一种低成本磷脂聚合单体及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种聚合单体及其制备方法，尤其是一种低成本磷脂聚合单体及其制备方法。


背景技术：

2.磷脂存在于生物膜中，是构成生物膜的重要部分。人体内所有细胞主要以磷脂双分子层为其膜结构骨架，血红细胞膜内表面会引起血栓的形成，而其外表面则不会，这是由于脂质在膜两侧分布不对称造成的，膜内表面主要由磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺构成，而膜外表面则主要由卵磷脂构成。受此思想的启发，chapman等人于80年代中期用磷脂官能团直接把磷酰胆碱(pc)基团引人医用材料表面，得到了抗凝血性表面。后来人们就把在材料表面引人pc两性离子改善血液相容性的表面改性技术称为pc技术。
3.目前的pc技术主要是用甲基丙烯酸磷酰胆碱(mpc)单体的共聚物将pc基团引入到材料表面的。1990年，ishihara等对umeda等人的方法进行改进，被广泛应用，合成路线如下：
[0004][0005]
目前，世界范围内主要有为数不多的几家研究机构可提供mpc单体和一些共聚物。从2006年开始，国内也有相关研发机构小批量提供研究用mpc试样。现在大多数从事相关研究的实验室采用改进后的方法合成mpc单体。但是传统烯类磷酸胆碱(pc)单体的制备原料价格高，造成产品价格极高；而且，由于使用三甲胺作为开环剂，需要低温、耐压等相对苛刻的反应条件，过程较复杂。制备过程需要多种有机试剂，环境污染大。


技术实现要素：

[0006]
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种低成本磷脂聚合单体。
[0007]
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
[0008]
一种低成本磷脂聚合单体，所述磷脂聚合单体的结构式如下：
[0009][0010]
其中，r1为-h、-ch3中的一种；r2为-ch
2-、中的一种；r3、r4独自选自为-h、一单位负电荷中的一种。
[0011]
同时，本技术还提供一种上述低成本磷脂聚合单体的制备方法，包括如下步骤：
[0012]
(1)将甘油磷脂化合物溶于溶剂a，以高碘酸钠为氧化剂，在0～40℃反应5～50h，旋蒸除去溶剂，加入溶剂b搅拌2～4h，过滤除去不溶物，然后去除溶剂后得到醛基磷脂化合物；
[0013]
(2)将含伯氨基的烯类化合物溶于溶剂b，加入步骤(1)所得醛基磷脂化合物，在0～50℃下反应1～20h，得到磷脂聚合单体席夫碱溶液；
[0014]
(3)在步骤(2)所得磷脂聚合单体席夫碱溶液中加入还原剂，在0～50℃下反应1～20h，再加入有机溶剂析出磷脂聚合单体粗品，旋蒸除去溶剂，再将析出的磷脂聚合单体粗品溶于醇类溶剂，过滤除去不溶物，然后去除溶剂后得到磷脂聚合单体。
[0015]
优选地，步骤(1)、步骤(2)中所述溶剂a为水、甲醇、乙醇中的至少一种；溶剂b为甲醇、乙醇中的至少一种。
[0016]
优选地，步骤(1)中，步骤(1)中，所述甘油磷脂化合物的结构式为此结构含有甘油的基本结构单元，甘油端羟基取代，剩余邻位羟基，可在高碘酸钠的作用下反应得到醛基，同时可保留磷脂结构。
[0017]
优选地，步骤(2)中，含伯氨基的烯类化合物的结构式为此结构含有端伯氨基结构，可与步骤(1)所得醛基磷脂化合物进行还原胺化反应，产率较高，同时保留双键结构，可作为单体进行聚合反应。
[0018]
优选地，步骤(3)中，所述还原剂为硼氢化物衍生物，所述硼氢化物衍生物为三乙酰氧基硼氢化钠、氰基硼氢化钠、n,n-二甲氨基甲硼烷、2-甲基吡啶-n-甲硼烷、5-乙基-2-甲基吡啶-n-甲硼烷中的至少一种。
[0019]
优选地，步骤(2)中，所述含伯氨基的烯类化合物为含有伯氨基和双键两种基团的化合物，以及其相应的氢卤酸盐中的至少一种。
[0020]
优选地，所述步骤(1)中，甘油磷脂化合物、溶剂a、高碘酸钠的摩尔比为：甘油磷脂化合物：溶剂a：高碘酸钠＝1：(20～200)：(1～2)。在保证甘油磷脂化合物充分溶解和充分反应的情况下，尽量减少溶剂和高碘酸钠的使用量，可减轻产物后处理负担，同时，减少浪费。
[0021]
优选地，所述步骤(2)中，含伯氨基的烯类化合物与溶剂b的摩尔比为：含伯氨基的烯类化合物：溶剂b＝(1～10)：(20～200)。在保证烯类化合物充分溶解和充分反应的情况下，尽量减少溶剂的使用量，可减轻产物后处理负担，同时，减少浪费。
[0022]
所述步骤(3)中，磷脂聚合单体席夫碱溶液中单体、还原剂与有机溶剂的摩尔比为：磷脂席夫碱聚合单体：还原剂：有机溶剂＝1：(1～5)：(20～200)。在保证磷脂席夫碱聚合单体充分还原的情况下，尽量减少还原剂的使用量，可减轻产物后处理负担，同时，在保证磷脂还原聚合单体充分析出的情况下，尽量减少有机溶剂的使用量，减少环境污染和浪费。
[0023]
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
[0024]
本技术磷脂聚合单体的制备方法成本低、反应条件温和、污染小；制备所得磷脂聚合单体可进一步聚合得到具有仿生物磷脂结构的聚合物，同时也可以改善聚合物体系的热稳定性和润湿性，提高聚合物乳液在金属基材上的附着力和耐腐蚀性能。
附图说明
[0025]
图1为醛乙基磷酰胆碱(pcga)水合物的1h-nmr图。
[0026]
图2为丙烯酰胺乙基磷酰胆碱单体(mapc)的1h-nmr图。
[0027]
图3为丙烯酰胺乙基磷酰胆碱单体(mapc)的
31
p-nmr图。
[0028]
图4为烯丙胺乙基磷酰胆碱(aapc)的1h-nmr图。
[0029]
图5为烯丙胺乙基磷酰胆碱(aapc)的
31
p-nmr图。
[0030]
图6为含有不同涂层的医用pvc导管水接触角效果图。
具体实施方式
[0031]
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0032]
实施例1
[0033]
本发明所述低成本磷脂聚合单体的一种实施例，本实施例所述低成本磷脂聚合单体为丙烯酰胺乙基磷酰胆碱(mapc)，通过以下方法制备所得：
[0034]
首先称取甘油磷酰胆碱(gpc)5.15g，溶于5ml去离子水中，在0℃搅拌溶解1h，加入4.27g高碘酸钠，在0℃继续搅拌24h，然后在50℃下旋转蒸发除水，在干燥的产物里面加入甲醇100ml，过滤除去不溶物，然后旋转蒸发除去甲醇，得到醛乙基磷酰胆碱(pcga)；
[0035]
然后称取丙烯酰胺2.13g，溶于100ml甲醇，加入pcga 2.57g，0℃回流搅拌反应2h；加入n,n-二甲氨基甲硼烷1.18g，室温继续反应5h，旋蒸除去溶剂，加入丙酮50ml，析出粗产物，过滤，将固体加入50ml乙醇中，再次过滤，除去不溶物，然后旋转蒸发除去乙醇，即得到丙烯酰胺乙基磷酰胆碱(mapc)。
[0036]
实施例2
[0037]
本发明所述低成本磷脂聚合单体的一种实施例，本实施例所述低成本磷脂聚合单体为烯丙胺乙基磷酰胆碱的制备(aapc)，通过以下方法制备所得：
[0038]
按照实施例1的方法制备醛乙基磷酰胆碱(pcga)。
[0039]
然后称取烯丙胺盐酸盐1.90g，溶于5ml水，加入pcga 1.29g，50℃搅拌反应3h，加入氰基硼氢化钠1.89g，室温继续反应20h，旋蒸除去溶剂，加入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)30ml，析出粗产物，过滤，将固体加入100ml乙醇中，再次过滤，除去不溶物，然后旋转蒸发除去乙醇，即得到烯丙胺乙基磷酰胆碱(aapc)。
[0040]
实施例3
[0041]
本实施例所述低成本磷脂聚合物在医用导管涂层中的应用，通过以下方法制备所得：
[0042]
(1)将实施例1制备的丙烯酰胺乙基磷酰胆碱(mapc)和n,n'-亚甲基双丙烯酰胺混合配制为混合溶液，通入氮气除氧30min；混合溶液中mapc的质量分数为5％，n,n'-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为0.008％；
[0043]
(2)剪取一段pvc导管，通入o
3 30min，将上述配好的混合溶液加入其中，再加入2.0μl n,n,n',n'-四甲基乙二胺和2.0μl质量分数为10％的过硫酸铵溶液，迅速闭合导管，置于蠕动泵中转动过夜，除去导管内溶剂，用去离子水冲洗后在60℃烘箱干燥4h，得到带有两性离子涂层的医用导管。
[0044]
附图1为本技术所得醛乙基磷酰胆碱(pcga)水合物的1h-nmr图，从附图1可以看出，由于pcga中的醛基极易发生水合反应，所以在核磁谱图中并没有发现醛基氢的核磁共振峰，而是在δ＝5.08ppm处出现了醛基水合分子ca中h的三重共振峰，这也充分说明了醛基确实是以水合形式存在的；其中，δ＝4.23ppm处对应cb中h的核磁共振峰，δ＝3.72ppm处对应cc中h的核磁共振峰，δ＝3.58ppm处对应cd中h的核磁共振峰，δ＝3.25ppm处对应ce中h的核磁共振峰，δ＝3.13ppm处对应cf中h的核磁共振峰。
[0045]
附图2为本技术所得丙烯酰胺乙基磷酰胆碱(mapc)的1h-nmr图，从附图2可以看出，在δ＝5.08ppm处出现了醛基水合分子ca中h的三重共振峰消失，在δ＝6.09～6.14ppm以及δ＝5.66～5.69ppm出现了丙烯酰胺双键的特征吸收峰，其中，δ＝4.17ppm处对应ce中h的核磁共振峰，δ＝3.79～3.83ppm处对应cd中h的核磁共振峰，δ＝3.60～3.62ppm处对应cf中h的核磁共振峰，δ＝3.49～3.54ppm处对应cc中h的核磁共振峰，δ＝3.08ppm处对应cg中h的核磁共振峰。
[0046]
附图3为本技术所得烯丙胺乙基磷酰胆碱(mapc)的
31
p-nmr图，从附图1可以看出，δ＝-0.18ppm磷脂基团的核磁特征吸收峰，产物较为单一。
[0047]
图4为烯丙胺乙基磷酰胆碱(aapc)的1h-nmr图，从附图4可以看出，在δ＝5.08ppm处出现了醛基水合分子ca中h的三重共振峰消失，在δ＝5.87～5.92ppm以及δ＝5.03～5.13ppm出现了丙烯胺双键的特征吸收峰，其中，δ＝4.22ppm处对应cf中h的核磁共振峰，δ＝3.85～3.87ppm处对应ce中h的核磁共振峰，δ＝3.65～3.67ppm处对应cg中h的核磁共振峰，δ＝3.57～3.59ppm处对应cc中h的核磁共振峰，δ＝3.17～3.18ppm处对应cd中h的核磁共振峰，δ＝3.13ppm处对应cg中h的核磁共振峰。
[0048]
图5为烯丙胺乙基磷酰胆碱(aapc)的
31
p-nmr图，从附图5可以看出，δ＝-0.23ppm磷脂基团的核磁特征吸收峰，产物较为单一。
[0049]
附图6为含有不同涂层的医用导管水接触角效果图，其中，图a为未处理的pvc导管；图b为含有聚丙烯酰胺涂层的pvc导管，其中聚丙烯酰胺与实施例3中的胆碱单体聚合物同等浓度；图c为含有胆碱单体聚合物涂层的pvc导管，即实施例3制备的pvc导管。图a、b和c的接触角分别为108.5
°±
3.5
°
、65.4
°±
2.2
°
、30.1
°±
2.5
°
。由图中可以看出，合成的磷酸胆碱单体聚合物涂层对pvc医用导管的浸润性改善效果明显。
[0050]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。