可控自由基反应合成线型可降解聚合物

可降解聚合物在生物医用领域有重要应用，其合成方法和功能化是高分子合成化学家长期关注的研究课题。本项目利用原子转移自由基聚合（ATRP）反应中不同类型引发剂活化和去活化过程差别，将ATRP可控转化为原子转移自由基加成（ATRA）反应，开展用自由基反应，通过逐步聚合机理合成线型可降解聚合物的方法学研究。以双甲基丙烯酸酯类ATRP引发剂与双苯乙烯类单体的可控自由基加成反应为主要研究对象，优化反应条件，控制聚合反应过程，结合分子设计，合成得到一系列新型结构的可降解聚合物；可降解基团包括可水解或酶解的酯基、弱酸环境快速断裂的缩醛（酮）或原酸酯基、还原条件下断裂的二硫基，它们可共同存在于聚合物的主链上；详细研究这些聚合物的降解行为，并进一步进行小分子或高分子功能化修饰，开展作为药物载体的应用。该项目不仅能提供线型可降解聚合物的合成新方法，还将拓展聚合物在药物传输、基因治疗方面的应用。

本项目将原子转移自由基聚合（ATRP）可控转化为原子转移自由基加成（ATRA）反应，建立了利用自由基反应，通过逐步聚合机理合成线型可降解聚酯的新方法。合成得到一系列新型结构的可降解聚合物；可降解基团包括可水解或酶解的酯基、弱酸环境快速断裂的缩醛（酮）或原酸酯基、还原条件下断裂的二硫基；进一步进行亲水修饰，合成得到一系列温度敏感性可降解聚合物；发现了这类聚酯特有的热自降解行为，研究了降解机理，证明高分子链上存在的特殊 4-溴代丁酸酯结构在加热条件下环化形成稳定丁内酯是热自降解的驱动力，通过分子设计合成得到一系列热降解速率可调的新型脂肪族聚酯。除此之外，还通过Passerini 多组分聚合反应首次以化学方法合成得到聚（4-羟基丁酸酯），这是一类可在中性条件下自降解为丁内酯衍生物的新型聚酯。