKA-CD。合成了单端修饰金刚烷的PEO-AD,通过主客体作用和CKA-CD复合,制备了具有疏水头基和亲水柔性链的的酸敏感两亲性超分子;利用光散射、电镜等手段系统研究了疏水头基的大小、亲水PEO链的长度以及主客体分子的比例对所得超分子聚集行为的影响。结果显示,疏水碳链较短的CKA-CD难以与PEO-AD通过主客体作用在水溶液中形成稳定的聚集体;由长碳链CKAs衍生的CKA-CDs与合适链长的PEO-AD作用可自组装成稳定的聚集体,其尺寸及形貌与主、客体分子的结构有关;减少客体分子的比例,得到了表面带有环糊精空穴的聚集体,可进一步通过主客体作用对聚集体表面进行修饰。采用1HNMR和光散射等方法研究了这类表面可功能化的酸敏感纳米粒子在不同pH水溶液中的水解行为。 选择不同结构的天然多糖与CKA反应,探索用CKA修饰的方法制备酸敏感天然多糖衍生物的可行性。结果表明:脂肪胺虽然可减缓醇与CKA的反应速率,但不影响产物的结构;天然多糖在无水非质子溶剂中的溶解性是影响其与CKA反应性的重要因素。葡聚糖(Dextran)和淀粉糊精(Dextrin)在无水DMSO中与CKA反应可得到含原酸酯侧基的酸敏感多糖衍生物,改变投料比可以调控其修饰度,但由于空阻效应很难将多糖的所有羟基都修饰上原酸酯基团。初步研究了所得酸敏感天然多糖衍生物的性质,发现环状原酸酯修饰的多糖衍生物的Tg和热分解温度较低,对弱酸环境高度敏感。 设计了两种合成原酸酯连接的大分子共价药的路径:其中利用双官能团DiCKA可将含羟基的药物或模型药物分子连接到多羟基聚合物上。考察了多种模型药物分子的反应活性,筛选了五种不同结构的药物/模型药物分子,尝试以‘一锅法’、分步投料、置换法等不同方法制备DTU连接的大分子共价药。结果表明:‘一锅法’适合于将单羟基药物分子连接到大分子上,但此方法需要药物分子的羟基活性较高,对药物分子的利用率太低,且聚合物间会发生严重化学交联。置换法可以提高药物分子的利用率,但仍然无法解决聚合物交联、结构不清的问题。