医用生物降解遥爪共聚物的合成与表征

论文摘要

本文合成了一种新型医用生物降解遥爪共聚物,反应共包括三步:1)端羟基乙丙交酯共聚物（PLGA）的合成,2)氨基保护基聚合物的合成,3)端氨基遥爪共聚物的合成。同时采用红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）、差示扫描量热（DSC）等方法对产物的结构和热性能进行了系统表征。首先,我们以乙交酯和丙交酯为起始原料,采用开环聚合的方法得到了一系列端羟基乙丙交酯共聚物（PLGA）,通过正交试验对PLGA的合成条件进行了研究,考察了原料配比、催化剂用量、共引发剂用量及反应时间等因素对产物收率的影响,结果显示:在反应温度为113℃,恒温反应12 h的条件下,催化剂（辛酸亚锡）的用量为130μL,共引发剂（1, 4丁二醇）的用量为284μL,单体配比（乙交酯（GA）、丙交酯（LA）的物质的量的比）为1:1时,PLGA的收率达35%。红外图谱和核磁共振结果都证明了所得的产物为PLGA,DSC结果显示:PLGA为非晶聚合物,其玻璃化转变温度随着共引发剂用量的增加而降低。另外,以PLGA为原料,以N1, N2-双（叔丁氧羰基）-L-赖氨酸为保护剂,合成了氨基保护基聚合物,考察了原料配比、催化剂用量、偶联剂用量及反应时间等因素对产物收率的影响,实验表明:在反应温度为2025℃,原料配比为3:1,偶联剂（1, 3-二异丙基碳化二亚胺）用量为0.2188 g,催化剂（4-二甲氨基吡啶4-甲苯磺酸）用量为0.164 g的条件下,产物收率达53.6%。红外图谱和核磁结果都证明了所得的产物为氨基保护基聚合物,DSC结果显示:产物为非晶聚合物,与PLGA相比,其玻璃化转变温度有所提高,主要是由于分子链的柔顺性有所降低。最后,脱去氨基保护基聚合物上的保护基（叔丁氧羰基）,得到了端氨基遥爪共聚物,考察了三氟乙酸（TFA）用量、反应时间和反应温度等因素对产物收率的影响。结果表明:在反应温度为0℃,TFA用量为3 mL/g聚合物,反应时间为4 h,产物收率达52%。红外图谱和核磁结果都证明了所得的产物为端氨基遥爪共聚物,DSC结果表明,产物为非晶聚合物,为以后合成生物降解弹性体材料奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 可降解生物材料的分类
• 1.3 可降解生物材料的研究进展
• 1.3.1 聚（羟基乙酸）
• 1.3.2 聚（乳酸）
• 1.3.3 聚乙丙交酯
• 1.3.4 聚（己内酯）
• 1.3.5 聚（三甲基碳酸酯）
• 1.3.6 聚（原酸酯）
• 1.3.7 聚（丙烯富马酸酯）
• 1.3.8 聚（烷基氰基丙烯酸酯）
• 1.3.9 聚（磷酸酯）
• 1.3.10 聚酐
• 1.3.11 磷腈
• 1.4 本课题合成路线的确定
• 1.5 本课题研究的目的及意义
• 第2章 主要原料及合成路线的设计
• 2.1 主要原料
• 2.1.1 乙交酯
• 2.1.2 丙交酯
• 2.1.3 1,4-丁二醇
• 2.1.4 辛酸亚锡
• 1, N₂-双（叔丁氧羰基）-L-赖氨酸二环己铵（DCHA）'>2.1.5 N₁, N₂-双（叔丁氧羰基）-L-赖氨酸二环己铵（DCHA）
• 2.1.6 三氟乙酸
• 2.2 合成路线的设计
• 2.2.1 端羟基聚合物的合成
• 2.2.2 氨保护基聚合物的合成
• 2.2.3 端氨基遥爪共聚物的合成
• 2.3 遥爪共聚物的分析表征
• 2.4 本章小结
• 第3章 端羟基聚合物的合成
• 3.1 仪器设备与实验原料
• 3.1.1 仪器设备
• 3.1.2 实验原料
• 3.2 实验过程
• 3.2.1 无水甲苯的处理
• 3.2.2 端羟基乙丙交酯共聚物（PLGA）的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 多因素正交试验
• 3.3.2 单因素影响实验
• 3.3.3 反应时间对PLGA 收率的影响
• 3.3.4 端羟基乙丙交酯共聚物（PLGA）的结构表征
• 3.3.5 PLGA 的热性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 氨基保护基聚合物的合成
• 4.1 实验设备与实验试剂
• 4.1.1 实验设备
• 4.1.2 实验试剂
• 4.2 实验过程
• 4.2.1 4-（二甲氨基）吡啶4-甲苯磺酸盐（DPTS）的制备
• 1, N₂-双（叔丁氧羰基）-L-赖氨酸的分离'>4.2.2 N₁, N₂-双（叔丁氧羰基）-L-赖氨酸的分离
• 4.2.3 氨基保护基聚合物的合成
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 多因素正交试验
• 4.3.2 单因素影响实验
• 4.3.3 其它反应条件的确定
• 4.3.4 氨基保护基聚合物的结构表征
• 4.4 氨基保护基聚合物的热性能
• 4.5 本章小结
• 第5章 端氨基遥爪共聚物的合成
• 5.1 实验仪器与实验试剂
• 5.1.1 实验仪器
• 5.1.2 实验试剂
• 5.2 实验过程
• 5.2.1 脱保护反应
• 5.2.2 端氨基遥爪共聚物的分离
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 三氟乙酸用量对产物收率的影响
• 5.3.2 反应时间对产物收率的影响
• 5.3.3 端氨基遥爪共聚物的结构表征
• 5.4 端氨基遥爪共聚物的热性能
• 5.5 本章小结
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 致谢