脂肪族聚酯均聚物及嵌段共聚物的设计与合成

摘要

脂肪族聚酯材料具有优异的可降解性和生物相容性，引起了众多研究者的关注，其在生活中和生物医药方面取得了广泛的应用，包括食品包装、农用地膜、药物载体、基因工程、组织工程、手术缝合线等。目前脂肪族聚酯的合成以含锡金属催化剂为主，但其潜在的高毒性限制了聚酯产品在生物医药方面的应用。开发新型无毒/低毒催化剂具有重要的科学意义。本文围绕绿色、无毒、环保型催化剂催化环状内脂单体开环聚合制备脂肪族聚酯，开展了以下两个方面的研究： 1. 使用绿色、无毒的FeCl3催化己内酯（PCL）、戊内酯（PVL）的开环聚合：用无水FeCl3溶液聚合法催化合成了PCL，核磁证明了单体可以100%转化；GPC证明了分子量分布（PDI）在1.08-1.14之间，相对于本体聚合有明显的降低；反应动力学表明无水 FeCl3催化己内酯开环聚合表现出可控的性质；还研究了反应温度、反应时间、反应溶剂、催化剂的量等因素对聚合的影响；同时也发现无水FeCl3也能催化合成PVL。 2. 使用环状磷腈碱催化剂（CTPB）、甲醇钾、氢化钠、醇钠为催化剂，合成聚乙二醇-b-聚（γ-丁内酯）（PEG-b-PBL）两亲性嵌段共聚物：核磁、红外和质谱证明了PEG2k-PBL的成功合成。实验表明，使用CTPB作为催化剂时，CTPB与DCM相互作用减弱了聚合活性，温度越高作用越强。使用KOMe、NaH作为催化剂时，存在多活性引发机理，产物除了 PEG2k-PBL外还有大量 PBL均聚物；PEG2k-ONa作为催化剂时，得到的聚合物分子量可控性较高，若同时加入脲在聚合体系中，可以降低聚合物的PDI；在前面实验的基础上，进一步合成了PEG5k-PBL两嵌段和PBL-PEG-PBL三嵌段共聚物。PEG-b-PBL两亲性嵌段共聚物具有良好的生物相容性，在药物递送和组织工程等生物医药领域具有潜在应用。

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