生物材料制备与加工第3章(3) 合成生物高分子材料-3.8-3.10

,主要内容,nnnnnnnnnn,3.1 概述3.2 合成生物高分子材料的一般制备方法3.3 乙烯基类高分子材料3.4 有机硅生物材料3.5 聚氨酯弹性体3.6 丙烯酸酯类聚合物3.7 生物降解性聚酯3.8 聚酸酐3.9 聚磷腈3.10 氨基酸聚合物,炣,3.8 聚酸酐,*,R,C,O,O,C,O,*,C,O,R,C,O,OH,n,水解,n HO,1.发展,1909年，Bucher等首次合成聚对苯二甲酸酐PTA和聚间苯二甲酸酐20世纪30年代，Hill和Carothers等合成了一系列脂肪聚酸酐20世纪50年代，Conix合成了主链带醚基和次甲基单元的芳香聚酸酐20世纪60年代，Yoda合成了一系列聚酸酐：脂肪族、芳香族、杂环族、聚酰胺酸酐等20世纪80年代，Langer等发现聚酸酐易水解，成功用于药物控释,炣,表面溶蚀,作为药物载体的和优势和局限性价廉、安全的二羧酸结构单元一步合成，无需纯化分子结构、分子量、水解速率可预知可对生物活性分子以预订速度持续释放数周可低温注塑、挤出批量生产改变单体种类、组成、表面积、添加剂获得多样性,降解产物二羧酸能出体内排除可用射线消毒,无水低温贮存自发解聚,炣,力学强度低，成纤成膜性差,2.聚酸酐的合成,脱HCl法脱H2O法,熔融缩聚溶液缩聚开环聚合常用单体,炣,HO,C,O,R,C,O,C,O,O,C,O,CH3,C,O,O,C,O,R,C,O,C,O,CH3,H3C,H3C,C,O,O,C,O,R,C,C,O,CH3,O,R,OC,OH,R,OC,Cl,C,O,R,O,O,C,O,R,C,O,O,C,O,R,C,O,Cl,*,C,O,R,C,O,O,HO,C,O,R,C,O,OH,C,O,R,C,O,O,HO,C,O,R,C,O,C,O,Et3N:HCl,C,O,R,C,O,O,A.,OH + H3C,150，回流,180 /1mm Hg,Om,On,B.,Ox HO C,O+ y Cl C,Et3N/0CH2Cl2,y n,+ Et3N:HCl,C.,n Cl,+ n/2 H2O,n,D.,脱水试剂,n,E.,OH + Cl,Cl + Et3N,0,- CO2,n,+ nHCl,+,R = 脂肪、芳香或一种异质环状有机组分,(I),(I),HOOC-R-COOH +(CH3-CO)2O,150-200,CH3-CO-(O-CO-R-CO)n-O-CO-CH3,CH3-CO-(O-CO-R-CO)m-O-CO-CH3,回流,(1) 熔融缩聚140,炣,m = 1-20; n = 100-1000特点：产物相对分子质量较高1020万，不需分离提纯。适用于热稳定性好的聚酸酐的合成分2步：1.二元酸与过量酸酐反应生成预聚体2.高温高真空下脱小分子酸酐,n,预聚物的合成,(1) 熔融缩聚典型聚酸酐的合成：,炣,在装有500ml处于回流状态的乙酸酐的烧瓶中加入100g重结晶处理过的癸二酸，约5min后，癸二酸完全溶解在乙酐中，停止反应，过滤溶液，在60下减压蒸馏浓缩溶液。浓缩液与70ml二氯甲烷混合，加入500ml石油醚/乙醚中沉淀预聚物，分离，真空干燥，备用。,(1) 熔融缩聚,nn,聚合反应聚合反应在1L配有搅拌器的真空聚合反应釜中进行，反应釜浸入180硅油浴中，预聚物熔融，在高真空度(90%，分子量为50000以上。聚合物的纯化,炣,聚合物的纯化采用将聚合物的二氯甲烷溶液加入过量石油醚沉淀的方式。聚合物一般置于冲有干燥氩气的玻璃容器中，于0下保存。,nnnnn,单体和预聚物纯化催化剂的应用：提高分子量，缩短反应时间CdAc2、ZnEt2-H2O、CaCO3低温混合酸酐法脱Me3SiCl法微波法,(1) 熔融缩聚聚酸酐熔融缩聚方法改进,ClC,CCl +,Me3SiO,CO2SiMe3,* C,O,O,C O C,O,O,*,150-300,-2ClSiMe3,O,O,(2) 溶液缩聚,特点：适于热不稳定单体（二肽、药理活性二酸）,分子量较小，溶剂杂质难以除尽,例：将二酸单体（1份）和酸吸附剂（2.53份）溶于有机溶剂，搅拌下滴加入偶联试剂（如酰氯、有机膦化合物或光气等），在25反应3h。当以聚乙烯吡咯,烷酮（PVP）或K2CO3为附酸剂时，所生成的不溶性固体PVPHCl或KCl采用过,滤的方式去除，然后滤液滴加入过量的石油醚，使聚合物沉淀析出。当以三乙胺或吡啶为附酸剂时，如果所采用有机溶剂（如氯仿）可溶解三乙胺盐酸盐或吡啶盐酸盐，可采用将反应体系倾入大量石油醚中，使聚合物析出，然后收集沉淀溶,解于氯仿，用冷的乙酸快速萃取数次后，聚合物溶液用无水MgSO4干燥后，石油,醚沉淀真空干燥。若溶剂为甲苯、DMF、DMSO和二氧六环等时，可直接采用将不溶性的三乙胺盐酸盐或吡啶盐酸盐滤除的方法，滤液用石油醚沉淀。最终产物在40、真空下干燥24 h待用。,炣,(2) 溶液缩聚脱HCl法酰氯与酸酐在室温下缩聚脱除HCl,nnnn,单体纯度要求高酰氯与酸酐严格摩尔比：11加料方式的影响：二酸加入酰氯中酸吸附剂,炣,(2) 溶液缩聚,脱H2O法在强脱水剂作用下脱水缩聚制备聚酸酐,常用的脱水剂：,N,N-双(2-氧杂-3-噁唑烷基)磷酰氯N,N-二苯基磷酰氯,二环己基碳化亚胺（DCC）异氰酸酯磺酰氯光气和双光气,炣,(3) 开环聚合,OC,HO,OH,H3C,O,OC,O,OC,CH3,O,OC,H2O C,OC,*,*,O,O,O,O,C,O,O,H2,O,*,OH2C 4 C,OH2O C 4 C,4,C 4 C,*n,Ac2O加热,(CH3COO)2Zn. 2H2O加热,开环聚合,炣,单体转化率(70%)和产物的分子量(5000)有待进一步提高,OH,O,O,OH,CH2 n,3.聚酸酐的分类(1)饱和脂肪族聚酸酐n=4: 己二酸 (AA),n=5: 庚二酸 (PA)n=6: 辛二酸 (SU)n=7: 壬二酸 (AZ),n=8: 癸二酸 (SA)n=10: 十二烷二酸 (DD),n=12: 十二烷二羧酸 (DX),OO C,H HC C,*,OC,n,HC CH,C,3.聚酸酐的分类(2)不饱和聚酸酐O,CO,*,O,*,n,C C,C,OC,* *,O,*,O n,聚富马酸酐,聚乙炔酸酐,聚4,4-芪二酸酐,炣,C n,3.聚酸酐的分类(3)芳香族聚酸酐,OH,O,O,H2,O,OH,O,n=1: 双（对羧基苯氧基）甲烷 (CPM)n=3: 1,3-双（对羧基苯氧基）丙烷 (CPP)n=6: 1,6-双（对羧基苯氧基）己烷 (CPH),HO,C,O,C,O,OH,HO C,O,O,C OH,邻苯二甲酸 (IPA),二酸单体,炣,对苯二甲酸 (TA),3.聚酸酐的分类,(3)芳香族聚酸酐,一些具有低熔点、可溶的芳香族聚酸酐共聚物的组成,炣,OH,H2C,3.聚酸酐的分类(4)聚脂肪芳香酸酐OOH,nO,n=1: 对羧基苯氧基乙酸酐 (CPA)n=4: 5-对羧基苯氧基戊酸酐 (CPV)n=7: 8-对羧基苯氧基辛酸酐 (CPO),O,3.聚酸酐的分类(5)聚酯-酸酐和聚醚-酸酐,*,O,O,O,O,O,O,O,*y,C 6H2,O,O,O,O,*,n,* C O C R C O C OR=(CH2)2-8; (CH2)2-O-(CH2-CH2-O)2-(CH2)2,聚醚-酸酐,炣,聚(水杨酸-癸二酸)酐 (PAE),H3C,CH3,OC,OC,C,OC,O,3.聚酸酐的分类(6)脂肪酸制备的聚酸酐O,n,1,1,*,O,C O,O,O,*,O,C,*,1,OO C,O,OC,O,OC,H2C,7,O,OC,OC,7,R,n,1n聚（蓖麻油马来酸-癸二酸）,聚（芥酸二聚体癸二酸）,炣,硬脂酸封端的聚癸二酸,(7)聚酰胺-酸酐,O* C,O OH HN C R C N,OC O *,3.聚酸酐的分类热稳定性和力学性能显著,提高，成纤成膜性能改善,炣,nR=(CH2)3; (CH2)2-O-(CH2)8-O-(CH2)2由对氨基苯甲酸制备的聚酰胺-酸酐,3.聚酸酐的分类,(7)聚酰胺-酸酐,制备方法：,一般是采用氨基酸与1,2,4-苯三酸酐或1,2,4,5-苯四三酸酐在有机溶剂（如间甲酚或DMF）中回流反应34 h，生成含环状酰亚胺的二酸单体，然后与过量乙酸酐在回流温度下反应，待起始反应物全部溶解（约需1 h），然后冷却，经冷的干燥乙醚沉淀、沉淀物用乙醚洗涤干燥后，可用于熔融缩合聚合制备相应的聚酸酐-酰亚胺。,炣,3.聚酸酐的分类(8)支化聚酸酐,O,O,O,O,O,O,O,O,CH2,O,O,O,O,O,CH2 6O,CH2 6O,CH2 6O,6,炣,m一种支化聚酸酐-聚丙烯酸接枝聚癸二酸,3.聚酸酐的分类(9)交联聚酸酐,H3C,O,OCCH2,OC,O,OC,CH3CCH2,H2O C 6 O,On,三维交联网络,UV或可见光光敏剂,炣,丙烯酸封端的酸酐预聚体可光固化聚酸酐,H2 H,C (CH2) 4 HC O C,3.聚酸酐的分类,(9)交联聚酸酐,C,C,O,O,O,O,O,O O,C O,(CH2)3,O,+,OC,(CH2)4,O OH2 H(CH2)4C O C C O C,(CH2)4,O,(CH2)4H2O C (CH2)4 C OCH C,O,OH2 HC O x C C,炣,可交联的环氧改性聚酸酐,3.聚酸酐的分类,(9)交联聚酸酐,随着HDI 三聚体用量的增加，得到产物的降解速率不断减慢，可实现调节聚酸酐降解速率的目的,炣,3.聚酸酐的分类,(10) 聚酸酐的共混改性,与低分子量PLA、PHB、PCL共混,PTMC(聚三亚甲基碳酸酯)与PAA(聚己二酸酐)共混聚磷腈与聚酸酐共混,炣,4.聚酸酐的应用,nnn,性质：良好生物相容性、表面溶蚀降解性、降解速度可调、一定力学性能、易加工应用：生物活性短期药物控释剂、骨缺损修复材料P(CPP-SA)：聚1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸P(FA-SA) ：聚富马酸酐-癸二酸P(FDA-SA) ：聚脂肪酸二聚体酸酐-癸二酸P(CPH-SA)：聚1,6-双(对羧基苯氧基)己烷-癸二酸P(EAD-SA)：聚芥酸二聚体酸酐-癸二酸存在问题：冷藏储存,炣,4.聚酸酐的应用P(CPP-SA)性质,炣,4.聚酸酐的应用聚酸酐降解和药物释放速率影响因素,nnnn,共聚物组成单体结构主链上酸酐键的密度酸碱调节剂,炣,5. 聚酸酐的发展方向,nnnnn,开发具优良力学、化学、药学性能新型聚酸酐解决大分子敏感药物在加工过程中的失活问题提出能准确预测聚酸酐释药曲线的机理模型加强已有聚酸酐的临床研究开发新的应用,炣,3.9 聚磷腈/聚膦腈,nnnn,聚磷腈结构：是一类具有由N、P原子通过单、双键交替连接的无机主链的聚合物。通过侧链衍生化引入性能各异的有机基团可以得到理化性质变化范围很广的高分子材料。突出优点：炎症反应很小应用：心血管装置、牙科材料、药物控释装置,炣,P,N,X,Y,15,000R,聚膦腈的结构R,环线性膦腈环簇膦腈,炣,聚膦腈的结构通式侧链带环膦腈的有机高分子,聚膦腈的侧链官能团,炣,聚膦腈的性质,炣,3.9 聚磷腈,聚萘普生-co-甘氨酸乙酯磷腈,普鲁卡因取代聚磷腈,炣,聚磷腈铂配合物,聚膦腈的水解,炣,可作为生物材料的聚膦腈,生物稳定性聚膦腈,生物可降解性聚膦腈,聚膦腈水凝胶,聚合物胶束,炣,聚膦腈的制备方法,方法1：先聚合后取代方法2：先取代后聚合方法3：共聚,炣,1.单体的制备,六氯环三磷腈,Cl3P=NSiMe3,烷基或芳基取代(三甲基硅)磷胺,炣,PCl5+NH4Cl,单体1：六氯环三膦腈的制备150200 ,环磷腈线性磷腈,炣,高沸点卤代溶剂分步提取真空分馏分级结晶（PNCl2）12-17产率50左右,单体1：六氯环三膦腈的制备,六氯环三磷腈的制备：将625.5 g（3.0 mol）PCl5和176.5 g（3.3 mol）NH4Cl在1 L均四氯乙烷中回流7.5h，反应过程中产生的HCl用NaOH溶液吸收。过滤去除过量的NH4Cl后得到浅棕色溶液，然后减压蒸除溶剂，得到产率大于90的棕色初产物。用石油醚（b.p. 4060）反复萃取，得产率大于70的环磷腈混合物，余下的为褐色油状的线性磷腈混合物。,三环体的分离：将环磷腈混合物的石油醚（b.p. 4060）溶液用98浓硫酸萃取后，将酸溶液稀释至60，三环体从溶液中析出，然后再用新鲜石油醚（b.p. 4060）溶解萃取析出的三环体。用石油醚重结晶纯化后得到的三环体的熔点为112.8。,炣,单体1：六氯环三膦腈的制备,四环体的分离：将上述用浓硫酸萃取后剩余的不溶部分置于室温结晶，分离晶体用石油醚重结晶后得四环体，熔点122.8。其他环磷腈的分离：分离四环体后剩余的油状物，采用减压蒸馏（130155/0.1 mmHg）分离得到五环体的初产物（石油醚重结晶后m.p.41.3）。残留物继续用石油醚（b.p. 4060）在0重结晶得六环体（m.p. 92.3）。,炣,各种环磷腈的物理性质,六氯环三磷腈制备：影响因素反应试剂 PCl5、NH4Cl溶剂氯苯(132)、四氯乙烷(146) 、邻二氯苯(179) 、1,2,4-三氯苯(213) 、1,2,3,4-四氢化萘(207)投料比11加料方式 PCl5分批加或连续滴加,工业化生产现状？,炣,反应物的浓度浓增长，稀成环催化剂金属，三氯氧磷,单体2：Cl3P=NSiMe3的制备,己烷PCl5 LiN(SiMe3)2 Cl3PNSiMe3 ClNSiMe3反应温度及产率：,10，20,方法1,问题：副产物的去除？,炣,78，60Cl3P=NSiMe3的制备：将PCl5（66.8 g, 0.32 mol）溶于己烷（1000 ml），降温至78，搅拌下滴加入LiN(SiMe3)2己烷溶液（53.5 g，0.32 mol溶于500 ml己烷）。滴加完毕后，将体系逐渐升温至室温，继续搅拌反应4 h。静置，待生成的LiCl沉积后，将黄色透明的上清液倾倒分离，室温真空（50 mmHg）蒸馏去除己烷，提高真空度（10 mmHg）继续蒸馏去除三甲基氯硅烷，得到棕色透明粘稠液体。继续减压蒸馏（b.p. 24, 0.2 mmHg）得到无色液态的Cl3P=NSiMe3，产率60。,单体2：Cl3P=NSiMe3的制备,方法2,用N(SiMe3)2代替LiN(SiMe3)2,炣,将PCl5溶解于CH2Cl2中，冷却至0后，缓慢加入N(SiMe3)3的CH2Cl2溶液，然后加入过量己烷可观察到沉淀生成。过滤去除沉淀物后，滤液室温真空蒸馏即可得Cl3PNSiMe3。这个反应中要注意的是两种反应物的加入顺序，若是将PCl5的CH2Cl2溶液于40下滴加到N(SiMe3)3的CH2Cl2溶液中，则可得到产率大于70的六氯环三磷腈。,单体3：烷基或芳基取代(三甲基硅)磷胺,制备方法：,与Cl3PNSiMe3类似，只是以相应的烷基或芳基取代的磷氯化物,（如PhPCl4、Ph2PCl3和EtPCl2）代替PCl5进行反应,PhCl2P=NSiMe3的制备：将PhPCl4（80 g, 0.32 mol）溶于己烷（1000 ml），降温至-78，搅拌下滴加LiN(SiMe3)2己烷溶液（53.5 g，0.32 mol溶于500 ml,己烷）。滴加完毕后继续在-78搅拌反应4 h，然后将体系逐渐升温至室温，放置过夜。待生成的LiCl沉积后，将黄色透明的上清液倾倒分离，室温真空（50 mmHg）蒸馏去除己烷，提高真空度（10 mmHg）继续蒸馏去除三甲基氯硅烷，得到棕色透明粘稠液体。继续减压蒸馏（b.p. 53, 0.02,mmHg）得到无色液态的PhCl2P=NSiMe3，产率70。,炣,单体3：烷基或芳基取代(三甲基硅)磷胺,Me(Et)ClP=NSiMe3的制备：将EtPCl2（25 g, 0.19 mol）溶于己烷（200 ml），降温至78，搅拌下滴加LiN(SiMe3)2己烷溶液（31.8,g，0.19 mol溶于500 ml己烷）。滴加完毕后继续在78搅拌反应1h，然后在2 h内将体系逐渐升温至室温。然后再将体系降温至-78，于1 h内向其中滴加127 ml的1.5 mol/L 的MeLi（0.19 mol）的己烷溶液，滴加完毕后将体系逐渐升温至室温。去除沉淀，室温真空蒸馏去除溶剂后，于70、80 mmHg减压蒸馏得到无色液态的,Me(Et)ClP=NSiMe3，产率75。,炣,2.聚二氯膦腈的制备,方法1,六氯环三磷腈开环聚合,。a. 250 C 熔融聚合b. 溶液聚合,Cl P = N nCl,OAr P = N nOAr,NHR,OR P = N nORNHAr P = N nNHArNHR P = N n,NR2 P = N n,R2NHTEA,ROHNaHArNH2TEARNH2TEA,ArOHNaH,Cl ClPN NP PN,ClCl,ClCl,NR2,溶液开环聚合高沸点溶剂、温度较低、时间较短分子量较低、分布较窄转化率较高不易形成凝胶,2.聚二氯膦腈的制备研究阶段,炣,熔融开环聚合无水、无氧、高纯原料、高温、长时间分子量高10100万产物易于分离易形成凝胶,熔融开环聚合,三环体的熔融热开环聚合：六氯环三磷腈按照前法在使用前纯化干燥后，称取一定量装入洁净干燥的一端已封闭的玻璃管中，抽真空并用干,燥N2涤荡三次后，于真空状态下将玻璃管熔封。置于250烘箱内聚合,2448 h，取出待玻璃管冷却至室温后，聚合物迅速取出转移至干燥烧瓶中，加入干燥苯或甲苯溶解。待完全溶解后，过滤去除不溶物（可能生成交联产物），倾倒入己烷沉淀，沉淀物用干燥己烷清洗两次后，置于真空干燥箱内（70 Torr Ar气氛下, 40C）干燥2 h备用。,炣,六氯环三磷腈本体热开环聚合阳离子聚合机理,引发,增长,终止,炣,支化和交联,炣,六氯环三磷腈的熔融聚合影响因素,PCl5,微量水HCl,八氯环四磷腈聚合温度催化剂,炣,六氯环三磷腈的熔融聚合影响因素,溶液开环聚合,六氯环三磷腈的溶液开环聚合：六氯环三磷腈24 g溶于20 ml 1,2,4-,三氯苯，加入50.8 mg氨基磺酸和45 mg 促进剂CaSO42H2O，搅拌,下升温至210。整个反应过程中，用干燥的氮气对体系鼓泡，保证体系的无水无氧。反应结束后，将上述溶液倾倒入庚烷中沉淀去除未反应的单体，然后将聚二氯磷腈粗产物溶于THF，过滤除去可能生成的交联产物，然后再用庚烷沉淀，收集干燥，于无水状态下保存。,炣,2.聚二氯膦腈的制备,方法2,Cl3PNSiMe3缩合聚合,炣,Cl3PNSiMe3在PCl5引发下的聚合：将1.0 g Cl3PNSiMe3（4.4 mmol）溶于35 ml CH2Cl2，氮气保护，搅拌下加入PCl5的CH2Cl2溶液（将100 mgPCl5(0.5 mmol)溶于10 ml CH2Cl2），室温下搅拌反应24 h。,2.聚二氯膦腈的制备,方法3,由N-二氯磷酰-P-三氯单磷腈的热缩合聚合制备聚二氯磷腈,炣,由Cl3PNP(O)Cl2缩聚制备聚二氯磷腈：将1824 g（6.774 mol）Cl3PNP(O)Cl2加入到已预先升温至245的2 L的三口烧瓶中，烧瓶上装有搅拌装置和冷凝管，冷凝管用加热装置保温在130，有利于P(O)Cl3的蒸出。在245反应78h后，单体转化率可达95，P(O)Cl3的馏出速度减慢或停止。升高温度至276继续反应约10 h后，单体转化率约98。此时，向烧瓶中加入1710 g三氯联苯，继续在276进行缩合反应。随着反应时间延长，聚合物的黏度逐渐增大。,2.聚二氯膦腈的制备,聚二氯磷腈的稳定性,聚二氯磷腈的分子量测定,炣,3.聚膦腈的制备强亲核性单官能团,不能对主链产生影响,取代试剂,炣,反应性差或体积大时升高温度混合取代氨基聚磷腈烷氧基聚磷腈聚磷腈水凝胶,3.聚膦腈的制备,全取代,炣,苯胺全取代聚膦腈的制备：将116 g (1.0 mol PNCl2单元)聚二氯磷腈溶于600 ml苯，然后在搅拌下将此溶液缓慢滴加到苯胺的THF溶液中（800 g，8.6 mol苯胺溶于600 ml四氢呋喃），回流反应48 h后，继续在25反应1周。然后过滤去除苯胺盐酸盐，滤液用无水乙醇沉淀，得到白色纤维状聚合物70 g（产率30）。聚合物的进一步纯化可采取以下步骤：溶于苯后用乙醇再沉淀；溶于THF后用水沉淀；溶于二氧六环后用水沉淀数次后，冷冻干燥。,氨基酸取代聚膦腈,全取代,炣,氨基酸取代聚膦腈,全取代,炣,甘氨酸乙酯全取代聚膦腈的制备：首先将经过室温真空干燥的甘氨酸乙酯盐酸盐48.4 g（0.35 mol）悬浮于450 ml干燥苯中，加入36.4 ml（0.26 mol）三乙胺，回流3.5 h后，过滤去除不溶物，然后将滤液冷却至0，搅拌下向其中滴加入聚二氯磷腈苯溶液（5.0 g（0.043 mol PNCl2单元）聚二氯磷腈溶于500 ml苯）。继续搅拌下，于0反应6 h后，升温至室温再反应10 h。过滤除去盐酸盐后，旋转蒸发除去部分溶剂得到粘稠的聚合物溶液。用正己烷沉淀可得固态聚合物。为彻底除去聚合物中的盐酸盐，上述沉淀纯化过程应重复数次。,3.9 聚磷腈,环状单体氨基磺酸(催化剂)二水硫酸钙(助催化剂)氯代萘(溶剂),冷凝管、干燥管温度计、搅拌、氮气230/6h,间甲酚/三乙胺,聚二氯磷腈1-2h,水/10min,凝聚,橡胶状固体间甲苯氧基聚磷腈,例：间甲苯氧基聚磷腈,炣,烷氧基醚取代聚膦腈,全取代,炣,2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基全取代聚膦腈的制备：48 g (0.40 mol) 2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇与7.82 g（0.340 mol）金属钠在热的THF（400 ml）中反应生成醇钠盐后，将20 g（0.17mol PNCl2单元）聚二氯磷腈的THF溶液（400 ml）于搅拌下滴加到前述钠盐溶液中，0.5 h滴加完毕。回流反应24 h后，冷却至室温，将反应混合液用己烷沉淀后，去离子水透析纯化5天。聚合物水溶液过滤、离心除去不溶物后，蒸发溶剂得到目标聚合物。,3.聚膦腈的制备,混合取代,炣,3.聚膦腈的制备,混合取代,炣,(苯丙氨酸乙酯)1.4(甘氨酸乙酯)0.6聚膦腈的制备：将11.2 g（0.097 mol PNCl2单元）聚二氯磷腈溶于200 ml 四氢呋喃，将此溶液滴加入已预冷至0的、含有22.44 g（0.135 mol, 即PCl的70%）苯丙氨酸乙酯的四氢呋喃溶液中（该溶液由31.08 g苯丙氨酸乙酯盐酸盐和27.8 g（0.275 mol）三乙胺溶解分散于500 ml四氢呋喃中制备）。在0和25分别反应4 h和20 h后，将体系降至，搅拌下加入大大过量的甘氨酸乙酯（22.2 g，0.159 mol）和三乙胺（27.5 g，0.272 mol）的四氢呋喃溶液（300 ml），在0和40分别反应4和20 h。离心除去不溶性的盐酸盐，用正己烷沉淀。将粗产物溶于THF（含1 三乙胺），离心去除不溶物后，用正己烷沉淀，然后真空干燥。,混合取代注意事项,3.聚膦腈的制备取代顺序,加料方式,炣,不同亲核试剂的反应能力酯交换,4.聚膦腈侧基功能化,侧羟基侧氨基,侧羧基,炣,制备带有“X”官能团的功能化聚膦腈的理论途径：（1）先利用亲核基团“Y”与(NPCl2)n反应，得到NP(Y)2n，然后应用化学反应将“X”连接到“Y”上，例如通过对聚膦腈侧基的磺化、硝化、氯甲基化和还原反应等引入磺酸基、硝基、氯甲基和氨基等；（2）直接用双或多官能团试剂“YX”与聚二氯磷腈反应，只有“Y”能与PCl反应，“X”不参与反应，但由于PCl的高反应性，符合这种条件的亲核取代试剂并不多；（3）采用“Y-X-P”型试剂与聚二氯磷腈进行亲核取代反应，得到NP(Y-X-P)2n后，再将保护基P脱除，得到NP(Y-X)2n。,4.聚膦腈侧基功能化,侧羟基聚膦腈：,甘油基取代、葡萄糖基取代等,制备方法：（1）羟基保护，醇钠盐，取代，脱保护基,（2） 侧基功能化,存在的问题：取代时的位阻，脱保护基时主链降解,炣,4.聚膦腈侧基功能化,葡萄糖基和甲胺共取代聚膦腈的制备：,将一定量的二异亚丙基葡萄糖与金属钠在THF中反应制备得到醇钠盐溶液后，将其滴加入聚二氯磷腈的THF溶液，回流反应96 h。然后将溶液冷却，加入过量的甲胺THF溶液，低温继续反应8.5 h。将反应液浓缩，用己烷沉淀，粗产物溶于水后用去离子水和甲醇分别透析纯化72 h和48 h，干燥后得二异亚丙基保护的葡萄糖基和甲胺共聚物聚膦腈。将1.0 g上述聚合物溶于10 ml 90%三氟乙酸中反应4.5 h进行脱保护，期间用31P-NMR检测脱保护程度和主链的断链情况。脱保护完全后，用碳酸钠中和，然后用去离子水和甲醇分别透析纯化72 h和48 h，减压蒸除溶剂得目标聚膦腈。,炣,4.聚膦腈侧基功能化,侧氨基聚膦腈,制备方法：（1）含硝基、腈基聚膦腈的还原（2）乙酰胺苯酚的钠盐取代后用叔丁醇钾还原（3）氨基保护和脱保护,2-(2-氨基乙氧基)乙氧基取代聚膦腈的制备：,将HOCH2CH2OCH2CH2NH2先与二碳酸二叔丁酯（BOC2O）反应生成HOCH2CH2OCH2CH2NHBoc（I）后，将4.0 g（19.5 mmol）I和0.3 g（13.0,mmol）金属钠在THF（100 ml）中于30搅拌2天得到I的钠盐后，将聚二氯磷腈溶液（0.3 g溶于30 ml THF）滴加入上述溶液，在室温搅拌反应60 h72 h。然后用己烷沉淀。沉淀用THF溶解后，再