本申請涉及一種三嵌段共聚物及其檢測、制備方法，特別涉及一種含二茂鐵基兩親性三嵌段共聚物及其檢測、制備方法。
背景技術：
：嵌段共聚物是由兩段或多段化學性質不同的聚合物鏈段通過化學鍵相連接而組成的大分子。在水中可以溶解或溶脹的高分子通稱為水溶性高分子。水溶性嵌段共聚物是一類特殊的水溶性高分子，根據(jù)它們在水中的溶解性的不同可以簡單的歸為兩大類：雙親水嵌段共聚物(Doublehydrophilicblockcopolymers,DHBCs)和兩親性嵌段共聚物(Amphiphilicblockcopolymers)。兩親性嵌段共聚物(Amphiphilicblockcopolymers)是指同一大分子中同時具有對兩相都有親和性的聚合物，一般是指同時具有親水鏈段和疏水鏈段的聚合物。當大分子鏈中親水鏈段較長而疏水鏈段較短時，兩親性嵌段共聚物主要表現(xiàn)為親水性，可以分散在水介質中形成穩(wěn)定的膠束或其他聚集體，這類水溶性的兩親性嵌段共聚物又被稱之為親水－疏水嵌段共聚物[3]。由于兩親性嵌段共聚物具有良好的結構可調性和豐富的自組裝形態(tài)，其自組裝制備納米膠束和粒子可以在水體系中進行，因而雙親水嵌段共聚物的合成及其自組裝行為的研究近幾年來成為大分子自組裝領域的研究熱點之一，其獨特的溶液性質和自組裝行為使得它們具有廣闊的潛在應用價值，如藥物裝載和基因治療、礦化模板、結晶生長修飾劑、金屬膠體粒子合成的納米反應器等。近幾年，通過氧化或者氧化還原調控方式制備刺激響應型組裝體的報道開始引起了人們的關注。主要原理是將含硫、含硒、紫精、二茂鐵等氧化還原敏感基團引入到大分子自組裝體系中，通過這些基團在不同的氧化還原環(huán)境中親疏水性的變化調控大分子組裝體的聚集形態(tài)，從而制備出新型氧化或者氧化還原響應型組裝體。技術實現(xiàn)要素：本申請通過直接在疏水嵌段中引入二茂鐵基功能基團，制備出一種含二茂鐵基兩親性三嵌段共聚物，該兩親性嵌段共聚物具有氧化還原響應性，在藥物控釋等領域具有潛在的應用價值。為解決上述技術問題：本申請?zhí)岢?.一種含二茂鐵基兩親性三嵌段共聚物，其特征在于：以Br-PEO-Br為大分子引發(fā)劑，CuBr/PMDETA為催化劑，通過ATRP法合成結構明確的PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物，其中，n為本案件中共合成出三種不同n值的嵌段共聚物，即10,17,28，也可以通過改變單體的量進行調控，b為block的簡寫，嵌段的意思，PFC為聚甲基丙烯酸二茂鐵十一烷基酯，PEO為聚乙二醇?？蓛?yōu)選的是，所述Br-PEO-Br具體為兩端為2-溴代異丁酰溴的Br-PEO20000-Br大分子引發(fā)劑，所述Br-PEO20000-Br大分子引發(fā)劑通過分子量為20000的PEO的兩端羥基與2-溴代異丁酰溴的?；蝓セ磻玫??？蓛?yōu)選的是，所述2-溴代異丁酰溴選用的濃度大于98％，所述CuBr使用前用冰醋酸洗至無色，再分別用無水甲醇、無水乙醚洗三次，真空干燥，氮氣氣氛中保存；所述PMDETA選用的濃度約為99％。一種上述任一項所述的含二茂鐵基兩親性三嵌段共聚物的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)將所述三嵌段共聚物溶于CDCl3中，測定三嵌段共聚物的HNMR譜圖；(2)根據(jù)HNMR譜圖，判斷PEO鏈段和二茂鐵嵌段的質子振動情況；如果為強峰，則確定聚合物中同時含有PEO和二茂鐵嵌段；否則，則不同時含有；(3)計算二茂鐵側鏈的聚合度DPFc和三嵌段共聚物的分子量Mn(NMR)；(4)通過GPC曲線測定聚合物的分子量及分子量分布?？蓛?yōu)選的是，所述步驟(3)具體為：通過公式(1-1)和(1-2)計算出二茂鐵側鏈的聚合度DPFc和三嵌段共聚物的分子量Mn(NMR)：DPFc＝(I2.3/2)/[I3.65/(4×452)](1-1)Mn(NMR)＝DPFc×MFc+MBr-PEO20000-Br(1-2)式中I2.3和I3.65分別為2.3ppm和3.65ppm處的核磁峰積分面積?？蓛?yōu)選的是，所述步驟(4)中測定具體為：采用WatersGPC測定，采用三根Styragel色譜柱串聯(lián)(HR3、HR4、HR6)，Waters515泵，717自動進樣器，2414型RI監(jiān)測器，用一系列單分散的聚苯乙烯標樣校準，THF為流動相，流速為1.0mL/min，柱溫35℃。可優(yōu)選的是，比較Br-PEO-Br和PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物的GPC曲線，PFCn-b-PEO-b-PFCn在比Br-PEO20000-Br大分子引發(fā)劑流出時間更短的位置呈現(xiàn)了一個對稱的單峰。所述制備方法，包括如下步驟：(1)在室溫下，將一定量的大分子引發(fā)劑Br-PEO20000-Br和催化劑CuBr加入到充氬氣的5mLSchlenk瓶中；(2)用翻口膠塞密封，抽真空除氧，用氬氣清洗過的注射器加入脫氣的甲苯2mL溶解大分子引發(fā)劑；(3)加入按設計聚合度計量比的經(jīng)脫氣的單體甲基丙烯酸二茂鐵十一烷基酯，液氮冷凍－抽真空－充氬氣解凍，循環(huán)三次除氧，用氬氣清洗過的注射器加入一定量的配體PMDETA；(4)浸入預先加熱至80℃的油浴中，反應6h，液氮冷凍快速終止反應；(5)將反應體系濃縮，加入石油醚：乙酸乙酯＝4:1的混合溶劑溶解，過柱，將未反應單體洗出后，然后用THF+5％三乙胺混合溶劑洗脫出粗產品；(6)將粗產品溶解于少量二氯甲烷中，在大量正己烷中反復沉淀，得到純凈的三嵌段共聚物PFCn-b-PEO-b-PFCn，真空干燥至恒重?？蓛?yōu)選的是，所述步驟(1)中的所述大分子引發(fā)劑Br-PEO20000-Br和催化劑CuBr按1:2的摩爾比加入到充氬氣的5mLSchlenk瓶中?？蓛?yōu)選的是，所述步驟(3)中配體PMDETA加入的計量為大分子引發(fā)劑計的2倍。附圖說明圖1為PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物示意圖。圖2為PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物的合成路線示意圖。圖3為M28-b-E454-b-M28三嵌段共聚物的核磁譜圖。圖4為Br-PEO2000-Br和PFCn-b-PEO-b-PFCn的GPC曲線。具體實施方式下面結合附圖對本申請作進一步詳細描述，有必要在此指出的是，以下具體實施方式只用于對本發(fā)明進行進一步的說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術人員可以根據(jù)下述內容對本申請作出一些非本質的改進和調整。圖1為PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物示意圖。試劑：聚乙二醇(PEO)：分子量為20,000，中國醫(yī)藥集團，試劑中痕量的水分通過與甲苯減壓共沸蒸餾除去。2-溴代異丁酰溴(>98％)：購自Adlrich，直接使用。N,N,N’,N”,N”-五甲基二乙烯基三胺(PMDETA,99％)：購自Adlrich，直接使用。溴化亞銅(CuBr)：分析純，廣州化學試劑一廠，使用前用冰醋酸洗至無色，再分別用無水甲醇、無水乙醚洗三次，真空干燥，氮氣氣氛中保存。三乙胺(TEA)：分析純，廣州化學試劑一廠，與對甲苯磺酸酰氯回流，蒸餾，CaH2存在下儲存。二氯甲烷：分析純，天津化學試劑一廠，用5％碳酸鈉溶液洗滌，再用水洗滌，然后用無水氯化鈣干燥，蒸餾收集40～41℃的餾分，保存在棕色瓶中。甲苯，分析純，使用前用鈉絲回流除水，常壓蒸餾。其他試劑均為分析純，使用前干燥、蒸餾。所有實驗用水均為高純水，Millipore凈化裝置處理，電阻率≥18.2MΩ。圖2所示為PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物的合成路線。聚合反應具體過程：在室溫下，將一定量的大分子引發(fā)劑Br-PEO20000-Br和催化劑CuBr(按1:2的摩爾比)加入到充氬氣的5mLSchlenk瓶中，用翻口膠塞密封，抽真空除氧，用氬氣清洗過的注射器加入脫氣的甲苯2mL溶解大分子引發(fā)劑，加入按設計聚合度計量比的經(jīng)脫氣的單體甲基丙烯酸二茂鐵十一烷基酯，液氮冷凍－抽真空－充氬氣解凍，循環(huán)三次除氧，用氬氣清洗過的注射器加入一定量的配體PMDETA(加入計量為大分子引發(fā)劑計2倍)。浸入預先加熱至80℃的油浴中，反應6h，液氮冷凍快速終止反應。將反應體系濃縮，加入石油醚：乙酸乙酯＝4:1的混合溶劑溶解，過柱(洗脫和展開劑：油醚/乙酸乙酯＝4/1)，將未反應單體洗出后，然后用THF+5％三乙胺混合溶劑洗脫出粗產品。將粗產品溶解于少量二氯甲烷中，在大量正己烷中反復沉淀，得到純凈的三嵌段共聚物PFCn-b-PEO-b-PFCn，真空干燥至恒重。測試與表征，傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)采用BrukerVertor33傅立葉變換紅外光譜儀測試，均采用室溫下KBr壓片法。采用BrukerAvanceDigital400MHz核磁共振儀在CDCl3中測定Br-PEO-Br、Fcn-b-PEO-b-Fcn三嵌段共聚物的1HNMR譜圖。聚合物分子量及分子量分布采用WatersGPC測定，采用三根Styragel色譜柱串聯(lián)(HR3、HR4、HR6)，Waters515泵，717自動進樣器，2414型RI監(jiān)測器。用一系列單分散的聚苯乙烯標樣校準，THF為流動相，流速為1.0mL/min，柱溫35℃。三嵌段共聚物PFCn-b-PEO-b-PFCn的合成，以Br-PEO-Br為大分子引發(fā)劑，CuBr/PMDETA為催化劑，通過ATRP法合成了結構明確的PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物。PFCn-b-PEO-b-PFCn(具體可以描述成Mn-b-E454-b-Mn)三嵌段共聚物的結構用1HNMR和GPC表征。以M28-b-E454-b-M28為例，其在CDCl3中的1HNMR譜圖如圖3所示。對比圖3，在圖3可以發(fā)現(xiàn)：源于PEO鏈段的3.65ppm處的(－CH2CH2O－)重復結構單元上質子的振動吸收可以清晰的觀察到，在4.1處出現(xiàn)的強峰為二茂鐵質子振動的特征峰，證明得到的聚合物中同時含有PEO和二茂鐵嵌段。通過測定2.3ppm二茂鐵基團相鄰的質子的特征峰的積分面積和3.65ppm處PEO鏈中重復結構單元質子的振動峰積分面積，通過公式(5-1)和(5-2)計算出二茂鐵側鏈的聚合度DPFc和三嵌段共聚物的分子量Mn(NMR)：DPFc＝(I2.3/2)/[I3.65/(4×452)](1-1)Mn(NMR)＝DPFc×MFc+MBr-PEO20000-Br(1-2)式中I2.3和I3.65分別為2.3ppm和3.65ppm處的核磁峰積分面積。圖4為Br-PEO-Br和PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物的GPC曲線。圖中可以看到，PFCn-b-PEO-b-PFCn在比Br-PEO20000-Br大分子引發(fā)劑流出時間更短(也就是分子量較大)的位置呈現(xiàn)了一個對稱的單峰，說明所得的是三嵌段共聚物而不是PFCn和PEO兩種均聚物的混合物。Br-PEO-Br和PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物的GPC和1HNMR表征結果列于表1-1，表中縮寫M和E分別代表PFC和PEO鏈段，下標10，17和28是三嵌段共聚物大分子鏈兩端的PFC的聚合度，454是PEO鏈段的聚合度，DP是指PFC鏈段的聚合度。表1-1.Br-PEO2000-Br和PFCn-b-PEO-b-PFCn的分子特性參數(shù)Table1-1.CharacterizationofPEOmacroinitiatorandPFCn-b-PEO-b-PFCntriblockcopolymersSampleMnaMwaMn/MnaMn,NMRbDPbBr-E454-Br18243198851.0920273M10-b-E454-b-M1020236262991.302876120M17-b-E454-b-M1723794313811.323470334M28-b-E454-b-M2825392333121.314446456a:DeterminedbyGPCinTHFat1.0mL/minusingPSstandard；b:Determinedby1HNMR。通過分子量為20000的PEO的兩端羥基與2-溴代異丁酰溴的?；磻?，成功合成了兩端為2-溴代異丁酰溴的Br-PEO20000-Br大分子引發(fā)劑。用這種大分子引發(fā)，CuBr/PMDETA為催化劑，通過ATRP法合成了結構明確的兩親性PFCn-b-PEO-b-PFCn三嵌段共聚物。通過1HNMR和GPC等測試分析，證實了其分子結構及分布。當前第1頁1 2 3