專利名稱：一種金剛烷改性共聚物水凝膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金剛烷改性共聚物水凝膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)為單體合成的聚乙烯吡咯垸酮(PVP)及其共聚物水凝膠 是在醫(yī)療衛(wèi)生、生物工程、制藥、光學(xué)等領(lǐng)域具有重要用途的功能高分子材料，這種NVP 共聚物水凝膠特有的安全無(wú)毒、生物相容性、反復(fù)溶漲性等優(yōu)良特征，使其研究和應(yīng)用日益 受到國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注(CN1170347， US 5,662,960， US 5,713,960， US 5,116,371 )，其中(丙 烯酸)-(N-乙烯基吡咯垸酮)共聚物水凝膠以其結(jié)構(gòu)改性空間大、溶脹性易調(diào)控、生物相容 性、藥物緩釋性、刺激響應(yīng)性好等優(yōu)良特性成為近年來(lái)最受關(guān)注的一類(lèi)水凝膠。金剛烷胺類(lèi) 化合物一般作為原料藥，起治療各種疾病作用(CN1539409， CN101204385， CN1235540， CN101348461)，以金剛烷胺為例，它具有抗流感病毒、治療帕金森癥和禽流感病毒等藥用功 效。美國(guó)于1966年批準(zhǔn)其作為流行感冒預(yù)防藥，并于1976年在預(yù)防藥的基礎(chǔ)上確認(rèn)其為治 療藥，該藥對(duì)成年患者的療效及安全性己得到廣泛認(rèn)同。在(丙烯酸)-(N-乙烯基吡咯烷酮) 共聚物水凝膠結(jié)構(gòu)中引入金剛烷胺，可以使該水凝膠在保持固有特性的同時(shí)增加新的抗病 毒、抗菌等藥物功能，從而拓展(丙烯酸)-(N-乙烯基吡咯烷酮)共聚物水凝膠的應(yīng)用范圍， 為制藥、醫(yī)療衛(wèi)生、生物工程等領(lǐng)域提供一種應(yīng)用價(jià)值很高的多功能高分子材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金剛垸改性共聚物水凝膠及其制備方法，該共聚物水凝膠具有 較高的平衡溶脹性、生物相容性、抗菌抗病毒等特殊功能。
本發(fā)明所提供的一種金剛烷改性共聚物水凝膠是以金剛垸胺改性的丙烯酸一 N-乙烯基吡咯烷酮共聚物為主鏈的交聯(lián)共聚物，該共聚物水凝膠主鏈單元結(jié)構(gòu)如下:
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該水凝膠產(chǎn)品粒度為40-80目。
本發(fā)明所提供的一種金剛垸改性共聚物水凝膠的制備方法有如下步驟以丙烯酸、N-乙
烯基吡咯垸酮和金剛烷胺為反應(yīng)物，低碳醇為溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，N,N'-亞甲基雙 丙烯酰胺為交聯(lián)劑，首先在低碳醇溶液中用金剛垸胺對(duì)丙烯酸單體進(jìn)行預(yù)處理，然后加入 N-乙烯基吡咯烷酮、偶氮二異丁腈和N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺進(jìn)行溶液共聚-交聯(lián)反應(yīng)，再經(jīng) 過(guò)濾、洗滌、真空干燥、篩分步驟制備成金剛垸改性共聚物水凝膠。
上述丙烯酸與N-乙烯基吡咯垸酮的摩爾比為1: 1~1: 5。 上述金剛垸胺與丙烯酸的摩爾比為1: 1~1: 10。
上述金剛垸胺對(duì)丙烯酸單體進(jìn)行預(yù)處理的溫度為60°C，時(shí)間為0.5小時(shí)。
上述偶氮二異丁腈與丙烯酸、N-乙烯基吡咯垸酮和金剛垸胺的總摩爾數(shù)比為1: 100-1:
500。
上述N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和金剛烷胺的總摩爾數(shù)比為
1: 20~1: 200。
上述溶液共聚-交聯(lián)反應(yīng)的溫度為80°C 100°C。
上述低碳醇溶劑為乙醇、異丙醇、正丁醇或叔丁醇中的一種；上述丙烯酸、N-乙烯基吡 咯垸酮和金剛烷胺的總摩爾數(shù)與低碳醇溶劑的摩爾數(shù)之比為1: l~h 3。
通過(guò)上述方法制備的金剛垸改性共聚物水凝膠的紅外光譜圖分析如下1733cm—1是COOH 羰基的伸縮振動(dòng)吸收峰。1651cm"是吡咯垸酮上羰基的縮振動(dòng)吸收峰，1425cm"左右為亞甲 基剪式彎曲振動(dòng)引起的吸收峰，這是NVP的特征吸收峰。在2915cm"和2857 cm"雙峰是金 剛垸胺中CH和CH2鍵的伸縮振動(dòng)，是金剛烷的特征峰；1564 cm"是COO—的非對(duì)稱伸縮 振動(dòng)峰。紅外光譜分析結(jié)果表明金剛烷胺是通過(guò)-COO&NH2-鍵連接在(丙烯酸)-(N-乙烯基吡咯烷酮)共聚物水凝膠的側(cè)鏈羧基上。
本發(fā)明所述金剛烷改性共聚物水凝膠及其制備方法具有如下有益效果
1、 反應(yīng)條件溫和、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少、操作簡(jiǎn)便安全。
2、 工藝過(guò)程環(huán)境友好，不涉及有毒、有腐蝕、有污染的原材料，產(chǎn)品收率高、三廢排放 少，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
3、 產(chǎn)品的金剛烷胺含量高，未反應(yīng)完的金剛垸胺可通過(guò)簡(jiǎn)單方法回收并循環(huán)利用。
4、 產(chǎn)品的溶脹性能可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)控。
5、 金剛烷改性共聚物水凝膠具有較高的平衡溶脹性、生物相容性、抗菌抗病毒、刺激響 應(yīng)性等優(yōu)良性能和特殊功能，是一種在制藥、醫(yī)療衛(wèi)生和生物工程等領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值很高的新 型功能高分子材料。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例詳述本發(fā)明，然而，本發(fā)明不限于下述實(shí)施例。 實(shí)施例1
在常溫常壓下，依次將丙烯酸(O.lmol)、金剛垸胺(O.lmol)和乙醇(50ml)加入到250ml 三口燒瓶中，升溫到6(TC攪拌預(yù)處理0.5小時(shí)，然后加入N-乙烯基吡咯烷酮(O.lmol)和偶 氮二異丁腈(O扁mol)、 N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(0.015mol)'升溫到80。C反應(yīng)2小時(shí)，將 析出的沉淀物抽濾，同時(shí)用無(wú)水乙醇洗滌濾餅3次，將得到的固體物在置于真空干燥箱中6(TC 真空干燥5小時(shí)，得到金剛垸胺改性的丙烯酸^N-乙烯基吡咯烷酮共聚物水凝膠，收率為 85%。然后再經(jīng)粉碎、篩分，取40 80目顆粒，測(cè)得在蒸餾水中的平衡溶脹率為226g/g。
實(shí)施例2
加入金剛烷胺的量為0.02mol，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件與實(shí)施例1相同，產(chǎn)物收率為89%， 在蒸餾水中的平衡溶脹率為280g/g。 實(shí)施例3
加入金剛烷胺的量為O.Olmol，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件與實(shí)施例1相同，產(chǎn)物收率為92%，在蒸餾水中的平衡溶脹率為320g/g。 實(shí)施例4
加入N-乙烯基吡咯烷酮的量為0.3mol，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件與實(shí)施例1相同，產(chǎn)物收率 68%，在蒸餾水中的平衡溶脹率為198g/g。 實(shí)施例5
加入N-乙烯基吡咯烷酮的量為0.5mol，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件與實(shí)施例1相同，產(chǎn)物收率 62%，在蒸餾水中的平衡溶脹率為174g/g。 實(shí)施例6
加入偶氮二異丁腈引發(fā)劑0.0015mo1，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率85%，在蒸 餾水中的平衡溶脹率為223 g/g。 實(shí)施例7
加入偶氮二異丁腈引發(fā)劑O.OOlmol，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1,產(chǎn)率87%，在蒸 餾水中的平衡溶脹率為206 g/g。 實(shí)施例8
加入偶氮二異丁腈引發(fā)劑0.00075mo1，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率90%，在蒸 餾水中的平衡溶脹率為173 g/g。 實(shí)施例9
加入偶氮二異丁腈引發(fā)劑0.0006mo1，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率91%,在蒸 餾水中的平衡溶脹率為162g/g。 實(shí)施例10
加入N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺0.00375mo1，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1 ，產(chǎn)率52%, 在蒸餾水中的平衡溶脹率為289 g/g。 實(shí)施例11
加入N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺0.0025mo1，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率65%，在 蒸餾水中的平衡溶脹率為313g/g。實(shí)施例12
加入N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺0.0015mo1，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1 ，產(chǎn)率38%，在 蒸餾水中的平衡溶脹率為348 g/g。 實(shí)施例13
聚合反應(yīng)溫度為9(TC，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率93%，在蒸餾水中的平衡 溶脹率為213g/g。 實(shí)施例14
聚合反應(yīng)溫度為IO(TC，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率96%，在蒸餾水中的平 衡溶脹率為184g/g。 實(shí)施例15
反應(yīng)所用溶劑為異丙醇，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率82%，在蒸餾水中的平衡 溶脹率為159g/g。 實(shí)施例16
反應(yīng)所用溶劑為正丁醇，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率74%，在蒸餾水中的平 衡溶脹率為112g/g。 實(shí)施例17
反應(yīng)所用溶劑為叔丁醇，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，產(chǎn)率81%，在蒸餾水中的平 衡溶脹率為147g/g。
權(quán)利要求
1.一種金剛烷改性共聚物水凝膠，其特征在于該水凝膠是以金剛烷胺改性的丙烯酸-N-乙烯基吡咯烷酮共聚物為主鏈的交聯(lián)共聚物，該共聚物水凝膠主鏈單元結(jié)構(gòu)如下
2. —種如權(quán)利要求1所述的金剛烷改性共聚物水凝膠的制備方法，其特征在于有如下 步驟以丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和金剛烷胺為反應(yīng)物，低碳醇為溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，首先在低碳醇溶液中用金剛烷胺對(duì)丙烯酸單體進(jìn) 行預(yù)處理，然后加入N-乙烯基吡咯垸酮、偶氮二異丁腈和N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺進(jìn)行溶液 共聚-交聯(lián)反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、真空干燥、篩分步驟制備成金剛垸改性共聚物水凝膠。
3. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述丙烯酸與N-乙烯基吡咯烷酮的摩爾比為1: 1~1: 5。
4. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述金剛烷胺與丙烯酸的摩爾比為1: 1~1: 10。
5. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述金剛垸胺對(duì)丙烯酸單體進(jìn)行預(yù)處理的 溫度為6(TC，時(shí)間為0.5小時(shí)。
6. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述偶氮二異丁腈與丙烯酸、N-乙烯基吡 咯垸酮和金剛烷胺的總摩爾數(shù)比為1: 100 1: 500。
7. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酸、 N-乙烯基吡咯烷酮和金剛垸胺的總摩爾數(shù)比為1: 20~1: 200。
8. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述溶液共聚-交聯(lián)反應(yīng)的溫度為80°C 訓(xùn)。C。
9. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述低碳醇溶劑為乙醇、異丙醇、正丁醇 或叔丁醇中的一種；上述丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和金剛垸胺的總摩爾數(shù)與低碳醇溶劑 的摩爾數(shù)之比為h 1~1: 3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種金剛烷改性共聚物水凝膠及其制備方法，該水凝膠是以金剛烷胺改性的丙烯酸-N-乙烯基吡咯烷酮共聚物為主鏈的交聯(lián)共聚物，該共聚物水凝膠主鏈單元結(jié)構(gòu)如下本發(fā)明的制備方法是以丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和金剛烷胺為反應(yīng)物，低碳醇為溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，首先在低碳醇溶液中用金剛烷胺對(duì)丙烯酸單體進(jìn)行預(yù)處理，然后加入N-乙烯基吡咯烷酮、偶氮二異丁腈和N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺進(jìn)行溶液共聚-交聯(lián)反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、真空干燥、篩分步驟制備而成；所制備的水凝膠具有生物相容性、抗病毒性、較高的平衡溶脹性，可作為藥物載體、緩釋劑，在制藥、醫(yī)療衛(wèi)生、生物工程等領(lǐng)域具有潛在的重要用途。
文檔編號(hào)C08L39/06GK101585950SQ200910040269
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者卅 劉, 呂滿庚, 梁成鋒, 郭建維 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)