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羟基活化的单甲氧基嵌段共聚醚合成与表征

【摘要】

利用阴离子开环聚合（anionicring-openingpolymerization）的方法，以氢氧化钾为催化剂，聚乙二醇单甲醚（mPEG）为大分子起始剂进行环氧丙烷（PO）的开环聚合，得到亲水段为聚乙二醇，疏水段为聚丙二醇的两亲性嵌段共聚醚（mPEO-b-PPG）。改变PO与mPEG的投料比可以得到一系列PPO嵌段长度不等的mPEO-b-PPG，采用核磁共振氢谱和红外光谱表征聚合物的结构、相对分子质量及其分布，浊点测定。

合成的mPEO-b-PPG一侧端基是反应活性较低的羟基，在进一步的接枝修饰过程中，必须在较激烈的条件下才能够与其它基团反应，容易破坏被修饰物，因此，在不同嵌段分子量的聚乙二醇单甲醚的基础上，对其羟基进行活化，本次实验含羧基化、环氧化以及醛基化；活化后的产物具有更高的活性端基，并采用红外光谱以及核磁共振氢谱的方法来确定反应是否成功。

简述实验结果与讨论。

【关键词】嵌段共聚醚；聚乙二醇单甲醚；阴离子开环聚合；羟基活化

1前言

1.1聚醚

聚醚（又称聚乙二醇醚）是具有两亲性的醇类聚合物，分子中含有醚键（R-O-R），分子链至少有一端为羟基（-OH）。聚醚具有流动性、润滑性、无毒、无腐蚀性优点，使其成为工业上重要的高分子材料，同时也广泛应用于各种领域。随着技术的改进，环氧单体原料得到大量供应，环氧乙烷（EO）和环氧丙烷（PO）环氧化物开环聚合（ROP）生成的长链聚醚成为一类生产技艺高度成熟的重要聚合物，是富有前景的一类非离子表面活性剂。这些由亲水和疏水段组成的两亲性嵌段共聚物能够自组装成水凝胶，可用于纳米反应器、药物载体和多孔材料模板的制备，因此，进一步研究新型两亲性嵌段共聚醚的合成和自组装对拓展其应用前景具有重要意义。

1.1.1聚乙二醇

聚乙二醇（PEG）结构式为H(OCH2CH2)nOH。EO的高分子量聚合物通常被称为聚氧乙烯（PEO），而分子量低于30,000的聚合物被称为PEG[1]。

PEG具有生理惰性，因此在临床治疗中，都将其当作不影响药物药效的成分（通常会被忽略），但是随着研究的深入，PEG能够影响药物的稳定性以及释药速率，甚至影响药物外排泵动能，从而改变药物在体内的吸收、分布、代谢以及排泄[2]。必威体育精装版研究结果表明PEG400与黄芩苷共同给药后，可以改善小鼠耳肿胀以及足肿胀等的炎症状况，即PEG400引起了黄芩苷药代动力学行为的变化，进而改善抗炎效果[3]。各式各样的PEG应用，掀起了PEG的研究热潮，在如此的发展背景下，研究PEG的应用具有非常重大意义。

1.1.2聚乙二醇单甲醚

聚乙二醇单甲醚（mPEG）是具有广泛用途的一类聚醚高分子化合物，化学性质稳定，不与生物体反应，能在体内降解并排出体外，具有优异的生物相容性，不产生毒副作用。mPEG是PEG的一侧羟基被甲氧基取代后形成的聚合物，极性较大，并能够与水形成氢键，在水中溶解度较高。在mPEG的应用过程中，由于位于链末端的羟基活性太小，可以转化为较活泼的基团如氨基、羧基、对甲苯磺酸酯基、醛基和环氧基等，引入高活性端基官能团后可以大大提高其应用范围，使得在蛋白质合成、高分子合成以及药物缓释控释系统等多个领域均有广阔的应用前景[4,5]

{!!!INVALIDCITATION!!![4`,5],#0;Xiaohua,2012#34;West,2015#31;Morpurgo,1996#32}{Morpurgo,1996#32;Xiaohua,2012#36;West,2015#35}。例如，用于药物缓释系统的载体材料经过酯化、接枝共聚等方法改性后药物的延释效果明显提高，同时具有良好的生物相容性与生物可降解性。一些药物若直接静脉注射，释放集中、吸收快，会对人体产生头痛、恶心、盗汗、心悸等不良反应，凝胶注射药物缓释系统就可以有效解决这个问题。董广利等[8]设计合成了一种可降解星型聚L-乳酸-聚乙二醇单甲醚（PLLA-mPEG）共聚物水凝胶，在室温条件下为自由流动的溶胶态，当注射到体内后，温度上升，就会在注射的地方形成稳定的凝胶，可用于药物控释缓释系统。此水凝胶的凝胶化转变温度范围在20℃～66℃，转变温度随着聚合物中mPEG分子量增大逐渐提高。体外药物释放的实验结果表明：此复合水凝胶对其包载的药物缓释控释作用良好。

1.1.3聚醚的研究现状与前景

PEO-b-PPO-b-PEO三嵌段共聚物

研究最多的聚醚是泊洛沙姆（Poloxamers），一种非离子型三嵌段共聚物（PEO-b-PPO-b-PEO），如图1-1所示，中部是疏水的聚氧丙烯（PPO），链两侧连接亲水的PEO，商标名为Pluronics，是美