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摘 要

近年来，生物医用高分子材料的生物相容性研究备受关注。基于仿细胞膜外层结构设计的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)及其聚合物是研究的热点。2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)是一种非常重要的仿生模拟血液相容性高分子材料的单体。本论文以三氯氧磷为原料，通过三步法合成MPC。先三氯氧磷和甲基丙烯酸羟乙酯反应合成甲基丙烯酰氧乙基磷酰二氯（HEMA-P(O)Cl₂），然后再和乙二醇反应得到2-(2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊基)氧化乙基甲基丙烯酸酯 (OPEMA)，再通过三甲胺开环反应得到MPC。优化了step-1甲基丙烯酰氧乙基磷酰二氯的合成条件，得最适反应条件为：反应摩尔比POCl₃ ：HEMA=1.02:1，滴加温度为20℃，滴加时间为 45min，反应温度为45℃，反应时间为10h。优化后产率可达85%。

关键词：MPC 甲基丙烯酰氧乙基磷酰二氯 三氯氧磷 HEMA 乙二醇

Synthesis of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine

Abstract

In recent years,the biocompatibility of biomedical polymer materials has received much attention.2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) whose design is based on the structure of the simulated cell membrane and its polymer is a hot research.2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) is a very important bionic simulation blood compatibility monomer of polymer materials.MPC was synthesized by three steps with phosphorus oxychloride as the raw material in this work.Firstly, methacryloyloxy ethyl dichloride (HEMA-P(O)Cl₂) was synthesized with phosphorus oxychloride and hydroxyethyl methacrylate,and then reaction with ethylene glycol to give 2-(2-oxo-1,3,2-dioxaphospholoyloxy)ethyl methacrylate (OPEMA).Finally,it got MPC through the ring-opening reaction of trimethylamine. The synthesis conditions of step-1 methacryloyloxy ethyl dichloride (HEMA-P(O)Cl₂) were optimized and the most appropriate reaction conditions were as following: the reaction molar ratio of POCl₃ and HEMA was 1.02:1;the dropping temperature was 20℃; the dropping time was 45 minutes;the reaction temperature was 45℃;the reaction time was 10h.After optimization, the yield was up to 85%.

Key Words:MPC; HEMA-P(O)Cl₂;POCl₃;HEMA;ethylene glycol

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 概述 1

1.2 生物材料及血液相容性 1

1.2.1 生物材料的定义 1

1.2.2 生物相容性(血液相容性) 1

1.3 基于细胞膜仿生的磷酰胆碱(PC)技术 3

1.3.1 细胞膜结构组成 3

1.3.2 磷酰胆碱(PC)技术 3

1.4 磷酰胆碱(PC)聚合物的应用 8

1.4.1 人工器官 8

1.4.2 组织工程 9

1.4.3 药物释放 9

1.4.4 化妆品 9

1.4.5 生物传感器 10

1.5课题的提出 10

第二章 2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)的合成 12

2.1 前言 12

2.2 本课题确定的合成路线 12

第三章 实验部分 14

3.1 实验仪器与试剂 14

3.1.1 实验仪器 14

3.1.2 实验试剂及预处理 14

3.2 Step-1甲基丙烯酰氧乙基磷酰二氯的合成 15

3.3 Step-2 2-(2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊基)氧化乙基甲基丙烯酸酯的合成 16

3.4 Step-3 MPC的合成 17

第四章 结果与讨论 19

4.1 HEMA-P(O)Cl₂的HPLC分析 19

4.2 Step-1 薄层色谱(TLC)的展开剂选择 20

4.3 Step-1反应摩尔比对产率的影响 21

4.4 Step-1反应时间对产率的影响 22

4.4 Step-1反应温度对产率的影响 23

4.5 Step-1反应量对产率的影响 24

第五章 结论和展望 26

5.1 结论 26

5.2 展望 26

参考文献 27

致谢 31

第一章 前言

1.1 概述

随着人类对生命和健康的追求不断提高，与之相应的各个学科也不断发展和进步，其中生物材料(biomedical materials)是所有这些学科能够应用于人类实际生活的物质支柱。生物材料包括天然生物材料和合成高分子生物材料，其中合成高分子生物材料(Polymeric biomaterial)^[1]是一种安全、稳定、经济的且有一定程度上生理相容性的功能材料，在结构和功能上能部分代替身体组织或器官，且随着对生物材料的研究不断发展，其概念也在不断的丰富和完整，目前生物材料通常是指对生物组织和器官进行修复、替换或再生的一类高分子功能材料。这类高分子生物材料已被广泛应用于生物医药产品的制造之中^[2]，如人工器官、导管、支架等，目前除了脑组织和内分泌器官外，高分子生物材料可以代替人类几乎所有的器官和组织，代替人体心脏功能的人工心脏甚至能够维持人体在没有心脏的情况下生存二个月。

但当这些高分子生物材料与血液接触时就会发生一系列不良反应^[3]。首先是因血液中的蛋白质被快速吸附到材料表面而引起的凝血、血栓现象；第二是因高分子生物材料向血液释放的一些增塑剂、稳定剂而导致的血液系统破败；第三是因高分子生物材料与天然血管壁之间的机械顺从性的差异而引起的血流紊乱、溶血^[4]。这些不良反应已经在很大程度上影响到该材料在临床方面的应用，所以开发具有良好血液相容性，尤其是抗血栓形成能力的生物高分子材料一直是一个极具挑战性和迫切性的课题。通过模拟血管外壁表面结构和生理特征来仿生设计血液相容性材料是解决该难题的一种行之有效的途径，目前已被广泛应用于血液相容性高分子材料领域。

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