生物相容性环状聚乳酸及其功能化共聚物的合成

聚乳酸在生物体内可代谢成二氧化碳和水，是理想的生物医学材料。本研究采用一种全新的方法高效率地合成尚未见报道的环状聚乳酸和以环状聚乳酸为基础的几种新型功能化共聚物，如环状聚碳酸酯/聚乳酸嵌段共聚物、两亲性环状聚酯、荧光性环状聚酯。本工作的特点是利用环状引发剂进行活性开环聚合，合成环状活性聚合物前体，然后利用适当的大分子环化反应将这个环状前体转化成稳定的环状聚合物大分子。在合成过程中不涉及任何线型中间体，提高了环状产物的纯度和质量。本研究的意义在于这种新型环状聚乳酸可能具有比线形聚合物更好的物理化学性能和更优秀的生物相容性。此外，这些功能化环状聚合物的合成使构建功能化环状高分子超分子结构成为可能。使聚乳酸系聚合物具有更广阔的应用前景，如用作体内缝合材料、药物载体、荧光探针材料、医用弹性体等。更重要的是本研究将为今后进一步仿生合成生物环状大分子如环状DNAs、环状聚磷酸酯或环状多肽等积累经验。

聚乳酸在生物体内可代谢成二氧化碳和水，是理想的生物医学材料。环状大分子由于其分子链结构有别于线型高分子，因而在性能如玻璃化转变温度、有序-无序转变、黏度和动态力学半径等方面显示出明显的特性，特别是高度有序的天然双螺旋环状DNA的发现，极大地激发了高分子化学家对探索合成环状高分子的研究兴趣。然而，探索方便、高效、可靠的合成环状高分子的方法一直是非常具有挑战性的研究工作。本研究探索了四种新型环化方法，并筛选出适宜的方法高效率地合成了环状聚L-乳酸、环状聚ε-己内酯和新型功能化接枝共聚酯之环状聚ε-己内酯接枝聚L-乳酸、以及新型功能化嵌段共聚酯之环状聚(ε-己内酯-b-L-乳酸)、新型功能化无规共聚酯之环状聚(ε-己内酯-co-a-氯代-ε-己内酯)。本工作的特点是利用环状引发剂进行活性开环聚合，合成环状活性聚合物前体，然后利用适当的环化反应将这个环状大分子前体转化成稳定的环状聚合物大分子。在合成过程中环状中间体的使用，提高了环状最终产物的纯度和质量，无需繁琐的分离提纯步骤。本研究的意义在于这些新型的生物相容性环状聚乳酸和功能性环状共聚酯都带有活性功能团，有利于进一步实施大分子的后修饰反应，成为良好的生物医用材料，为进一步深入探索研究提供了物质依据，还为最终实现合成具有某种生物活性功能的环状大分子架起了桥梁。此外，这些环状聚酯及其功能化环状共聚酯的成功合成使构建以功能化环状高分子为结构基元的新型超分子结构成为可能，使聚酯系聚合物具有更广阔的应用前景，如用作体内缝合材料、药物载体、荧光探针材料、医用弹性体等。更重要的是本研究将为今后进一步仿生合成生物环状大分子如环状DNAs、环状聚磷酸酯或环状多肽等积累经验。