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摘 要

以聚乙二醇（PEG）为原料制备双端氨基聚乙二醇，使用L-丙氨酸与三聚光气反应制备N-羧基-丙氨酸-环内酸酐(NCA)。并以双端氨基聚乙二醇为引发剂，引发NCA开环聚合，合成聚乙二醇-聚L-丙氨酸嵌段共聚物。利用核磁共振氢谱(¹HNMR)、傅里叶变换红外光谱法(IR)对各阶段产物的结构性能特征进行表征。结果显示在选择性溶剂中嵌段聚合物具有聚集倾向，能够生成球形的稳定胶束。

关键词: 聚氨基酸 L-丙氨酸 开环聚合

Preparation and study of polyethylene glycol poly - propionate block copolymer

ABSTRACT

Using polyethylene glycol (PEG) as raw materials by double amino terminated poly (ethylene glycol), L-Alanine and triphosgene reaction of preparing N - carboxyl - alanine - ring anhydride (NCA). And to double amino terminated poly (ethylene glycol) for initiator, initiate NCA open ring polymerization. Synthesis of poly (ethylene glycol) - poly (L-alanine diblock copolymer. By proton nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and structure characteristics of Fourier transform infrared spectroscopy (IR) copolymer were characterized. The results showed that in aqueous solution of CPC polymer chain in alpha helix conformation form of existence, in certain conditions, block copolymers can form spherical micelles.

Keywords: Poly amino acid; L- alanine; ring opening polymerization

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 综述 1

1.1前言 1

1.2聚氨基酸及其共聚物 3

1.2.1聚氨基酸简介及其合成 3

1.2.2聚氨基酸-聚醚嵌段共聚物 3

1.3聚氨基酸的应用 4

1.3.1在工业上的应用 4

1.3.2在农业生产上的应用 4

1.3.3在医药领域的应用 4

1.4嵌段共聚自组装 6

1.5本实验的研究背景及内容 10

第二章 实验部分 11

2.1 试剂与仪器 11

2.1.1实验药品与试剂 11

2.1.2实验仪器与设备 12

2.1.3试剂预处理 12

2.2 双端氨基聚乙二醇制备 12

2.3 L-丙氨酸NCA制备 13

2.4 聚乙二醇-聚丙氨酸嵌段共聚物合成 14

2.5仪器表征 14

第三章 结果与讨论 17

3.1氨基聚乙二醇的制备 17

3.2 L-丙氨酸NCA制备 17

3.3嵌段共聚物的合成 17

参考文献 19

致谢 21

第一章 综述

1.1前言

由于生物可降解聚合物被愈来愈多的应用在医学、生物制药工程的领域，其作为一种新材料受到研究人员的广泛关注。原因是其可作为药物、肽链以及蛋白质的控释载体以达到稳定和靶向释放的目的。并且，生物可分解聚合物拥有理想的生物相容性、优秀的机械强度以及物理特性等显著优点，是医用包装材料、外科缝合线、生物粘着性材料和人工骨骼等产品的优选制成材料。广泛的应用前景催生了人们的研究热情，从其来源上可大致分为两类：天然聚合物和合成聚合物。

1. 天然聚合物材料

天然聚合物材料是指来自动植物可自行分解的聚合物，其不带有毒性，且拥有理想的生物相容性。

除了棉花，麻，羊毛，丝等原料为天然聚合物，有很多是从自然废弃物提取，如几丁质，并经过适当的处理可以成为一个重要的化工原料。淀粉可普遍使用在食物包装、化学工业、医用药品以及织造等领域。作为原料，在应用是生淀粉具有许多不足之处，因此在实际的生产生活中人们通常使用经过物理、化学或酶法改性的淀粉，其主要原理是调整分子上的羟基或葡萄糖环上的构造，来增强一些所需的功能或者增加新的物理和化学性能。

氧化、酯化、醚化、交联以及共聚是常见的修饰手段，经过修饰的淀粉能够加工成容易降解的农用薄膜和包装材料。可以用作生物可降解材料的自然资源中的，纤维素被各个研究机构和生产企业青睐。如今，各种工农业产品以被改性的纤维素作为生产原料。德国科德宝公司用木浆制成的布制作挤奶器；Struszczy.h等使用葡糖胺的有机酸水溶液生成海藻纤维，其表现出良好的生物降解性；甲壳素，亦称甲壳质，它的产量仅仅稍逊与纤维素，是常用的可降解材料。通过脱脂处理后，可以获得壳聚糖。甲壳质和脱乙酰壳多糖在工农业、食药、环境保护和其他领域应用广泛，如外科缝合线，人工肾薄膜，食物保鲜剂等。

1. 合成类可降解聚合物材料

虽然天然可降解材料有一些优秀的性能，但仍存在一些问题。物理特性不佳，生产性状不定。人们对合成类可降解的聚合物材料进行前期设计和调整，使其微结构、机械性能、形貌和材料降解所需时间达到期望值。并且聚合物材料可以完全降解，不会产生异物造成其他不可控副作用。因此作为医用工程支架的重要原材料，其被研究的最多，并且使用的最广泛。根据可生物降解的复合物材料的不一样的制成方法有以下两种类别：

生物合成聚合物材料

20世纪80年代以来，通过生物合成法合成具有新型结构的高分子材料的研究得到了飞速的发展。这种聚合物可百分之百生物降解，囊括高分子聚酯以及多糖，对高分子聚酯有更多的探讨。聚羟基脂肪酸酯以及聚3-羟基丁内酯可以用作外科缝合线和手术修补材料，各研究机构对此方面的研究十分普遍。英国ICI（帝国化学工业）公司做了很多工作，在PHB工业微生物合成及应用方面。其在1980年申请，用葡萄糖和丙酸为碳源，培养真氧碱发酵菌种，生产成型性能优异的无规共聚物3-羟基γ-丁内酯和3-羟基戊酸酯；在中国，PHA的研究也相当活跃。山东大学与北京微生物所文欣和陈奇等人，对真氧产碱菌积累PHA的发酵条件和生物学特征等都进行过深入的研究；在北京农业大学的王敬国对细菌的PHB含量的测定做了许多有益研究;武汉大学生物技术中心正在集中精力于PHA的实际应用的研究；陈国强等人已顺利开发出PHA塑料，并且可以进行批量化生产。

化学合成聚合物材料

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