论文题目: 基于可生物降解的脂肪族聚碳酸酯的功能化改性及分子模拟
论文类型: 博士论文
论文专业: 应用化学
作者: 卢凌彬
导师: 黄可龙
关键词: 脂肪族聚碳酸酯,二氧化碳,微球,可生物降解,分子模拟
文献来源: 中南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 高分子药物载体材料的研究是当前生物医学最热门的课题之一。脂肪族聚碳酸酯是一类可生物降解的,具有生物相容性的聚合物。它具有良好的疏水性和柔韧性,降解时不会释放大量酸性物质,是一种很有应用前景的药物缓释材料。利用二氧化碳（CO2）合成脂肪族聚碳酸酯为国内外众多研究者所关注和重视,目前大多数研究主要是围绕如何提高CO2的反应效率和催化活性来开展的。从材料的功能化考虑,如何提高和改善脂肪族聚碳酸酯的性能及相关基础性研究仍有许多工作需要深入的探索。 基于此,本论文的主要工作从增强脂肪族聚碳酸酯的功能性方面着手,通过第三单体的引入,成功合成出新型的脂肪族聚碳酸酯,显著改善聚碳酸亚丙酯的非酶降解性和载药释药性能,并利用与亲水聚合物的共混,进一步强化其功能性;在实验基础上,利用分子模拟对聚合物微观结构和宏观性能的关系进行深入探讨,聚合物中存在的微相分离结构表达出明显的选择性载药特征,使其在药物载体领域具有重要的研究价值。主要内容如下: 首次通过阴离子配位聚合反应实现二氧化碳（CO2）、环氧丙烷（PO）与γ-丁内酯（GBL）的三元共聚,获得新型脂肪族聚碳酸酯——聚[碳酸（亚丙酯-co-γ-丁内酯）酯]（PPCG）。对共聚反应条件进行优化,获得富含CO2和GBL单元的PPCG产物。 由于体系的复杂性,三元共聚物的组成方程通常难以推导。在二元共聚反应机理的基础上,对CO2、PO和GBL复杂的三元共聚反应机理进行分析和探讨,通过计算反应的单体竞聚率,得到三元共聚物组成方程,对共聚产物的链结构进行分析;进一步利用光谱分析手段,对PPCG的结构、共聚单元的链接方式和聚集态进行了深入研究。所获理论分析结论和实验结果是一致的。 对PPCG的热学性能进行表征,研究了GBL的引入对PO-CO2分子主链热稳定性的影响;根据空气氛围下的热失重曲线深入研究和讨论PPCG的热降解方式、热氧分解反应动力学和热氧降解机理。通过计算,得到PPCG热氧分解的表观活化能为97.8～104.77KJ/mol,
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 可生物降解脂肪族聚碳酸酯的研究进展
1.1 可生物降解脂肪族聚碳酸酯的种类及结构
1.1.1 线形脂肪族聚碳酸酯
1.1.2 网状脂肪族聚碳酸酯
1.1.3 树形脂肪族聚碳酸酯
1.1.4 主链含芳香环的脂肪族聚碳酸酯
1.2 脂肪族聚碳酸酯的物理化学性质
1.2.1 脂肪族聚碳酸酯的结构与物性
1.2.2 APC的生物降解性能研究
1.2.3 APC的热降解性研究
1.2.4 APC的混容性研究
1.2.5 聚碳酸亚丙酯的物性
1.3 脂肪族聚碳酸酯的合成
1.3.1 环氧化物与二氧化碳的加成聚合
1.3.2 缩合聚合
1.3.3 环状碳酸酯开环聚合
1.3.4 可生物降解聚碳酸酯共聚物的合成
1.4 脂肪族聚碳酸酯的功能性
1.5 本课题研究的意义及内容
第二章 环氧丙烷-二氧化碳-γ-丁内酯三元共聚反应及机理研究
2.1 实验部分
2.1.1 试剂与仪器
2.1.2 聚合物负载双金属配位催化剂PBM的制备
2.1.3 PPC与PPCG的聚合
2.1.4 聚合物表征
2.2 结果与讨论
2.2.1 二氧化碳、环氧丙烷与γ-丁内酯的聚合反应
2.2.2 CO_2、PO和GBL三元共聚反应中单体竞聚率和过程研究
2.2.3 三元共聚反应机理
2.2.4 共聚物结构表征
2.3 小结
第三章 聚[碳酸(亚丙酯-co-γ-丁内酯)酯]热学性能、热降解过程及机理
3.1 实验部分
3.1.1 试剂与仪器
3.1.2 聚合物热性能测试方法
3.2 热降解反应动力学及反应机理研究方法
3.2.1 热降解动力学研究方法基本原理
3.2.2 数学处理方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 PPC与PPCG热性质比较
3.3.2 分子量对共聚物PPCG热性质的影响
3.3.3 PPCG热氧分解表观活化能及其热氧反应机理
3.4 小结
第四章 聚[碳酸(亚丙酯-co-γ-丁内酯)酯]降解性及载药性能研究
4.1 实验部分
4.1.1 试剂与仪器
4.1.2 共聚物亲水性及降解性能表征
4.1.3 PPCG-glucose微球制备
4.1.4 微球载药量及包封率测定
4.1.5 PPCG-glucose微球释药性能研究
4.1.6 PPCG微球表征
4.2 结果与讨论
4.2.1 PPCG亲水性和降解性研究
4.2.2 (W／O)／W型复相乳液法制备PPCG微球
4.2.3 复相乳液法中各因素对微球载药性能的影响
4.2.4 PPCG微球在不同pH值的缓冲溶液中的降解行为
4.3 小结
第五章 聚[碳酸(亚丙酯-co-γ-丁内酯)酯]载咖啡因微球研究
5.1 实验部分
5.1.1 主要试剂及仪器
5.1.2 PPCG-caffeine微球制备
5.1.3 微球载药量及包封率测定
5.1.4 PPCG-caffeine微球释药性能研究
5.1.5 PPCG-caffeine微球表征
5.2 结果与讨论
5.2.1 O／W乳液法制备PPCG咖啡因微球
5.2.2 O／W单乳液法与(W／O)／W复相乳液法获得的PPCG-caffeine微球比较
5.3 小结
第六章 聚[碳酸(亚丙酯-co-γ-丁内酯)酯]与淀粉共混体系研究
6.1 实验部分
6.1.1 主要试剂及仪器
6.1.2 PPCG-Starch溶剂共混
6.1.3 共混物结构和热性质表征
6.1.4 共混物亲水性及降解性表征
6.2 结果与讨论
6.2.1 共混物PPCG-Starch相容性研究
6.2.2 共混物PPCG-Starch热学性能研究
6.2.3 共混物PPCG-Starch亲水性与降解性研究
6.3 小结
第七章 聚[碳酸(亚丙酯-co-γ-丁内酯)酯]与聚乙二醇共混体系研究
7.1 实验部分
7.1.1 主要试剂及仪器
7.1.2 PPCG-PEG溶剂共混
7.1.3 共混物结构和热性质表征
7.1.4 共混物亲水性及降解性表征
7.2 结果与讨论
7.2.1 PPCG-PEG共混物相容性分析
7.2.2 共混物PPCG-PEG热性能研究
7.2.3 共混物PPCG-PEG亲水性和降解性研究
7.3 小结
第八章 共混物PPCG-PEG载牛血清蛋白微球的研究
8.1 实验部分
8.1.1 主要试剂及仪器
8.1.2 PPCG-PEG载BSA微球制备
8.1.3 微球载药量及包封率测定
8.1.4 PPCG-PEG载BSA微球释药性能研究
8.1.5 PPCG-PEG微球表征
8.2 结果与讨论
8.2.1 PEG含量对微球性质的影响
8.2.2 (W／O)／W复相乳液法制备工艺对微球性质的影响
8.3 小结
第九章 聚[碳酸(亚丙酯-co-γ-丁内酯)酯]结构和性能分子模拟
9.1 模拟原理与方法
9.2 结果与分析
9.2.1 PPCG分子模拟
9.2.2 药物咖啡因分子与PPCG的相互作用
9.2.3 PPCG共混体系的分子模拟
9.3 小结
第十章 结论
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表及完成的论文题录
发布时间: 2006-03-28
参考文献
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