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1、第1期高分子通报-39-聚乙二醇衍生物的合成研究进展熊成东~王亚辉~袁明龙~邓先模(中国科学院成都有机化学研究所~成都~610041)摘要:功能化聚醚尤其是功能化聚乙二醇衍生物~如聚乙二醇对甲苯磺酸酯~胺基聚乙二醇~羧基聚乙二醇~聚乙二醇-聚酯及聚乙二醇-聚氨基酸共聚物等在有机合成~多肽合成~高分子合成~药物的缓释控释~靶向施药等多方面具有广泛的应用前景~目前它已成为国内外研究的热点~本文综述了近年来聚乙二醇衍生物的合成研究进展O关键词:聚乙二醇;衍生物;合成引言聚乙二醇(PEG)是一种用途极为广泛的聚
2、醚高分子化合物~它可应用于医药~卫生~食品~化工等众多领域OPEG能够溶解于水和许多溶剂中~且该聚合物具有优异的生物相容性~在体内能溶于组织液中~能被机体迅速排除体外而不产生任何毒副作用[1~4]~更难得的是~当把PEG和其它分子偶合时~它的许多优良性质也会随之转移到结合物中[5~9]O因此~它在医学上的应用受到了广泛的重视~并得到了美国食品与药物管理局(FDA)的认可O在药物工业中聚乙二醇可用作药物辅料以提高药物的各种性能~如分散性~成膜性~润滑性~缓释性等O在新型生物材料的合成和改性中~聚乙二醇作为
3、材料的一部分~将赋予材料新的特性和功能~如亲水性~柔性~抗凝血性~抗巨噬细胞吞噬性等O在聚乙二醇的应用中~端基起着决定性的作用~不同端基的聚乙二醇具有不同的用途O在实际应用中聚乙二醇高分子链端不仅仅局限于带端羟基~其它反应性更强的功能化基团~如对甲苯磺酸酯基~氨基~羧基~醛基等亦可被引入到聚乙二醇链的两端O这些功能化基团的引入扩大了聚乙二醇的应用范围~使它在有机合成~多肽合成~高分子合成及药物的缓释控释~靶向施药等多方面均具有广阔的应用前景~有关合成及应用的报道日益增加O本文综述了近年来聚乙二醇衍生物的
4、合成及应用的研究进展O在聚乙二醇功能化的过程中~可以将聚乙二醇的末端两个羟基转化为相同的功能基~也可以转化为不同的功能基~前者叫做同端基遥爪聚乙二醇(OmOtelechelicPEG)~后者叫做异端基遥爪聚乙二醇~(eterOtelechelicPEG)~下面分别对其制备加以介绍O1同端基遥爪聚乙二醇及其制备1.1聚乙二醇-对甲苯磺酸酯(PEGOTS)的制备对甲苯磺酸酯基(OTS)是一个很好的离去基团~因此PEGOTS经常用作制备其它PEG作者简介:熊成东研究员~高分子室主任~1962年2月生~1982
5、年毕业于四川大学化学系~1990年在中国科学院成都有机化学研究所取得硕士学位O从1988年开始从事生物医学材料的研究~主要研究方向:新型可生物降解材料的合成;药物控制释放;骨组织工程O1995年访问英国NOttingham大学开展了长循环靶向纳米微球控制释放的研究;国家自然科学基金资助项目~批准号29874033;通讯联系人O40高分子通报2000年3月衍生物的中间体,该中间体的合成方法已有许多文献报道,PEGOTS一般都是在碱的催化下,用PEG和对甲苯磺酰氯(TSC1)反应得到,Mutter和Suza
6、ki都曾用干燥的聚乙二醇和过量的TSC1在二氯甲烷中,用吡啶做酸吸收剂得到聚乙二醇-对甲苯磺酸酯[10*11](式1):C~2C12PEGO~-TSC1-PEGOTS(1)C6~5N用这种方法,羟基转化率只有80%,未反应的聚乙二醇很难从产物中去处,且反应过程中会产生聚合物链的断裂,致使聚乙二醇的分子量大约降低30%,反应时间也较长,产物不易纯化,[12]设计了另外两条路线来合成聚乙二醇-对甲苯磺酸酯,他们是用丁基锂DeVoS和Goetha1S作为碱性催化剂(式2):~3C==N==N~3C=PEGO~
7、TSC120-5C4~9LiPEGOTS(90%)(2)-20PEGOLiTSC1[13]用氢化钠作为碱性催化剂,在甲苯溶剂中,用聚乙二醇和对甲苯磺酰氯反应也~arriS等人制得聚乙二醇-对甲苯磺酸酯(式3),而且这种方法不会导致聚合物链的断裂,Na~PEGO~-TSC1-PEGOTS(3)C6~6反应中加入氢化钠使聚乙二醇形成醇钠,从而增加其反应性,最近,袁明龙等[14]用有色的烷基金属碱性催化剂,用PET和TSC1反应制得PEGOTS,用该种方法,羟基转化率几乎达到100%,不会导致聚合物链的断裂,
8、而且适用于各种分子量的PEG,操作简便,1-2聚乙二醇的氨基化氨基化后的聚乙二醇,由于反应活性较大的氨基取代了羟基,因此,在大分子反应中尤为重要,如与另一含羧基的大分子进行反应形成嵌段共聚物,Buckmann和JohanSSon曾经用溴化聚乙二醇(PEGBr)作为原料通过两种途径来合成聚乙二醇胺(PEGN~[15*16]2)(式4*5):EtO~,N~3PEGBr-PEGN~2(4)EtO~PEGBr-~2N(C~2)6N~2-PEGN~(
