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CN101787047B - 末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂及用其封端的聚氨酯材料 - Google Patents

末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂及用其封端的聚氨酯材料 Download PDF

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CN101787047B
CN101787047B CN 201010100231 CN201010100231A CN101787047B CN 101787047 B CN101787047 B CN 101787047B CN 201010100231 CN201010100231 CN 201010100231 CN 201010100231 A CN201010100231 A CN 201010100231A CN 101787047 B CN101787047 B CN 101787047B
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谭鸿
傅强
张笑晴
谭东升
周立娟
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Abstract

本发明公开的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂或为末端带羟基或胺基的含碳氟单链磷脂酰胆碱,或为末端带羟基或胺基的含碳氟双链磷脂酰胆碱,或为末端带羟基或胺基的含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱,或为末端带羟基或胺基的含碳氢双链磷脂酰胆碱。本发明还公开了分别用上述封端剂封端的聚氨酯材料。由于本发明提供的封端剂可使磷脂酰胆碱基团位于具有高活动性的聚氨酯末端,因而磷脂酰胆碱基团容易移至材料表面从而获得磷脂化表面的聚氨酯,这不仅可赋予该材料优良的生物相容性和保持其优异的物理机械性能,且成本低,可以方便地进行二次加工,用来制作人工血管、人工心脏起搏器导线、人工心脏瓣膜,以及介入导管等。

Description

末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂及用其封端的聚氨酯材料
技术领域
本发明属于含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂及用其封端的聚氨酯材料技术领域,具体涉及末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂及用其封端的聚氨酯材料。
背景技术
聚氨酯以其优异的力学强度、高弹性、耐磨性、润滑性、耐疲劳性、良好的生物相容性、可加工性等,广泛应用于生物医学领域(植入医用装置及人工器官),比如心脏起搏器绝缘线、人工血管、介入导管等。尽管聚氨酯具有良好的生物相容性,但在长期使用过程中,与血液接触后,仍然不能避免血栓的形成。因此至今在临床上还不能将聚氨酯用于制备小直径的人工血管。这也说明现有聚氨酯的生物相容性还远远不能满足临床医学应用的要求。如何进一步提高聚氨酯的生物相容性成为聚氨酯改性的研究重点。
磷脂分子层是一切生命细胞的表面,而磷脂酰胆碱是血红细胞膜中磷脂分子的重要组成部分,位于磷脂分子层的最外层。Chapman等人【Lemm,Ed.;Kluwer AcademicPublishers:Dordrecht,1993,p30】用血液接触、血小板激活、血小板黏附、以及激活补体等实验,证明磷脂酰胆碱(PC)具有优异的血液相容性。1990年,Ishihara等人【Polym.J.22(1990)355.】报道了有关高产率高纯度2-甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱(MPC)的优化合成方法,并将2-甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱(MPC)与不同结构乙烯基化合物共聚制备了一系列侧链带磷脂酰胆碱极性基头(PC基团)的聚合物。他们【Biomaterials 12(1991)121;J.Biomed.Mater.Res.39(1998)323;J.Membr.Sci.208(2002)39】研究发现这类聚合物即使是与没有抗凝的全血接触,也能很好的减少蛋白的吸附和变性,更能防止细胞被激活,从而进一步阻止血栓的形成,细胞毒性反应和免疫排斥反应的发生。目前一些含MPC结构单元的聚合物材料作为生物医用材料【Nature materials,3(2004)829】已经开始应用于临床医学领域。最近几年又有研究报道将磷脂酰胆碱引入聚合物中,不但能够明显减少导致人体致病细菌的粘附【FEMS.Microbiol.Lett,248(2005)37】,而且有助于一些特异性细胞的吸附和生长【J.Biomed.Mater.Res A,72(2005)1;J.Biomater.Sci.Polym.Ed,15(2004)1423】,这一发现将进一步拓宽磷脂化聚合物的应用领域。从以上这些研究报道可知,将磷脂酰胆碱(PC基团)这种带有两性离子极性基头的特殊官能团引入聚合物中,在材料表面形成类生物膜的结构,能有效提高材料的生物相容性(如血液相容性)。
将磷脂酰胆碱(PC基团)这种带有两性离子极性基头的特殊官能团引入聚氨酯中制备磷脂化聚氨酯的研究主要集中在以下几个方面:
1)类磷脂化聚氨酯的研究:上世纪九十年代中期,日本的Tadao,Nakaya等人合成了一系列的类似于磷脂结构的单体,并将其引入聚氨酯的主链【Chem.Mater.1996,8,1441;1997,9,1570】或侧链【Macromol.chem.phys.,1995,196,3143;Biomaterials,1996,17,2179】中。该研究结果表明类磷脂结构单元的引入能在一定程度上提高聚氨酯的血液相容性,但由于其与天然磷脂结构存在明显的差异,故对材料生物相容性的改善比较有限,且这类磷脂结构的引入使材料吸水性明显增加,力学性能急剧变差,有的甚至不能成膜。
2)磷脂化聚氨酯的研究:由于磷脂酰胆碱极性基头是天然磷脂分子的重要组成部分,因而当材料表面富集磷脂酰胆碱极性基头便能有效的提高材料生物相容性。1998年,Yu Jun Li【Chem.Mater,1998,10,1596】和Lin-Yue L【Biomaterials,1998,19,31】分别报道合成了含磷脂酰胆碱极性基头的二醇,并将其作为扩链剂引入聚氨酯中。研究表明这些含磷脂酰胆碱极性基头的聚氨酯能够有效地抑制血小板在材料表面的粘附,但因侧链上的磷酯酰胆碱基团与主链间只相隔一个亚甲基,不能运动,使得材料表面不能富集磷脂酰胆碱极性基头。为了获得磷脂化表面,只有采用增加含磷脂酰胆碱基团扩链剂用量的技术措施,从而导致本体吸水性增加,力学性能变差。为减少材料本体磷脂酰胆碱的的含量,谭鸿等人【Biomacromolecules.,2006,7,2591】设计合成了一种新的含长氟碳链的磷脂酰胆碱二醇作为聚氨酯的扩链剂,磷脂酰胆碱连于氟碳链的末端,由于氟碳链的低表面自由能很容易向材料表面富集同时帮助连于其末端的磷脂酰胆碱基团迁移至材料表面或次表面。研究表明当含磷脂酰胆碱扩链剂的用量仅占5%,材料表面的蛋白吸附量就可明显减少,而且与之前的文献报道相比材料吸水率降低,力学性能相对较好。但是在以上的研究报道中我们仍然发现,当以这类含磷脂酰胆碱的二醇作为扩链剂后,合成的聚氨酯分子量普遍明显下降,这是成为导致材料力学性能与普通聚氨酯相比下降的的主要原因。
3)表面磷脂化聚氨酯的研究:将2-甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱(MPC)接枝到聚氨酯的表面【Chem.Mater.1999,11,763;Biomaterials,2002,23,263】能有效的降低血小板的粘附,再利用适当的交联剂对接枝于聚氨酯表面的MPC进行交联【Chem.Mater.1999,11,2155】使磷脂酰胆碱基团在聚氨酯表面有序排列则抑制血小板粘附的能力更强,但也有研究报道将磷脂接枝到聚醚聚氨酯的表面后,并不能抑制蛋白质在表面的吸附,它的生物相容性与聚醚聚氨酯没有显著的差异【J.Biomed.Mater.Res.,1998,40,195】。
4)磷脂化聚合物与聚氨酯复合材料的研究:
2-甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱(MPC)能与不同结构的乙烯基单体共聚制备系列侧链带有磷脂酰胆碱基团的MPC聚合物,这类MPC聚合物具有优异的生物相容性。Yoneyama等人【J.Biomed.Mater.Res.,1998,43,15】将MPC聚合物与聚醚聚氨酯进行共混,虽然使获得的磷脂化聚氨酯复合材料同样具有优异的生物相容性。但由于MPC聚合物与聚氨酯的相容性较差,将此共混材料浸于水中10天【J.Biomed.Mater.Res.,1996,32:391】,就有少量的MPC共聚物渗出。Iwasaki等人【J.Biomed Mater.Res.,2000,52:701.】制备了交联型磷脂聚合物共聚物与聚氨酯的半互穿网络的生物复合材料,虽然该材料具有优异的力学性能和良好的生物相容性,但是不能进行二次加工,而Morimoto等人【Biomaterials,2004,25,1098】将MPC聚合物与聚氨酯表层实现半互穿网络,材料的生物相容性与Iwasaki的研究结果类似,但也只在一定程度上克服了Iwasaki等人制备的磷脂化聚氨酯复合材料遇到的问题。
发明内容
本发明的首要目的是针对目前磷脂化聚氨酯存在的问题,提供一种新的、可与聚氨酯反应的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂。
本发明的另一个目的是提供了用上述含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料。该材料的分子量不受磷脂酰胆碱封端剂引入的影响,从而可保证材料在保持良好的本体物理-机械性能的同时具有优异的生物相容性。
本发明提供的新的、可与聚氨酯反应的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂或为末端带羟基或胺基的含碳氟单链磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure GSA00000005486100031
式中S代表羟基或胺基,p,q为1~10的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,Rf为含碳2~20的全氟亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氟双链磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure GSA00000005486100041
式中S代表羟基或胺基,优选胺基,m为5-10的整数,n,r,p,q为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子,Rf为含碳原子2-20的全氟亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure GSA00000005486100042
式中S代表羟基或胺基,优选胺基,A为含碳原子5-20的烷基或含碳原子5-10的全氟烷基,p,q,r为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子,B为含碳原子2-20的全氟亚烷基或含碳原子为2-10的亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氢双链磷脂酰胆碱,结构式如下:
Figure GSA00000005486100043
式中S代表羟基或胺基,优选胺基,m为5-20的整数,p,q为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子。
本发明提供的上述末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂是采用现有的化工原料,通过已有的化学制备方法来制备的。采用的主要化工原料有:
Figure GSA00000005486100051
式中n为5-20的整数。
已有的化学制备方法是:1)制备单碳氟链磷脂酰胆碱封端剂时首先采用williamson醚合成法,以含氟二醇I和溴乙酸为原料,得到两端为羧基的含氟二元酸,然后采用还原反应将含氟二元酸转变成含碳氟链的二醇,用乙酰氯对新合成的含碳氟链二醇的一个羟基进行乙酰化保护,最后根据文献【T.Umeda,T.Nakaya,M.Imoto.Markromol.Chem.Rapid.Commun.,1982(3),457-459.】公开的方法即可将该化合物中一端未保护的羟基转换成磷脂酰胆碱基团,然后脱除另一端羟基保护基即可得目标产物。2)因制备其它三类含碳氟链或/和碳氢链双链磷脂酰胆碱封端剂时采用的方法类似,所以下面以含碳氢双链磷脂酰胆碱封端剂的制备为例予以说明。首先用二碳酸二叔丁酯(BOC酸酐)对丝氨酸II中的胺基进行保护得到BOC-丝氨酸,然后采用williamson成醚的方法将BOC-丝氨酸与卤代烷烃VI反应,再采用还原反应将得到产物中的羧基还原成羟基,最后根据文献【T.Umeda,T.Nakaya,M.Imoto.Markromol.Chem.Rapid.Commun.,1982(3),457-459.】公开的方法将前述产物中羟基转换成磷脂酰胆碱基团,脱除胺基保护基后,得化合物IX。其后用BOC酸酐III对乙二胺的一个氨基进行保护,再采用常规DCC(N,N-二环己基碳二亚胺)缩合法使得乙二胺中未被保护的胺基和化合物VIII中的羧基反应,再将所得含羧基的化合物与化合物IX中的胺基利用DCC缩合得化合物X,脱除胺基保护基后得目标产物。
Figure GSA00000005486100052
本发明提供的用上述的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料,该材料是由聚醚二元醇、聚碳酸酯二元醇和聚硅氧烷二元醇中的至少一种构成柔性链段,与二异氰酸酯和扩链剂构成的刚性链段交替共聚形成的分子链两端带异氰酸基团的预聚物,再用末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端制备获得,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000。
用上述的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料具体或为末端带羟基或胺基的含碳氟单链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料,其结构式为:
式中S代表氧原子或亚胺基(NH),p,q为1~10的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,Rf为含碳原子2-20的全氟亚烷基,R1代表烷基或芳基,R2代表聚氨酯软段组成中的聚醚链段,聚碳酸酯链段或聚硅氧烷链段,m,n代表聚合物重复结构单元数,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000,或为末端带羟基或胺基的含碳氟双链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料,其结构式为:
Figure GSA00000005486100063
式中S代表氧原子或亚胺基(NH),m为5-10的整数,n,r,p,q为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子,Rf为含碳原子2-20的全氟亚烷基,R1代表烷基或芳基,R2代表聚氨酯软段组成中的聚醚链段,聚碳酸酯链段或聚硅氧烷链段,其中x,y代表聚合物的重复结构单元数,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000,或为末端带羟基或胺基的含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料,其结构式为:
Figure GSA00000005486100071
式中S代表氧原子或亚胺基(NH),A为含碳原子5-20的烷基或含碳原子5-10的全氟烷基,p,q,r为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子,B为含碳原子2-20的全氟亚烷基或含碳原子为2-10的亚烷基,R1代表烷基或芳基,R2代表聚氨酯软段组成中的聚醚链段,聚碳酸酯链段或聚硅氧烷链段,其中x,y代表聚合物的重复结构单元数,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000,或为末端带羟基或胺基的含碳氢双链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料,其结构式为:
Figure GSA00000005486100072
式中S代表氧原子或亚胺基(NH),m为5-20的整数,p,q为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子,R1代表烷基或芳基,R2代表聚氨酯软段组成中的聚醚链段,聚碳酸酯链段或聚硅氧烷链段,其中x,y代表聚合物的重复结构单元数,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000。是采用现有的化工原料,通过已有的化学制备方法来制备的
本发明提供的上述用末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料是采用这样一种方法来制备的:先将聚二元醇和二异氰酸酯溶于干燥的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中,然后加入以总固含量重量计为0.1‰~1‰的催化剂,在60-75℃预聚1-2小时,再加入分子量低于1000的低分子二元醇或二元胺扩链剂,升温至65-70℃反应1小时,再将末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂按配比加入,升温至80℃保持1小时,再升温至85-100℃反应4-5小时,停止搅拌,冷却,即得固含量约为15%的磷脂酰胆碱封端的聚氨酯溶液。所采用的原料单体配方按摩尔百分比为:
聚二元醇                              15~30%
二异氰酸酯                            40~45%
低分子二元醇或二元胺扩链剂            0~8%
含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂   20~40%。
上述制备方法中的聚二元醇可选用聚丙二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚(1,2-丙二醇)二醇、聚(1,4-丁二醇碳酸酯)二醇、聚(1,6-己二醇碳酸酯)二醇、聚(1,6-己二醇-1,2-乙二醇碳酸酯)二醇、聚(1,5-戊二醇-1,6-己二醇碳酸酯)二醇、α,ω-羟基己基-聚二甲基硅氧烷、α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷、α,ω-羟基丙基-聚二甲基硅氧烷、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟基乙酸(PGA)、聚戊内酯(PVL)中的任一种或两种混合使用,其分子量为500~5000,优选500~3000。
上述制备方法中的二异氰酸酯可选用芳香族二异氰酸酯或脂肪族二异氰酸酯中的任一种。选用的芳香族二异氰酸酯具体可为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、2,4-或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,4-苯撑二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、四甲基对苯二异氰酸酯等。选用的脂肪族二异氰酸酯具体可为1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、1,4-二环己基二异氰酸酯等。
上述制备方法中选用的分子量低于1000的低分子二元醇扩链剂为含碳原子2~10的脂肪族二元醇中的至少一种,如乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇等。选用的低分子二元胺扩链剂为含碳原子2~10的脂肪族二元胺中的至少一种,如乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,4-环己基二胺等。
本发明与已有技术相比,具有以下优点:
1、由于本发明提供的磷脂酰胆碱封端剂带有可反应基团羟基或胺基,不仅可与聚氨酯末端上的异氰酸酯基团发生反应而用于聚氨酯的封端,且使封端的磷脂酰胆碱基团位于具有高活动性的聚氨酯末端,因而使磷脂酰胆碱基团容易移至材料表面从而获得磷脂化表面的聚氨酯,赋予该材料优良的生物相容性。
2、由于本发明提供的用末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料是由分子链两端带异氰酸基团的预聚物,再加入含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱单体封端制备获得的,因而聚氨酯材料的分子量主要是由预聚物的分子量决定,而含氟磷脂酰胆碱的引入不会影响材料的分子量,从而使材料能保持其优异的物理机械性能。
3、由于本发明提供的用末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料,其分子量主要由其预聚物的分子量大小决定,因而控制预聚物阶段的分子量,就可使这类含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱聚氨酯作为大分子添加剂,加入到聚合物中,使材料在获得优良的生物相容性的同时减少材料本体中磷脂酰胆碱的含量,以降低了材料的成本,并保持本体材料优异的物理机械性能。
4、本发明提供的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料的适用范围广,可以方便地进行二次加工,用来制作人工血管、人工心脏起搏器导线、人工心脏瓣膜,以及介入导管等等。
具体实施方式
下面给出的实施例是对本发明进行具体描述,但值得指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域技术熟练人员根据本发明上述内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
下面实施例所用的代号分别为:
PTMG=聚四亚甲基醚二醇            PPG=聚(1,2-丙二醇)二醇
PDMS=α,ω-羟基己基-聚二甲基硅氧烷
PHPCD=聚(1,6-己二醇-1,5-戊二醇碳酸酯)二醇,其中己二醇链节与戊二醇链节摩尔比为3∶2。
MDI=4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯    HDI=1,6-己二异氰酸酯
HMDI=4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯    DMAc=N,N-二甲基乙酰胺
(1)含碳氟单链磷脂酰胆碱单体封端剂:
HDFOPC=2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟-10-(2-羟基乙氧基)癸氧)乙基磷脂酰胆碱,其结构式如下:
(2)含碳氢双链磷脂酰胆碱单体封端剂:
ADDPC=2-(10-(2-氨基乙胺基)-10-氧癸酰胺基)-3-癸氧基丙基磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure GSA00000005486100102
(3)含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱单体封端剂:
ADFPC=2-(2-(10-(2-(2-氨基乙胺基)-2-氧乙氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟癸氧基)乙酰胺基)-3-癸氧基丙基磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure GSA00000005486100103
(4)含碳氟双链磷脂酰胆碱单体封端剂:
AFFPC=2-(2-(10-(2-(2-氨基乙胺基)-2-氧乙氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟癸氧基)乙酰胺基)-3-(2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙氧基)丙基磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure GSA00000005486100111
由于本发明实施例所采用的磷脂酰胆碱单体均是新化合物,故在制备本发明提供的磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料前,首先要制备这些新化合物(HDFOPC,ADFPC,AFFPC,ADDPC)。
实施例1
本实施例制备的是HDFOPC,在本实施例中所用代号分别为:
HDFDAC:(10-(1-羧基甲氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟癸氧基)乙酸
HDFOOL:2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟-10-(2-羟基乙氧基)癸氧基)乙醇
ACDFOOL:2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟-10-(2-羟基乙氧基)癸氧基)乙基乙酸酯
COP:亚乙基环磷酰氯。
制备HDFOPC的方法和步骤如下:
第一步:HDFOOL的合成
将2克HDFDAC(3.46mmol)【制备方法见专利CN1569917A】溶于30ml无水四氢呋喃中,温度降至-15℃左右,加入0.95ml N-甲基吗啡啉(8.65mmol),然后加入0.95ml氯甲酸异丁酯(7.3mmol),反应15分钟后,加入过量的硼氢化钠,反应2小时后,加入少量水分解未反应的硼氢化钠,将反应液浓缩后,加入乙酸乙酯溶液,并用稀盐酸、饱和氯化钠、蒸馏水洗涤,无水硫酸镁干燥,减压蒸馏除去乙酸乙酯得粗产品,硅胶柱层析乙酸乙酯和石油醚梯度洗脱得到1.25克HDFOOL(2.24mmol),收率:64.7%。
Ms(+):理论值:550g/mol,实测值:551.1g/mol。
1HNMR(CDCl3,400MHz),δppm:3.736~3.797(m,8H,-CH2CH2-),3.994~4.063(m,4H,-CH2CF2-)。
第二步:ACDFOOL的合成
将4.0克HDFOOL(7.3mmol)加入到60ml无水四氢呋喃中,温度降至0℃左右,加入1.1ml三乙胺(8.0mmol,),再将0.52ml乙酰氯(7.3mmol)缓慢的滴加到上述反应溶液中,滴完后自然升至室温反应4小时,过滤除三乙胺盐酸盐,将滤液浓缩后,加入乙酸乙酯溶解,并用稀盐酸,饱和食盐水,蒸馏水洗涤,无水硫酸镁干燥,减压蒸馏除去乙酸乙酯得粗产品。硅胶柱层析乙酸乙酯和石油醚梯度洗脱得到2.07克ACDFOOL(3.5mmol),收率:48%。
Ms(+):理论值:592g/mol,实测值:593.2g/mol。
1HNMR(CDCl3,400MHz),δppm:2.086(s,3H,-CH3-),3.741~3.788(m,4H,-CH2O-),3.825~3.948(t,2H,-CH2OH),3.975~4.063(m,4H,-CH2CF2-),4.234~4.257(t,2H,-COOCH2-)。
第三步:HDFOPC的合成
将7.6克ACDFOOL(12.8mmol)溶于40ml无水乙醚和20ml无水乙腈的混合溶剂中,温度降至-15℃左右,加入1.97ml三乙胺(14.1mmol),然后将1.83克亚乙基磷酰氯COP(12.8mmol)缓慢的滴加到上述溶液中,保持-15℃左右1小时,自然升至室温反应,反应2小时,抽率除去三乙胺盐酸盐,滤液旋蒸除去乙醚溶剂得黄色油状物。加入40ml无水乙腈并转移至压力瓶中,温度降至-15℃左右,加入过量的三甲胺,密封,油浴升温至60-65℃,反应24小时,然后将乙腈减压蒸去,油状物用甲醇溶解,氨水水解,用C18反相硅胶水-甲醇柱层析得8.2克HDFOPC(11.5mmol)收率:90%。
Ms(+):理论值:715g/mol,实测值:716.3g/mol。
1HNMR(DMSO,400MHz),δppm:3.132(s,9H,-N+(CH3)3),3.494~3.546(m,4H,-CH2O-,-CH2N+),3.607~3.632(t,2H,-CH2OH),3.705-3.732(t,2H,-OCH2C-),3.748~3.771(m,2H,-CH2OP-),4.019~4.024(Br,2H,-OPCH2-),4.158~4.247(m,4H,-CH2CF2-),4.861~4.887(t,1H,-CH2OH)。
实施例2
本实施例制备的是ADDPC,在本实施例中所用代号分别为:
(BOC)2O:叔丁氧碳酸酐
BOC-Serine:2-(叔丁氧羰基胺基)-3-(羟基)丙酸
BDPA:2-(叔丁氧羰基胺基)-3-(癸氧基)丙酸
BDOHP:2-(叔丁氧羰基胺基)-3-(癸氧基)丙醇
ACDOHPC:2-胺基-3(癸氧基)丙基磷脂酰胆碱
HOSu:N-羟基琥珀酰亚胺
BSA:10-(2-(叔丁氧羰基胺基)乙胺基)-10-氧癸酸
BSSI:琥珀酰亚胺基10-(2-(叔丁氧羰基胺基)乙胺基)-10-氧癸酸酯
BDDPC:2-(10-(2-(叔丁氧羰基胺基)乙胺基)-10-氧癸酰胺基)-3-癸氧基丙基磷脂酰胆碱
ADDPC:2-(10-(2-氨基乙胺基)-10-氧癸酰胺基)-3-癸氧基丙基磷脂酰胆碱制备ADDPC的方法和步骤如下:
第-步:BOC-Serine的合成
将30克(0.2857mol)L-丝氨酸溶于40ml水中,加入200ml 1mol/L的NaOH溶液。再将62.3克(0.2857mol)(BOC)2O溶于100ml 1,4-二氧六环加到上述溶液中,0℃反应1小时,自然升至室温,反应5小时,减压除去部分水和1,4-二氧六环。用乙酸乙酯多次提取产物,合并乙酸乙酯层,用饱和食盐水,蒸馏水洗涤,无水硫酸镁干燥,过滤减压除乙酸乙酯得41克(0.2mol)BOC-Serine,收率70%。
Ms(+):理论值:205g/mol,测定值:206.1g/mol。
第二步:BDPA的合成
将5.19克BOC-Serine(25.3mmol)溶于50ml二甲基亚砜中,缓慢加入2.0g NaH(50.6mmol),反应20min后,将5.2ml溴癸烷(25.3mmol)溶于10ml THF中缓慢滴加到上述的二甲基亚砜溶液中,滴加完后反应3小时,加入冰水除未分解的NaH,旋蒸除去THF,稀盐酸调pH值至2-3,乙酸乙酯200ml左右分多次提取,合并乙酸乙酯层,用饱和食盐水,蒸馏水洗涤,无水硫酸镁干燥,除去乙酸乙酯得粗产品。硅胶柱层析采用石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱得5.5克BDPA(15.8mmol),收率62.6%。
Ms(+):理论值:345g/mol,测定值:368.3g/mol(345+Na+)。
Ms(-):理论值:345g/mol,测定值:344.0g/mol。
1HNMR(CDCl3,400MHz)δppm:0.863~0.896(t,3H,-CH3),1.261(br,14H,-(CH2)7-),1.459(s,9H,-C(CH3)3),1.540~1.586(m,2H,-0-C-CH2),3.450~3.483(m,2H,-OCH2),3.621~3.664,3.876~3.892(2H,-CHCH2O-),4.422(br,1H,-CH-),5.351~5.36(d,1H,-NH-)。
第三步:BDOHP的合成
将5克BDPA(14.5mmol)溶于50ml无水四氢呋喃中,温度降至-15℃左右,加入1.74mmlN-甲基吗啡啉(15.9mmol),然后缓慢加入1.89ml氯甲酸异丁酯(14.5mmol),反应10分钟后,加入0.83克硼氢化钠(22mmol),反应3小时,加入少量水除去未反应的硼氢化钠,旋蒸除去THF,乙酸乙酯溶解浓缩物,稀盐酸,饱和食盐水,蒸馏水洗涤,无水硫酸镁干燥,除去乙酸乙酯得粗产品6.2克,硅胶柱层析采用氯仿和甲醇梯度洗脱得2.992克BDOHP(9.06mmol)收率,62.5%。
Ms(+):理论值:331g/mol,测定值:354.2g/mol(331+Na+)。。
1HNMR(CDCl3,400MHz)δppm:0.864~0.898(t,3H,-CH3),1.264(br,14H,-(CH2)7-),1.456(s,9H,-C(CH3)3),1.542~1.577(m,2H,-0-C-CH2),3.414~3.447(m,2H,-OCH2),3.575~3.627(2H,-CHCH2O-),3.676~3.712(m,1H,-CH2O),3.765(br,1H,-CH-),3.803-3.839(m,1H,-CH2O),5.1(br,1H,-NH-)。
第四步ACDOHPC的合成
将5.6克BDOHP(16.9mmol)溶于40ml无水乙醚中,氮气保护下,温度降至-15℃左右,加入2.6ml三乙胺(18.6mmol),然后缓慢的将2.4克亚乙基磷酰氯COP(16.9mmol)缓慢的滴加到上述溶液中,保持-15℃左右1小时,自然升至室温,反应2小时,抽虑除去三乙胺盐酸盐,旋蒸除去乙醚,加入60ml无水乙腈并转移至压力瓶中,温度降至-15℃左右,加入过量的三甲胺加入过量的三甲胺,密封,油浴升温至60-65℃,反应24小时,然后将乙腈减压蒸去,得油状物粗产品8.8克。将粗产品(8.8克)用少量甲小时溶解,加入10ml饱和氯化氢乙醇溶液,室温搅拌2小时,减压除去溶剂,乙醚多次沉淀,得ACDOHPC盐酸盐粗产品,此盐酸盐产品直接用于下一步的合成。
Ms(+):理论值:396g/mol,测定值:397.3g/mol。
1HNMR(DMSO,400MHz)δppm:0.841-0.858(t,3H,CH3),1.249(br,14H,-(CH2)7),1.509(br,2H,O-C-CH2),3.190(s,9H,-N+(CH3)3),
3.583(br,2H,-CH2-),3.727(br,2H,-CH2-),4.092(br,2H,-CH2-),4.374(br,3H,-CH2-,-CH-)。
第五步:BSA的合成
将2克(10mmol)的1,10-癸二酸溶于50ml无水四氢呋喃中,温度降至-10℃左右,加入1.1ml(10.3mmol)的N-甲基吗啡啉和1.3ml(10.3mmol)的氯甲酸异丁酯,反应10分钟后,将1.6克(10mmol)BDA(BDA的合成见参考文献:SyntheticCommunications,1990,20(16),2559-2564)溶于四氢呋喃中加入上述反应液中,反应30min后自然升至室温反应2小时。过滤除盐,滤液旋蒸除去溶剂,乙酸乙酯提取产物,然后用稀HCl洗涤,饱和食盐水,蒸馏水洗涤至中性,无水硫酸镁干燥,减压除去溶剂得粗产品。该粗产品直接用于下一步反应。
Ms(+):理论值:344g/mol,测定值:367.3g/mol(344+Na+)。
1HNMR(CDCl3,400MHz)δppm:1.311(br,8H,-(CH2)4-),1.436(s,9H,-C(CH3)3),1.608~1.625(m,4H,-CH2),2.160-2.196(t,2H,-CO-CH2-),2.322~2.358(m,2H,-CH2-COOH),3.277(br,2H,-NHCH2-),3.339~3.378(m,2H,-CH2NH-),4.993(1H,-OOC-NH-),6.343(s,1H,-NH-CO-)。
第六步:BSSI的合成
将2克(5.8mmol)粗BSA溶于四氢呋喃中,加入0.67克(5.8mmol)HOSu,冰浴条件下,将1.25克(6.1mmol)环己基碳二亚胺(DCC)溶于四氢呋喃缓慢加入上述反应液中,自然升至室温反应48小时。过滤除去DCU,滤液浓缩后溶于二氯甲烷(如有不溶物则再次过滤,其滤物为未反应的BSA和未除尽的DCU),饱和食盐水,蒸馏水洗,无水硫酸钠干燥,除二氯甲烷得粗产品,硅胶柱层析甲醇氯仿梯度洗脱得1.27克(2.87mmol)BSSI,收率50%。
Ms(+):理论值:441g/mol,测定值:464.3(M++Na)。
1HNMR(CDCl3,400MHz)δppm:1.326(br,8H,-(CH2)4-),1.454(s,9H,-C(CH3)3),1.616~1.644(m,2H,-CH2C-CO-),1.712~1.786(m,2H,-CO-C-CH2-),2.594~2.631(t,2H,-CH2CO-),2.852~2.859(m,4H,-N(C=O)2CH2CH2),3.279(br,2H,-NHCH2-),3.347~3.387(m,2H,-CH2NH-),4.945(s,1H,-OOC-NH-),6.232(s,1H,-NH-CO-)。
第七步:BDDPC的合成
将3.9克(9mmol)ACDOHPC溶于少量蒸馏水中,加入1.25ml(9mmol)三乙胺,然后将溶于1,4二氧六环的3.97克(9mmol)BSSI缓慢加入上述反应溶液,35℃反应48小时,旋蒸除去水和1,4二氧六环得粗产品。用C-18反相硅胶水-甲醇柱层析得纯5.8克(8.1mmol)BDDPC,收率90%。
Ms(+):理论值:722.6g/mol,测定值:745.5(722+Na+)。
第八步:ADDPC的合成
将5.7克(7.9mmol)BDDPC溶于少量无水甲醇中,加入10ml饱和氯化氢乙醇溶液,反应1小时,除去溶剂,乙醚多次沉淀得ADDPC的盐酸盐粗产品。将ADDPC盐酸盐粗产品溶于适量的甲醇中,加饱和碳酸氢钠溶液,调pH至9左右,过滤除盐,将滤液蒸干得ADDPC粗产品。用C-18反相硅胶水-甲醇柱层析得纯3.9克(6.3mmol)ADDPC,收率80%。
Ms(+):理论值:622.8g/mol,测定值:623.6g/mol。
实施例3
本实施例制备的是ADFPC,在本实施例中所用代号分别为:
BAEFAC:2-(10-(2-(2-(叔丁氧羰基胺基)乙胺基)-2-氧乙氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟癸氧基)乙酸
ACDFOPC:ACDOHPC:2-胺基-3(癸氧基)丙基磷脂酰胆碱
ADFPC:2-(2-(10-(2-(2-氨基乙胺基)-2-氧乙氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟癸氧基)乙酰胺基)-3-(癸氧基)丙基磷脂酰胆碱
DCC:环己基碳二亚胺    DCU:N,N-二环己基脲
制备ADFPC的方法和步骤如下:
第一步:BAEFAC的合成
将5克(8.65mmol)的HDFDAC【制备方法见专利CN1569917A】溶于100ml无水四氢呋喃中,温度降至-10℃左右,加入1.14ml(10.4mmol)的N-甲基吗啡啉和1.13ml(8.65mmol)的氯甲酸异丁酯,反应10分钟后,将1.38克(8.65mmol)BDA【BDA的合成见参考文献:Synthetic Communications,1990,20,2559】溶于四氢呋喃加入到上述反应液中,反应30min后自然升至室温反应2小时。过滤,将滤液旋蒸除去溶剂,乙酸乙酯提取产物,然后用稀HCl洗涤三次,饱和食盐水,蒸馏水洗涤至中性,无水硫酸镁干燥,减压除去溶剂得粗产品。硅胶柱层析氯仿和甲醇梯度洗脱得3.1克(4.3mmol)BAEFAC.收率50%。
Ms(+):理论值:720g/mol,测定值:742.9g/mol(720+Na+)。
1HNMR(CDCl3,400MHz)δppm:1.346(9H,s,-C(CH3)3),2.98(2H,q,-NH-CH2),3.10(2H,q,CH2-NH-),3.92(2H,s,CH2-O-),4.05(2H,s,-CH2-COOH),4.27(4H,q,-CH2-CF2-),6.84(1H,t,-NH-CH2-),7.84(1H,t,-CH2-NH-)。
第二步:ADFPC的合成
将1.8克(4.17mmol)ACDOHPC盐酸盐【制备过程见实施例2ADDPC中描述】溶于氯仿中,加入0.46ml(4.17mmol)N-甲基吗啡啉,再将3克(4.17mmol)BAEFAC溶于氯仿加入上述反应溶液中,冰浴降至0℃,加入0.9克(4.37mmol)DCC,自然升至室温,反应48小时,过滤除DCU,然后旋蒸除去溶剂,将浓缩物再用二氯甲烷溶解过滤,此过程反复多次,得粗产品。将粗产品溶于少量无水甲醇中,加入10ml饱和氯化氢乙醇溶液,反应1小时,除去溶剂,乙醚多次沉淀得ADFPC的盐酸盐粗产品。将ADFPC盐酸盐粗产品溶于适量的甲醇中,加饱和碳酸氢钠溶液,调pH至9左右,过滤除盐,将滤液蒸干得ADFPC粗产品。用C-18反相硅胶水-甲醇柱层析得3.3克(3.3mmol)ADFPC,收率80%。
Ms(+):理论值:998.8g/mol,测定值:999.7g/mol。
实施例4
本实施例制备的是AFFPC,在本实施例中所用代号分别为:
PFDAC:2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙酸
PFDAOL:2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙醇
PFMSE:2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙基甲基磺酸酯
BDOL:2-(叔丁氧羰基胺基)-3-羟基丙醇
BPFOL:2-(叔丁氧羰基胺基)-3-(2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙氧基)丙醇
BPFPC:2-(叔丁氧羰基胺基)-3-(2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙氧基)丙基磷脂酰胆碱
APFPC:2-胺基-3-(2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙氧基)丙基磷脂酰胆碱
BFFPC:2-(2-(10-(2-(2-(叔丁氧羰基胺基)乙胺基)-2-氧乙氧基)-2,2,3,3,4,4,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟癸氧基)乙酰胺基)-3-(2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙氧基)丙基磷脂酰胆碱
AFFPC:2-(2-(10-(2-(2-氨基乙胺基)-2-氧乙氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟癸氧基)乙酰胺基)-3-(2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛氧基)乙氧基)丙基磷脂酰胆碱
DCC:环己基碳二亚胺
DCU:N,N-二环己基脲
制备AFFPC的方法和步骤如下:
第一步:PFDAC的合成
将0.6克氢化钠(15mmol)(60%)悬浮于30ml无水四氢呋喃中,再将2克(5mmol)的PDFOL溶于40ml DMSO滴加于悬浮的氢化钠溶液中,搅拌五分钟,将0.69克(5mmol)溴乙酸溶于无水四氢呋喃加入上述反应溶液中,反应2小时。加入水,再加稀盐酸调PH=1-2,乙酸乙酯提取产物,饱和食盐水洗,无水硫酸镁干燥,过滤除溶剂得1.29克(2.8mmol)PDF AC,收率56%。
Ms(-):理论值:458g/mol,测定值:457.4g/mol。
1HNMR(CDCl3,400MHz)δppm:4.100-4.167(2H,m,-CH2-CF2-),4.326(2H,s,CH2-C=O)第二步:PDFAOL的合成
将5克(10.9mmol)PDFAC溶于100ml无水四氢呋喃,温度降至-10℃左右,加入1.44ml(13.1mmol)N-甲基吗啡啉和1.43ml(10.9mmol)氯甲酸异丁酯,搅拌十分钟后,加入1.24克(32.7mmol)硼氢化钠,自然升至室温,反应5小时,加水分解未反应的硼氢化钠,除去溶剂,乙酸乙酯提取产物,稀盐酸,饱和碳酸氢钠,饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥,过去旋蒸除去溶剂得粗产品?克。硅胶柱层析采用石油醚乙酸乙酯梯度洗脱得3.5克(7.9mmol)PDFAOL.收率72.3%。
1HNMR(CDCl3,400MHz)δppm:3.738-3.800(4H,m,-CH2-CH2-),3.998-4.067(2H,m,-CH2-CF2-)。
Ms(+):理论值444g/mol,测定值:445.2g/mol。
第三步:PFMSE的合成
将5克(11.3mmol)PDFAOL溶于100ml无水四氢呋喃中,温度降至0℃,加入1.88ml(13.5mmol)三乙胺,然后再将0.91ml(11.8mmol)甲基磺酰氯缓慢的滴加到上述反应溶液中,室温反应3小时,过滤除去三乙胺盐酸盐。将滤液浓缩,加入乙酸乙酯,稀HCl洗一次,饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥,过滤,旋蒸除去溶剂得5.2克(9.9mmol)产品.收率88%。
Ms(+):理论值:522g/mol,测定值:523.4g/mol。
第四步:BDOL的合成
将4.1克(20mmol)BOC-serine溶于50ml无水四氢呋喃,温度降至-10℃左右,加入2.64ml(24mmol)N-甲基吗啡啉和2.62ml(20mmol)氯甲酸异丁酯,搅拌十分钟后,加入2.3克(60mmol)硼氢化钠,自然升至室温,反应5小时,加水分解未反应的硼氢化钠,除去四氢呋喃,加乙酸乙酯提取产物,稀盐酸洗一次,饱和食盐水洗,无水硫酸镁干燥,过滤,除去溶剂得粗产品4.6克。硅胶柱层析采用石油醚乙酸乙酯梯度洗脱得2克BDOL,收率52.3%。
Ms(+):理论值:191g/mol,测定值:214.1g/mol(191+Na+)。
第五步:BPFOL的合成
将0.23克NaH(5.7mmol)(60%)悬浮于20ml无水四氢呋喃中,再将0.36克(1.9mmol)的BDOL溶于10ml四氢呋喃滴加于悬浮的氢化钠溶液中,搅拌五分钟,再将1克(1.9mmol)PFMSE溶于四氢呋喃滴加入上述反应溶液中,反应4-5小时。加入少量水除去过量的NaH,除去溶剂,再加稀盐酸调PH=3-4乙酸乙酯提取产物,饱和食盐水洗,无水硫酸镁干燥,过滤除溶剂得粗产品,硅胶柱层析采用石油醚/乙酸乙酯梯度洗脱得2.3克(3.7mmol)BPFOL,收率65%。
Ms(+):理论值:617g/mol,测定值:618.2g/mol。
第六步:APFPC的合成
将10克BPFOL(16.2mmol)溶于80ml无水乙醚中,氮气保护下,冰盐冷却至一15℃左右,加入2.5ml三乙胺(17.8mmol),然后缓慢的将2.3克亚乙基磷酰氯COP(16.2mmol)缓慢的滴加到上述溶液中,保持-15℃左右1小时,自然升至室温,反应2小时,抽虑除去三乙胺盐酸盐,旋蒸除去乙醚,加入60ml无水乙腈并转移至压力瓶中,温度降至-15℃左右,加入过量的三甲胺加入过量的三甲胺,密封,油浴升温至60-65℃,反应24小时,然后将乙腈减压蒸去,得14.5克BPFPC粗产品。将14.5克BPFPC粗产品用少量甲醇溶解,加入制备的饱和HCl乙醇溶液(约15ml),室温搅拌2小时,除去减压除去溶剂,乙醚多次沉淀,既得APFPC盐酸盐。此盐酸盐产品直接用于下一步的合成。
Ms(+):理论值:682.4g/mol,测定值:683.6g/mol。
第七步:AFFPC的合成
将3.6克(5mmol)APFPC盐酸盐溶于氯仿中,加入0.6ml(5.5mmol)N-甲基吗啡啉,再将3.6克(5mmol)BAEFAC【制备过程见实施例3ADFPC中描述】溶于氯仿加入上述反应溶液中,冰浴降至0℃,加入1.1克(5.5mmol)DCC,自然升至室温,反应48小时,过滤除DCU,然后旋蒸除去溶剂,将浓缩物再用二氯甲烷溶解过滤,此过程反复多次,得BFFPC粗产品。将粗产品溶于少量无水甲醇中,加入10ml饱和氯化氢乙醇溶液,反应1小时,除去溶剂,乙醚多次沉淀得ADFPC的盐酸盐粗产品。将ADFPC盐酸盐粗产品溶于适量的甲醇中,加饱和碳酸氢钠溶液,调pH至9左右,过滤除盐,将滤液蒸干得ADFPC粗产品。用C-18反相硅胶水-甲醇柱层析得4.5克(3.5mmol)AFFPC,收率70%。
Ms(+):理论值:1284.7g/mol,测定值:1285.8g/mol。
实施例5~8
首先在一个装有搅拌器、温度计、回流装置的反应釜中加入干燥的DMAc溶剂,其加入量与加入的反应物重量比为5∶1,然后按照表1所列的配方量,加入不同分子量的聚醚二元醇或聚碳酸酯二元醇或聚硅氧烷二醇与聚碳酸酯二元醇混合物进行搅拌溶解,升温至40℃,再按表1的配方量加入二异氰酸酯(MDI),和以总固含量重量计为0.1‰的辛酸亚锡,升温至60~65℃反应2小时;按表1配方量加入1,4-丁二醇,同时升温至65-70℃,保持1小时,再按表1所列的配方量加入HDFOPC,充分搅拌使反应物完全溶解,同时升温到80℃保持1小时,再升温至95-100℃保持5小时,停止搅拌,冷却。即得固含量约为15%的含碳氟单链磷脂酰胆碱聚氨酯溶液(表1中加入量的单位均为克)。
实施例9~12
首先在一个装有搅拌器、温度计、回流装置的反应釜中加入干燥的DMAc溶剂,其加入量与加入的反应物重量比为5∶1,然后按照表2所列的配方量,加入不同分子量的聚醚二元醇或聚碳酸酯二元醇进行搅拌溶解,升温至40℃,按表2所列的配方量加入二异氰酸酯(HDI),和以总固含量重量计为1‰的二丁基二月桂酸锡,升温至70℃反应2小时,再按表2的配方量加入扩链剂,继续搅拌反应1小时,最后按表2所列的配方量加入封端剂AFFPC或ADFPC,充分搅拌使反应物完全溶解,同时升温到80℃保持1小时,再升温至85-90℃反应4小时,停止搅拌,冷却。即得固含量约为15%的含碳氟双链或碳氟和碳氢混双链的磷脂酰胆碱聚氨酯溶液(表2中加入量的单位均为克)。
实施例13-15
首先在一个装有搅拌器、温度计、回流装置的反应釜中加入干燥的DMAc溶剂,其加入量与加入的反应物重量比为5∶1,然后按照表2所列的配方量,加入不同分子量的聚醚二元醇或聚碳酸酯二元醇进行搅拌溶解,升温至40℃,按配方量加入二异氰酸酯(MDI或HMDI),和以总固含量重量计为0.5‰的辛酸亚锡,升温至70℃反应1小时,按表2所列的配方加入扩链剂继续搅拌反应1小时,最后按表2所列的配方量加入封端剂AFFPC或ADFPC,充分搅拌使反应物完全溶解,同时升温到80℃左右保持1小时,再升温至85-90℃反应5小时,停止搅拌,冷却。即得固含量约为15%的含碳氟双链或碳氟和碳氢混双链的磷脂酰胆碱聚氨酯溶液(表2中加入量的单位均为克)。
实施例16
本实施例合成工艺同实施例10,只有原料配方和封端剂不同,原料配方见表2。即得固含量约为15%的碳氢双链磷脂酰胆碱聚氨酯溶液。
实施例17
本比较例合成工艺同实施例15,只有原料配方和封端剂不同,原料配方见表2。即得固含量约为15%的碳氢双链磷脂酰胆碱聚氨酯溶液。
实施例18-22
将实施例8所制备的样品与聚碳酸酯聚氨酯(PCU)(【制备方法见专利CN1569917A】按表3所示的比例,用DMAc溶解共混,获得固含量为10%的聚合物溶液(表3中的加入量均为克)。
表1
Figure GSA00000005486100211
表2
Figure GSA00000005486100221
注:聚氨酯材料的重均分子量的测定方法为凝胶渗透色谱法(GPC)
表3
Figure GSA00000005486100222
PCU*:聚碳酸酯型聚氨酯的制备方法见专利CN1569917A。
本发明提供的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯可以作为大分子添加剂加入到其他医用聚氨酯材料中,以减少材料本体中含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱的含量,保持本体材料优异的物理机械性能。为了考察本发明提供的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端聚氨酯在与其他材料共混后的迁移能力,本发明对实施例18-22所获得的材料、纯PCU和实施例8的产物进行了表面接触角和力学性能的测试比较。
1、水接触角的测定比较将各种材料先分别用DMAc溶解配成5%(wt/v)的溶液,然后滴到干净的玻片上,于50℃烘箱干燥24h,60℃真空烘箱干燥48h。再用德国KRUSS光学接触角测量仪DSA100,在室温条件下,用3ul水测定接触角,测定结果为5个平行测定值的平均值,具体数据见表4。
表4
Figure GSA00000005486100231
从表4的接触角测定数据可见,仅添加0.5%的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱聚氨酯,本体聚氨酯的表面水接触角的就可增加,说明含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端聚氨酯已迁移到本体材料表面。当添加含量为5%时,本体材料表面的水触角和未加有PCU的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端聚氨酯的接触角相同,这结果表明本体材料表面已经完全由添加的聚氨酯富集。因此本发明提供的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱聚氨酯具有较强的迁移能力,在本体材料中只要添加少量的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯(含量<5%)就可以获得和含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端聚氨酯相同的表面结构的材料,大大降低了材料本体的磷脂酰胆碱的含量。
2、力学性能测试比较将以上各种材料先分别用DMAc溶解配成10%(wt/v)的溶液后浇铸成膜,膜厚约为1mm,然后采用哑铃形标准样刀制成样片,每种材料各5片,再用深圳SANS CMT4104型电子拉力机进行测试。所得测试结果为五次测试的平均值,具体数据见表5。
表5
Figure GSA00000005486100241
从表5的力学性能数据比较可以看出,添加少量的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯不会改变其本体材料的力学强度。

Claims (3)

1.末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂,该封端剂或为末端带羟基或胺基的含碳氟双链磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure FSB00001026670000011
式中S代表羟基或胺基,m为5-10的整数,n,r,p,q为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团,Rf为含碳原子2-20的全氟亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure FSB00001026670000012
式中S代表羟基或胺基,A为含碳原子5-20的烷基或含碳原子5-10的全氟烷基,p,q,r为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团,B为含碳原子2-20的全氟亚烷基或含碳原子为2-10的亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氢双链磷脂酰胆碱,结构式如下:
Figure FSB00001026670000013
式中S代表羟基或胺基,m为5-20的整数,p,q为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团。
2.用权利要求1所述的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料,该材料是由聚醚二元醇、聚碳酸酯二元醇和聚硅氧烷二元醇中的至少一种构成柔性链段,与二异氰酸酯和扩链剂构成的刚性链段交替共聚形成的分子链两端带异氰酸基团的预聚物,再用末端带羟基或胺基的含碳氟链或碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端制备获得,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000,
其中所用的末端带羟基或胺基的含碳氟链或碳氢链磷脂酰胆碱封端剂或为末端带羟基或胺基的含碳氟双链磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure FSB00001026670000014
式中S代表羟基或胺基,m为5-10的整数,n,r,p,q为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团,Rf为含碳原子2-20的全氟亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱,其结构式如下:
Figure FSB00001026670000021
式中S代表羟基或胺基,A为含碳原子5-20的烷基或含碳原子5-10的全氟烷基,p,q,r为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团,B为含碳原子2-20的全氟亚烷基或含碳原子为2-10的亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氢双链磷脂酰胆碱,结构式如下:
Figure FSB00001026670000022
式中S代表羟基或胺基,m为5-20的整数,p,q为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团。
3.用权利要求1所述的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料,该材料或为末端带羟基或胺基的含氟碳双链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料,其结构式为:
Figure FSB00001026670000023
式中S代表氧原子或亚胺基(NH),m为5-10的整数,n,r,p,q为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团,Rf为含碳原子2-20的全氟亚烷基,R1代表亚烷基或亚芳基,R2代表聚氨酯软段组成中的聚醚链段,聚碳酸酯链段或聚硅氧烷链段,其中x,y代表聚合物的重复结构单元数,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000,或为末端带羟基或胺基的含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料,其结构式为:
Figure FSB00001026670000031
式中S代表氧原子或亚胺基(NH),A为含碳原子5-20的烷基或含碳原子5-10的全氟烷基,p,q,r为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团,B为含碳原子2-20的全氟亚烷基或含碳原子为2-10的亚烷基,R1代表亚烷基或亚芳基,R2代表聚氨酯软段组成中的聚醚链段,聚碳酸酯链段或聚硅氧烷链段,其中x,y代表聚合物的重复结构单元数,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000,或为末端带羟基或胺基的含碳氢双链磷脂酰胆碱封端的聚氨酯材料,其结构式为:
式中S代表氧原子或亚胺基(NH),m为5-20的整数,p,q为1-4的整数,Q代表氧原子,J,Z代表酰胺基团或酯基基团,R1代表亚烷基或亚芳基,R2代表聚氨酯软段组成中的聚醚链段,聚碳酸酯链段或聚硅氧烷链段,其中x,y代表聚合物的重复结构单元数,该聚氨酯材料的重均分子量为5000-70000。
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