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脂肪族聚酯的可控制备和官能化是目前生物医用材料领域的研究热点。环内酯的开环聚合可通过调整单体组成、端基种类、控制序列分布以及拓扑结构等方式来制备结构可控的聚酯;进一步对环内酯侧基官能化还可赋予材料独特的性能。本文主要结合酶和有机金属催化的特点,对不同环内酯单体进行开环共聚,制备序列结构可控的阳离子聚酯,并对其性能和潜在应用进行了研究。 首先以4-哌啶酮盐酸盐为原料,通过两步反应制备了4-甲酸苄基哌啶内酯(NPIL),通过钯碳(Pd/C)加氢催化脱保护合成了4-哌啶内酯(PIL)。然后分别在固定化酶Novozym435和有机金属Sn(Oct)2催化剂下与己内酯(CL)进行开环聚合,制备了阳离子共聚物P(PIL-co-CL)。1HNMR,FTIR,GPC和DSC等多种测试结果表明了共聚物的成功制备,并且相较有机金属催化剂催化内酯开环聚合,固定化酶Novozym435催化具有反应可控、温和、高效且无副反应的优点。此外,由于不同催化剂制备的P(PIL-co-CL)组成结构上的差异,对其热学性能有较大影响。 其次,以Novozym435和Sn(Oct)2不同催化体系对NPIL与环十五内酯(PDL)或CL的开环共聚,制备不同序列结构的聚合物。通过1H NMR,13C NMR和FTIR等测试表征了所制备聚合物的组成及序列结构。基于上述结果,结合Novzozym435和Sn(Oct)2的催化特性,通过一锅两步开环聚合制备一系列不同组分的PNPIL-b-PPDL嵌段共聚物,然后用酸脱保护制备阳离子聚酯PPIL-b-PPDL。该系列阳离子共聚物的降解行为表明,PPIL的引入降低了PPDL的结晶性和疏水性,从而加快聚酯材料的降解。并通过相分离制备了阳离子共聚物薄膜,SEM结果表明嵌段共聚物PPIL-b-PPDL可以形成大小均一的有序多孔结构薄膜。此外,通过抑菌圈、OD值和SEM对嵌段共聚物的抗菌性能进行表征,结果表明脱保护前的嵌段共聚物PNPIL-b-PPDL不具抗菌性,而脱保护后形成的阳离子嵌段共聚物PPIL-b-PPDL,对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌均表现出优良的抗菌性,并随着含有阳离子的PPIL组分的增加,抗菌性逐渐增强。