单模聚焦微波辐射酶促合成PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物.pdf

罗丙红等：单模聚焦微波辐射酶促合成PLA．PEpPLA三嵌段共聚物 21 罗丙红1’2，钟翠红1，徐宠恩1，焦延鹏1’2，周长忍1’2 (I．暨南大学理工学院材料科学与工程系，广东广州510630； 2．暨南大学人工器官与材料教育部工程中心，广东广州510630) 采用Discover微波精确有机合成系统及其 摘要： 家用微波炉，存在微波功率输出不连续、体系加热不均 单模聚焦微波辐射技术与空压气体同步冷却技术，分 别以脂肪酶和辛酸亚锡为催化荆，聚乙二醇(PEG)为续的微波场和高密度以及对系统温度和功率的精确控 大分子引发剂引发消旋丙交酯(D，L-LA)开环聚合制制等优点，大大提高了微波反应的高效性、可控性和安 备PLA—PEGPLA共聚物，通过正交实验研究了功 率、催化剂种类和用量、时间和温度对共聚物产率的影 直接缩聚制备了重均分子量为1．6万的聚乳酸；课题 响，确定了最佳合成条件。在此基础上，改变，l(D，L． 组的曾庆慧[81等使用单模微波有机合成仪在低温常压 LA)／n(PEG)投料比制备了不同组成的PI。A—PEG-下高效、快速地合成了高分子量PLLA。 H PI。A共聚物，采用lR、1NMR、GPC和表面接触角 本文采用单模聚焦微波辐射方法，以脂肪酶和辛 测定对共聚物进行了表征。结果表明，在微波作用下， 酸亚锡为催化剂，对PEG引发D，L-丙交酯开环聚合 两种催化剂均可催化体系反应得到共聚物，但脂肪酶 反应进行了研究，重点比较了两种催化剂在共聚物微 的催化效率较低，对应共聚物的分子量不高；原料配比 波合成中的有效性。 对共聚物的组成与性能有显著影响，随咒(D，I．一LA)／竹 2 实 验 (PEG)值增大，共聚物的分子量增大；由于引入了亲水 性的聚乙二醇链段，共聚物的亲水性明显优于单一的 2．1原料与试剂 PLA材料。 D，L-LA，北京元生融科技有限公司；聚乙二醇 关键词：聚乳酸；聚乙二醇；单模聚焦微波；酶促合成 (1000)，进口分装，经四氢呋喃／正己烷溶解沉淀纯化； 中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1001-9731(2011)01-0021—04公司；其它试剂均为AR，广州化学试剂厂。 2．2微波合成仪 1 引 言 聚乳酸(PI。A)因其良好的生物相容性和生物降解司，最大输出功率为300W，体系温度通过仪器内置红 性，在生物医药领域得到了很好地应用；但是，PI。A的 外温度传感器检测。 亲水性差，不利于细胞在其上的粘附和生长。聚乙二 2．3 PLA—PEG-PLA共聚物的微波合成 醇(PEG)无毒，具有良好的生物相容性和亲水性，在生 物体内可被代谢吸收，因此，采用亲水性好的PEG与 的催化剂加入到特定微波反应管，反复抽真空、通Nz PLA共聚，可望改善PLA的亲水性11’2。。目前，制备 PLA—PEG-PLA共聚物通常采用本体封管热聚合，存件设置反应温度、功率和时间，Nz保护。反应结束后， 在反应时间长、温度高、耗能大等不足，并且，往往采用 产物经溶解／沉淀纯化(以猪胰脂肪酶为催化剂，先过 辛酸亚锡为催化剂，残余的催化剂具有一定的细胞毒 滤产物溶液以去除催化剂)，40℃下真空干燥，计算共 性。 聚物产率(即产物的质量占原料总质量的百分数)。 微波能均匀、高效地加热化学反应体系，选择性地 根据单因素预实验研究结果，选择反应温度(A)、 活化某些基团，促进化学反应。研究表明，在微波辅助 下，可有效合成生物降解性聚酯及其共聚物，如王鹏 和功率(D)为主要因素设计4因素3水平的正交实验 等[31在常压下进行丙交酯的微波开环聚