第４５卷第４期 ２０１５年７月 河南大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．４ Ｊｕ１．２ｏ１５ 两亲性嵌段共聚物聚乙二醇一聚天冬氨酸苄酯 的合成与表征 陈永超 ，蒲晓辉 ，宗兰兰。，李晓花 ，杨强 ，刘彤 ， 吴雪记 ，袁琦 ，白锋 （１．河南大学药学院，河南开封４７５００４； ２．河南大学特种功能材料教育部重点实验室，河南开封４７５００４） 摘要：利用Ｌ一天冬氨酸和苯甲醇反应，合成Ｌ一天冬氨酸苄酯（ＢＬＡ），再与三聚光气反应制备Ｎ一羧基一Ｌ一天冬氨 酸一苄酯一环内酸酐（ＢＬＡ—ＮＣＡ）．以甲氧基聚乙二醇胺（ＭＰＥＧ－ＮＨ ）为引发剂，引发ＮＣＡ开环聚合，合成了不同分 子量的聚乙二醇一聚天冬氨酸苄酯两亲性嵌段共聚物．利用核磁、红外、荧光分光光度计等仪器对共聚物结构及理 化性质进行了表征．结果表明：核磁、红外图谱证明合成所得聚合物均为嵌段结构，调整ＭＰＥＧ—ＮＨ 与ＮＣＡ的投 料比合成了三种不同相对分子质量与ｌ临界胶束浓度（ＣＭＣ）的嵌段共聚物，这为进一步研究不同性质的聚合物对药 物纳米粒子的稳定作用奠定了基础． 关键词：ＮＣＡ；ＢＬＡ ＮＣＡ；两亲性嵌段共聚物；临界胶束浓度 中图分类号：０６３３．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３～４９７８（２０１５）０４～０４１Ｏ—Ｏ７ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｐｈｉｐｈｉｌｉｃ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ ｏｆ Ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏ１）一Ｐｏｌｙ（Ｊ８｝一ｂｅｎｚｙｌ—Ｌ－ａｓｐａｒｔｉｃ） ＣＨＥＮ Ｙｏｎｇｃｈａｏ ，ＰＵ Ｘｉａｏｈｕｉ ’ ，ＺＯＮＧ Ｉ ａｎｌａｎ ，ＬＩ Ｘｉａｏｈｕａ ，ＹＡＮＧ Ｑｉａｎｇ ， ＬＩＵ Ｔｏｎｇ ，ＷＵ Ｘｕｅｊｉ ，ＹＵＡＮ Ｑｉ ，ＢＡＩ Ｆｅｎｇ （１．Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋａ ｎｇ ４７５００４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ．Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｎａｎ Ｋａｉｆｅｎｇ ４７５００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｆｌ＿Ｂｅｎｚｙｌ Ｌ—ａｓｐａｒｔｉｃ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌ—ａｓｐａｒｔｉｃ ａｎｄ ｂｅｎｚｙｌ ａｌｃｏｈｏ１．Ｎ—ｃａｒｂｏｘｙ－ｌｆ—ｂｅｎｚｙｌ— Ｌ—ａｓｐａｒｔｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ（ＢＬＡ ＮＣＡ）ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｆｒｏｍ口ｂｅｎｚｙｌ—Ｌ—ａｓｐａｒｔｉｃ ａｎｄ ｔｒｉｐｈｏｓｇｅｎｅ．Ａｍｉｎｅ～ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏ１）ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ（ＭＰＥＧ－ＮＨ ２）ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｉｎｉｔｉａｔｏｒ，ｉ‘ｎｉ—ｔｉａｔｉ’ｎｇ ＮＣＡ ｒｉｎｇ ｏｐｅｎｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｔＯ ｐｒｏｄｕｃｅ ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏ１）ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ ｐｏｌｙ（ｌｆ—ｂｅｎｚｙｌ Ｌ ａｓｐａｒｔｉｃ）（ＰＥＧ ＰＢＬＡ）ｄｉｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔｓ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ ｗｅｒｅ ａｔｔｅｓｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｈ ＮＭＲ，ＩＲ ａｎｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｈａｄ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｂｌｏｃｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｔｈｅ ＮＭＲ ａｎｄ ＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｊ ｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｅｄ ｒａｔｉｏ ｂｅｔｗｅｅｎ ＭＰＥＧ—ＮＨ ２ ａｎｄ ＮＣＡ ｂｒｏｕｇｈｔ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｌｏｃｋ ｅｏｐｏｌｙｍｅｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｍｉｃｅｌｌｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ＣＭＣ）．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｌａｉｄ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄｗｏｒｋ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｕｇ ｐｏｌｙｍｅｒ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＮＣＡ：ＢＬＡ—ＮＣＡ；ａｍｐｈｉｐｈｉｌｉｃ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ；ＣＭＣ 聚天冬氨酸是天冬氨酸的环内酸酐开环聚合的产物，是一类具有低毒、生物相容性好、容易被机体吸收 和代谢等优点的生物降解高分子，因此在药物控释Ⅲ、组织工程 。 等方面具有广泛的应用．聚乙二醇（ＰＥＧ） 收稿日期：２０１５－０３—０３ 基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ１３０４８２６）；河南省教育厅科学技术研究重点项目（１３Ａ３５００９２；１４Ａ３５０００３； １４Ｂ３５００１２） 作者简介：陈永超（１９８９一），男，硕士，主要从事纳米材料的设计及其应用・Ｅ ｍａｉｌ：９８２２０９３１５＠ｑｑ．ｃｏｒｎ ＊通信作者，Ｅ ｍａｉｌ：ｐｇｈ４２５＠１６３．ＣＯｒｎ 陈永超，等：两亲性嵌段共聚物聚乙二醇一聚天冬氨酸苄酯的合成与表征 ４１１ 具有无毒、无免疫原性、优良的血液相容性＿＿３］、极好的亲水性，被广泛应用在药学和生物医用材料中［４］．本文 合成的聚乙二醇一聚天冬氨酸苄酯嵌段共聚物不仅兼具两者的优点，还具有亲疏水微相分离结构，因此将其 用于缓释控释药物载体和可降解生物医用材料具有极好的应用前景． 目前制备天冬氨酸类共聚物的方法主要有三种：一种是ＮＣＡ（Ｎ—ｃａｒｂｏｘｙａｎｈｙｄｒｉｄｅ）法，另一种ｌ＿５ 是先 由天冬氨酸热缩聚合成聚琥珀酰亚胺（ＰＳＩ），再将ＰＳＩ在碱性溶液中水解，并将得到的聚天冬氨酸盐分离与 纯化．该反应多在有酸性催化剂的条件下进行，反应温度为１６０～２６０℃，相对分子质量多分布于１ ０００～ ４ ５００．第三种方法是以顺丁烯二酸酐（马来酸酐）、马来酸、富马酸为原料齐聚或共聚生成聚琥珀酰亚胺．马 来酸酐、马来酸、富马酸及其衍生物与能释放出ＮＨ。的含氮化合物，在７０～１７０℃及５０～３００ ｋＰａ条件下， 反应生成马来酸铵盐和天冬氨酸及其盐的混合物，该混合物再在常压或减压（１．３３ ｋＰａ）及酸性催化剂存在下 于１４０～３Ｏ０℃热聚制得聚琥珀酰亚胺，反应过程中需通人Ｎ ．后两种方法在反应过程中均需要较高的温 度，反应条件苛刻，步骤繁多且得到的聚合物分子量较小．ＮＣＡ法制备天冬氨酸类共聚物的技术已经比较 成熟，反应速度很快，合成周期短．得到了大量不同分子量不同组分的天冬氨酸类共聚物，而且实验操作简 便、过程安全、产物处理方便，因此本实验采用第一种方法制备天冬氨酸类共聚物． 本文采用ＮＣＡ法合成了聚天冬氨酸苄酯一ＰＥＧ共聚物，并在文献的基础上对苄酯合成中催化剂的种类 和重结晶方法进行了改进，以提高实验操作的安全性和产率，并且减少副反应的发生而降低成本．在制备 ＮＣＡ时还考察了微量水分对实验结果的影响，结果发现水分的含量是影响实验成败的关键因素．最后作者 通过调整投料比合成了不同链长的聚合物，考察了聚合物的链长对聚合物ＣＭＣ的影响，为后续缓控释载药 系统的研究提供科学依据． １ 实验部分 １．１试剂和仪器 Ｌ一天冬氨酸（生化试剂，上海楷洋生物技术有限公司）；三聚光气（化学纯，上海睿腾化工有限公司）；透析 袋（上海绿鸟科技发展有限公司）．苯甲醇；浓盐酸；无水乙醇；三乙胺；四氢呋喃（金属钠回流干燥）；石油醚 （金属钠回流干燥）；正己烷（氢化钙回流干燥）；二氯甲烷（氢化钙回流干燥）；无水乙醚；甲氧基聚乙二醇胺 （ＭＰＥＧ—ＮＨ ）等均为市售分析纯试剂． ＡＶＡＴＡＲ３６０型傅立叶变换红外光谱仪（美国）；ＡＶＡＮＣＥ ４００核磁共振谱仪（瑞士）；ＤＡＭＮ ＥＯＳ凝 胶渗透色谱（美国）；Ｆ ７０００荧光分光光度计（日本）． １．２ Ｌ一天冬氨酸苄酯的合成 称取２１．６ ｇ（０．１６ ｔｏｏ１）Ｌ一天冬氨酸于２５０ ｍＩ 三口瓶中，加入１２０ ｍＬ苯甲醇．反应温度设定为６５℃，当 温度达到６５℃时逐滴滴加浓盐酸１５ ｍＩ ，滴加完毕后将反应温度调为７０。Ｃ．待反应３ ｈ后旋蒸除水１ ｈ，旋 蒸温度６５℃，旋蒸结束后补加７．５ ｍＬ浓盐酸继续反应．待反应完全后，用冰水浴冷却反应液，加入４００ ｍＬ 无水乙醇，再用三乙胺调ｐＨ至６，析出白色沉淀，并用大量乙醇、丙酮洗涤，得粗品．将粗品于４０℃下干燥， 粗品用７０℃热水重结晶，得白色固体ＢＩ Ａ １９．９ ｇ（０．０９ ｍｏ１），产率５５ ． １．３ Ｌ－天冬氨酸苄酯－ＮＣＡ的制备 称取ＢＬＡ ４．４６ ｇ（２０ ｍｍｏ１）加入到１００ ｍＩ 三颈瓶中，通人Ｎ ５ ｍｉｎ后加入６０ ｍＬ无水四氢呋哺，升温 至４ｏ℃后加入２．９７ ｇ（１０ ｍｍｏ１）三聚光气，保持Ｎ 环境．反应停止后向反应液中缓慢加人五倍量的无水石 油醚，～２Ｏ℃放置过夜，过滤得白色针状结晶，４０℃真空干燥２４ ｈ得粗品．粗品经四氢呋喃／正己烷（１：３， ／ ）重结晶并真空干燥得产物４．Ｏ３ ｇ（１６ ｍｍｏ１），产率８１ ． １．４聚乙二醇一聚天冬氨酸苄酯嵌段共聚物的合成 将ＢＩ Ａ－ＮＣＡ，ＭＰＥＧ—ＮＨ 加入反应瓶，然后加入适量无水二氯甲烷（ＮＣＡ单体的二氯甲烷质量分数为 ５ ），Ｉ 一天冬氨酸苄酯一ＮＣＡ单体与引发剂ＭＰＥＧ—ＮＨ 的物质的量之比分别为１０／１、２５／１、５０／１．在室温、 Ｎ。保护、低速搅拌下反应７２ ｈ．然后将反应液倒入过量的无水乙醚中沉淀，一２Ｏ℃放置过夜，过滤，用无水 乙醚洗涤，４ｏ℃真空干燥得粗品．粗品经二氯甲烷／无水乙醚重结晶得浅黄色至白色蜡状固体，产率８５ ． １．５共聚物临界胶束浓度的测定 称量２０ ｍｇ的聚合物１、２、３（Ｌ－天冬氨酸苄酯－ＮＣＡ单体与引发剂ＭＰＥＧ—ＮＨ：的物质的量之比分别为 ４１２ 河南大学学报（自然科学版），２０１５年，第４５卷第４期 １０／１、２５／１、５０／１）分别置于１００ ｍＩ 茄形瓶中，瓶中各加４０ ｍＬ ＤＭＦ，并在高速搅拌下缓慢加入１０ ｍＩ 蒸馏 水，然后取１０ ｍＩ 溶液放人透析袋（透析袋截留量２ ＫＤ），在１ Ｌ烧杯中透析４８ ｈ，透析液为蒸馏水，透析过 程中每隔４ ｈ更换一次蒸馏水每次更换量为１ Ｌ．透析完成后聚合物溶液以３ ０００ ｒ／ｒａｉｎ离心３０ ｒａｉｎ，并用 ０．４５ ｍ的滤膜过滤得到略带蓝色乳光的胶束溶液，将其用蒸馏水稀释成不同浓度，分别加人到盛有预先配 好的芘一丙酮溶液的棕色瓶中（芘的最终浓度６×１０＿。ｍｏｌ／Ｌ），超声１５ ｍｉｎ并在３７℃下恒温振荡器中孵育 ２４ ｈ．测得聚合物１、２、３的ＣＭＣ分别是３．３６×１０～、５．６１×１０ 和１．２９×１０一ｍｏｌ／Ｌ． １．６仪器表征 采用ＫＢｒ压片法，用ＡＶＡＴＡＲ３６０型傅立叶变换红外光谱仪测定红外光谱；用ＡＶＡＮＣＥ ４００核磁共 振谱仪测定各样品的氢谱，溶剂为ＣＤＣ１。或ＤＭＳＯ，内标为ＴＭＳ，温度２５℃；用Ｆ ７０００荧光分光光度计测 定聚合物的临界胶束浓度，芘作荧光探针． ２结果与讨论 ２．１结构表征 ２．１．１ Ｌ一天冬氨酸苄酯的红外光谱 如图１所示：苄酯中伯胺基的吸收峰出现的波数在３ ４４９ ｃｍ 处；当波数在３ ２５０～２ ２５０ ｃｍ 时，代表 的是氨基酸的内盐；苄酯中羰基的吸收峰出现在波数为１ ７３６ ｃｍ 处；苯环上碳骨架的吸收峰分别在１ ６５６， １ ６２５和１ ５９９ ｃｒｎ 处．由此，可初步判断所得产物为ＢＬＡ． 图１ ＢＬＡ的红外谱图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ＢＬＡ ２．１．２ Ｉ 一天冬氨酸苄酯一ＮＣＡ的表征 如图２所示：ＮＣＡ中一ＮＨ一的吸收峰出现在３ ３０９ ｃｍ 处；一ＣＨ～的吸收峰出现在２ ９７３ ｃｍ 处；酐 键中的羰基吸收峰在１ ８６３ ｃｍ 处（文献值ｌ ８６４ ｃｍ ）Ｅ６］；酰胺键中羰基的吸收峰出现在１ ７８６ ｃｍ 处（文 献值１ ７８７ ｃｍ ） ；酯键中羰基吸收峰出现在１ ７２７ ｃｍ 处（文献值１ ７２３ ｃｒｎ ）Ｅ６３．由此，可初步判断所得 产物为ＢＬＡ—ＮＣＡ． 如图３所示：氨基上Ｈ原子的吸收峰在８．９８处（ａ）（文献值８．９９）［７ ；７．３６（ｅ）附近的峰代表苯环上的Ｈ原 子；苄酯上Ｈ原子的吸收峰出现在５．１３（ｄ）处（文献值５．１～５．２）ｌ８ｊ；４．６９（ｂ）处（文献值４．７１）Ｅ７３的峰代表次甲 基Ｈ原子；２．９１和３．０６（ｃ）处的对称二重峰代表亚甲基Ｈ原子．根据图２、３可以判断产物即为ＢＩ Ａ—ＮＣＡ． ２．１．３聚乙二醇聚天冬氨酸苄酯嵌段共聚物的表征 图４中Ｂ、Ｃ、Ｄ分别是聚合物（Ｌ一天冬氨酸苄酯ＮＣＡ单体与引发剂ＭＰＥＧ—ＮＨ 的物质的量之比为ｌＯ／ １、２５／１、５ｏ／１）的红外谱图．１ １１３（ｃ—Ｏ—ｃ伸缩振动）和２ ８７８ ｃｍ （ｃ—Ｈ伸缩振动）处为两个强的ＰＥＧ 陈永超，等：两亲性嵌段共聚物聚乙二醇一聚天冬氨酸苄酯的合成与表征 ４ｌ３ 图２ ＢＬＡ—ＮＣＡ的红外谱图 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ＢＬＡ—ＮＣＡ 图８ ＢＬＡ－ＮＣＡ的 Ｈ—ＮＭＲ Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ Ｈ ＮＭＲ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ＢＬＡ ＮＣＡ ｉｎ ＤＭＳＯ 特征峰，表明共聚物中存在ＰＥＧ链段；在１ ６５９ ＣｌＴＩ 处的吸收峰为共聚物中酰胺段的ｕ ： 吸收峰（酰胺Ｉ 带），１ ５５４ ｃｍ 处为酰胺Ⅱ带的吸收峰，是Ｎ—Ｈ弯曲振动（ 一 ）和Ｃ—Ｎ伸缩振动的组合吸收；１ ７４０ ｃｍ 为酯键中羰基吸收峰；而ＮＣＡ分子中两个羰基在１ ８６３和１ ７８６ ｃｍ 处的吸收峰消失，由此，可初步判 断共聚物已经生成． 聚合物的 Ｈ—ＮＭＲ图如图５所示：３．３８（ａ），３．６４（ｂ）处的吸收峰分别代表引发剂ＭＰＥＧ—ＮＨ 中甲氧基 Ｈ原子和亚甲基Ｈ原子的化学位移；８．８６（ｃ）处宽的吸收峰是酰胺段中ＮＨ质子的特征化学位移；４．２８（ｄ） 处的吸收峰代表ＰＢＬＡ链段中次甲基Ｈ原子的化学位移；２．６８，２．８８（ｅ）处的对称吸收峰代表亚甲基Ｈ原子 的化学位移；５．１３（ｆ）附近的吸收峰代表苄基中亚甲基Ｈ原子的化学位移；７．２６（ｈ）附近的吸收峰代表苯环上 Ｈ原子的化学位移．图５表明产物中确实存在ＰＥＧ和ＰＢＩ Ａ链段，最终判断共聚物已经生成． 用荧光分光光度计测定各样品在３７３ ｎｍ（ ）和３８４ ｎｍ（ 。）的激发光强度，以３７３和３８４ ｎｍ处的激发 光强度的比值（ 。／ｉ ）对ＰＥＧ—ＰＢＬＡ溶液浓度的对数值作图，曲线拐点处的胶束溶液浓度即为ＰＥＧ—ＰＢＬＡ ４１４ 河南大学学报（自然科学版），２０１５年，第４５卷第４期 （ Ｈ 。＿（ｃＨ —ｃＨ２。｝ 。Ｈ ｃＨ Ｈ＿｝ ——ｉ：：ｊ ：： ／ ＨＣＨ ４ ０００ ３ ５００ ３ ０００ ２ ５００ ２ ０００ １ ５００ １ ０００ ５００ Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ／ｃｍ‘ 图４ ＰＥＧ－ＰＢＬＡ的红外谱图 Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ＰＥＧ—ＰＢＬＡ 图５ ＰＥＧ ＰＢＬＡ的 Ｈ—ＮＭＲ Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ Ｈ ＮＭＲ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ＰＥＧ—ＰＢＬＡ ｉｎ ＣＤＣ１。 的临界胶束浓度．图６为聚合物３（ＢＩ Ａ—ＮＣＡ单体与引发剂ＭＰＥＧ—ＮＨｚ的物质的量之比为５０／１所制备的 胶束）的激发光强度比值与ＰＥＧ—ＰＢＬＡ的浓度对数值的关系图，由此图计算出聚合物３的临界胶束浓度为 １．２９×１０一ｍｏｌ／Ｌ．利用此法计算出聚合物１、２的临界胶束浓度分别为３．３６×１Ｏ 和５．６１×１０～ｍｏｌ／Ｉ ． ２．２讨论 ２．２．１ 酯化反应 以Ｉ 一天冬氨酸为原料，苯甲醇为反应溶剂，浓盐酸为催化剂，制备ＢＩ Ａ是一个简单的酯化反应（图７）． 作者还参考文献＿ｇ］方法采用浓硫酸作为催化剂，经过多次实验发现，采用浓硫酸作为催化剂时得到的产物均 有发黑的现象，这可能是因为浓硫酸具有较强的氧化性导致产物被碳化而发黑．后来将催化剂更换为浓盐 酸后，所得到的产物没有发黑现象．而且浓硫酸使用时操作危险性大于浓盐酸，因此更换催化剂后可以提高 安全性，并避免了因使用浓硫酸而导致产物的碳化．通过查阅资料可知 —ＣＯＯＨ的活性大于ａ—ＣＯＯＨ，温 度低于７０℃时ａ—ＣＯｏＨ基本不反应，温度超过７Ｏ℃时ａ—ＣＯＯＨ也会酯化，使后面的环化反应难以进行． 陈永超，等：两亲性嵌段共聚物聚乙二醇聚天冬氨酸苄酯的合成与表征 ４１５ 一＝ ｒ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ －４．０ －３．５ －３．０ －２．５ —２．０ 一１．５ —１．０ ｌ 图６ ＰＥＧ—ＰＢＬＡ共聚物的临界胶束浓度 Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｍｉｃｅｌｌｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ ｏｆ ＰＥＧ—ＰＢＬＡ 若反应温度过低，则反应时间延长，导致 一ＣＯＯＨ反应不充分，造成产率过低．因此将反应温度控制在７Ｏ℃ 较为适宜．在苄酯重结晶时采用高温溶解低温析出的方法，理论上温度越低析出结晶越多，即产率越高，而 水在低于０℃时会结冰而了结晶的分离，所以影响了重结晶温度的进一步降低．通过实验发现无水乙 醇可以降低水的冰点，向溶解后的苄酯中添加适量无水乙醇使混合液的冰点在一２０℃，结果发现在０℃、 ２０℃时重结晶产率分别为４０ 和６０ ，由此可知在重结晶操作中添加无水乙醇降低水冰点的方法可以 显著提高酯化反应的产率． ２．２．２ Ｉ 一天冬氨酸苄酯一ＮＣＡ 合成ＮＣＡ的传统方法是将光气和氨基酸反应，光气具有剧毒，对人体危害性极大口 ．双光气——氯甲 酸三氯甲酯（ＣｌＣＯＯＣＣｌ。）常温下为无色透明液体，可溶于大多数有机溶剂，室温下不易分解，高温下分解缓 慢，可利用Ｃ１ＣＯＯＣＣ１。合成ＮＣＡ，但是其状态为液体，不易于运输、贮藏，且其本身具有高毒性．三聚光气 （ＢＴＣ）——二（三氯甲基）碳酸酯（Ｃ１。ＣＯＣＯＯＣＣ１。），为固体结晶，状态稳定，毒性小，便于贮藏，使用过程中 安全系数高，光气化反应在较低温度下也可以实现，因此本实验采用三聚光气法制备ＢＬＡ—ＮＣＡ（图７）．制 备的ＮＣＡ在空气中遇水分和ＣＯ ｚ很容易发生开环聚合而导致变质，所以在制备的过程中一定确保整个过 程无水无氧操作，反应原料Ｉ 一天冬氨酸苄酯和三聚光气在使用前除尽其微量水分，所使用的溶剂四氢呋喃、 石油醚、正己烷等先用金属钠或氢化钙除水蒸馏，并新鲜处理使用，在反应过程中通入惰性气体Ｎ 防止空气 中的水分、ｏ 及ＣＯ 气体进入．在对比试验中使用了没有去除微量水分的苄酯，其他所用试剂（均除水）及反 应条件完全一样，没有除水的对照苄酯组反应液一直处于浑浊状态而实验组反应液在反应４５ ｒａｉｎ后变澄 清．由此得出影响ＮＣＡ合成的关键因素在于反应体系中水分的排除情况． ａ Ｈ ＯＨ …一 一Ｈ ２ＮＨ ， ＩＩ ｌ ｏ ｏ 。 Ⅻ ２ 下 ２一～ ４１６ 河南大学学报（自然科学版），２０１５年，第４５卷第４期 ｏ Ｒ ＭＰＥＧ．ＮＨ：＋ ＭＰＥＧ—ＮＨ—Ｃ———ＣＨ—５ Ａ ｌ Ｉ１ ＮＨＣＯｏＨ ２ Ｏ ＲＩＭＰＥＧ．ＮＨ＿ｃＩＩ—ｃＨ—ＮＨ２ Ｎ牡置一Ｎ Ｈ Ｒ：——ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ 图８聚合物合成机理 Ｆｉｇ．８ Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒ ２．２．４ 聚合物胶柬的ＣＭＣ 常用荧光探针法研究胶束微环境的性质．芘是一种常见的介质微极性荧光探针，室温下芘的单体荧光 发射谱能反映基态振动能级的精细变化，其中会出现五个特征振动带，其第三谱带强度（ 。）与第一谱带强度 （ ）之比与所处环境的极性相关， 。／ 值越大，对应的极性越小，因此，可用 。／ 值表征芘所处介质微环 境的改变．实验中发现，随着疏水嵌段的相对分子质量的增加，相应的ＣＭＣ减小．可推测疏水链增长有利于 胶束的形成． ３ 结论 调整ＭＰＥＧ—ＮＨ 与ＮＣＡ的投料比得到了链长不同的嵌段共聚物，随着共聚物亲水链段与疏水链段比 例不同得到的聚合物胶束浓度也发生变化，结果表明疏水性链段聚天冬氨酸苄酯链越长聚合物的ＣＭＣ越 小．这为进一步研究不同性质的共聚物对药物纳米粒子的稳定作用奠定了基础． 参考文献： ［１］Ｙｏｋｏｙａｍａ Ｍ，Ｓａｔｏｈ Ａ，Ｓａｋｕｒａｉ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ ｄｒｕｇ ｉｎｔｏ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｍｉｃｅｌｌｅｓ ａｎｄ ｃｏｎ－ ｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ［Ｊ￣．Ｊ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｌｅａｓｅ，１９９８，５５：２１９—２２９． Ｅ２３ Ｋａｔａｏｋａ Ｋ，Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ Ｔ，Ｙｏｋｏｙａｍａ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ—ｌｏａｄｅｄ ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏ１）一ｐｏｌｙ（ｌｆ—ｂｅｎｚｙｌ—Ｌ—ａｓｐａｒｔａｔｅ）ＣＯ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｉｃｅｌｌｅｓ：ｔｈｅｉｒ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ［Ｊ］．Ｊ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｌｅａｓｅ，２０００，６４：１４３—１５３． Ｅ３］姜勇，丁恩勇，黎国康．聚乙二醇一二醋酸纤维素相变材料的组成与储能性能间的关系ＥＪ］．高分子学报，２０００（６）：６８１—６８７． ［４］张勇，张爱英，冯增国，等．聚乙二醇／聚对苯二甲酸丁二醇酯聚醚酯弹性体的合成与表征——不同硬段长度对材料性能的 影响ＥＪ３．高分子学报，２００２（２）：１６７—１７２． ［５］方莉，谭天伟．聚天冬氨酸的合成及其应用［Ｊ］．化工进展，２００１（３）：２４～２８． ［６］Ｂｌａｚ Ｂ，Ｅｍａ Ｚ，Ｍａｒｉｕｓｚ Ｇ，ｅｔ ａ１．Ｈｏｍｏ ａｎｄ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ ｏｆ ｐｏｌｙ（ｂ－ｂｅｎｚｙｌ—Ｌ—ａｓｐａｒｔａｔｅ）Ｓ ａｎｄ ｐｏｌｙ（ｇ—ｂｅｎｚｙｌ Ｌ—ｇｌｕｔａ ｍａｔｅ）Ｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ ｍａｃｒｏｍｏｌ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｐｈｙｓ，２０１１，２Ｉ２：５５０—５６２． ［７３ Ｐｕ Ｙ Ｊ，Ｚｈａｎｇ Ｌ Ｇ，Ｚｈｅｎｇ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｄｒｕｇ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｐＨ—ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｏｌｙ（Ｌ ａｓｐａｒｔａｔｅ）一ｂ—ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏ１）ｍｉｃｅｌｌｅｓ ｗｉｔｈ ＰＯＳＳ ｃｏｒｅｓＥＪ］．Ｐｏｌｙｍ Ｃｈｅｍ，２０１４，５：４６３—４７０． ［８］Ｓｉｌｖａ Ｍ，Ｌａｒａ Ａ Ｓ，Ｌｅｉｔｅ Ｃ Ｑ Ｆ，ｅｔ ａ１．Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｔａｔｉｃ ａｇｅｎｔｓ：ｍｉｃｅｌｌｅ—ｆｏｒｍｉｎｇ ｃｏｐｏｔｙｍｅｒ ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏ１）一 ｐｏｌｙ（ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ）ｐｒｏｄｒｕｇ ｗｉｔｈ ｉｓｏｎｉａｚｉｄ［Ｊ］．Ａｒｃｈ Ｐｈａｒｍ Ｍｅｄ Ｃｈｅｍ，２００１，３３４：１８９～１９３． Ｅ９］姚凯，王庭慰．Ｉ 一谷氨酸苄酯一ＮＣＡ与 丙氨酸一ＮＣＡ共聚物的合成研究ＥＪ３．合成纤维工业，２００６，２９（１）：２４～２７． ［１Ｏ］张华，濮发祥，翁意意．ａ嘻 基酸一Ｎ一羧基内酸酐（ＮＣＡｓ）合成工艺研究进展ＥＪ｝．医药化工，２０１１，４２（９）：８—１０． 责任编辑：张敬来
