藥用高分子材料學2011-9-張燦.

1、End GroupCoreRepeating Unit0123 天然高分子天然高分子 提高藥物制劑質(zhì)量；提高藥物制劑質(zhì)量； 半合成高分子半合成高分子 創(chuàng)制高效、速效、長效藥物劑型、新制劑；創(chuàng)制高效、速效、長效藥物劑型、新制劑；合成高分子合成高分子 發(fā)展新的藥劑生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術(shù)平臺；發(fā)展新的藥劑生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術(shù)平臺； 改進藥品包裝。改進藥品包裝。 重要動力重要動力 腸溶衣材料腸溶衣材料 取代取代 取代取代 藥藥用用高高分分子子輔輔料料天天然然高高分分子子動物類動物類甲殼素、殼聚糖、明膠、蟲膠、白蛋白、血紅蛋白、酪蛋白等甲殼素、殼聚糖、明膠、蟲膠、白蛋白、血紅蛋白、酪蛋白等植物類植物類淀粉、預(yù)

2、膠化淀粉、微晶纖維素、粉狀纖維素、西黃蓍膠、阿拉伯淀粉、預(yù)膠化淀粉、微晶纖維素、粉狀纖維素、西黃蓍膠、阿拉伯膠、果膠、黃原膠、瓜耳膠、海藻酸鈉、瓊脂、玉米朊等膠、果膠、黃原膠、瓜耳膠、海藻酸鈉、瓊脂、玉米朊等天衍天衍然然高生高生分分子物子物淀粉衍生物淀粉衍生物羧甲基淀粉鈉、蔗糖糊精共聚物、麥芽糖糊精、接枝淀粉等羧甲基淀粉鈉、蔗糖糊精共聚物、麥芽糖糊精、接枝淀粉等纖維素衍生物纖維素衍生物甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙甲甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙甲纖維素、羧甲基纖維素鈉、交聯(lián)羧甲基纖維素鈉、羥丙甲纖維素酞纖維素、羧甲基纖維素鈉、交聯(lián)羧甲基纖維

3、素鈉、羥丙甲纖維素酞酸酯、羥丙甲纖維素琥珀酸酯、醋酸纖維素、醋酸纖維素酞酸酯、酸酯、羥丙甲纖維素琥珀酸酯、醋酸纖維素、醋酸纖維素酞酸酯、醋酸纖維素苯三酸酯等醋酸纖維素苯三酸酯等合合成成高高分分子子聚烯烴類聚烯烴類聚乙烯醇、聚乙烯醇酞酸酯、聚維酮、乙烯聚乙烯醇、聚乙烯醇酞酸酯、聚維酮、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚異醋酸乙烯共聚物、聚異丁烯壓敏膠等丁烯壓敏膠等聚丙烯酸類聚丙烯酸類丙烯酸樹脂、聚丙烯酸鈉、羧基乙烯丙烯酸樹脂、聚丙烯酸鈉、羧基乙烯-蔗糖或季戊四醇共聚物、聚丙蔗糖或季戊四醇共聚物、聚丙烯酸酯壓敏膠等烯酸酯壓敏膠等聚氧乙烯類聚氧乙烯類聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚氧乙烯聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚氧乙烯

4、-聚氧丙烯共聚物、聚氧乙烯脂肪聚氧丙烯共聚物、聚氧乙烯脂肪酸酯等酸酯等有機硅類有機硅類二甲基硅氧烷、硅橡膠、硅橡膠壓敏膠等二甲基硅氧烷、硅橡膠、硅橡膠壓敏膠等聚酯類等聚酯類等聚乳酸、聚乙交酯聚乳酸、聚乙交酯-丙交酯、聚氰基烷基氨基酯、聚癸二酸二壬酯、丙交酯、聚氰基烷基氨基酯、聚癸二酸二壬酯、聚醚聚氨酯、聚磷腈等聚醚聚氨酯、聚磷腈等 通用材料通用材料高分子材料高分子材料 藥用高分子材料藥用高分子材料 CH2CH CH2ClCHClCH2CHClCH2CHCl 聚氯乙烯的單體是聚氯乙烯的單體是CHCH2 2= =CHClCHCl n n為為聚合度聚合度（degree of polymerizati

5、on degree of polymerization ）簡稱簡稱DPDP，平均值平均值，衡量高分子的一個指標衡量高分子的一個指標聚合物的分子量聚合物的分子量M= MM= M0 0DPDPMM0 0：CH2CHClnCH2CHClmCH2CHOCOCH3nCH2CH2nCH2CH2n CH2CHClnCH2=CHCl CH2CHClnNH2(CH2)6NH2+ HOOC(CH2)4COOHNH(CH2)6NHCO(CH2)4COn+H2O NH(CH2)6NHCO(CH2)4COnCH2CHClnSiCH3CH3OnNPClCln 66， 尼龍尼龍610，尼龍，尼龍1010NH(CH2)6NH

6、CO(CH2)4COnRNHCORnRNHCONHRnRSOORnROCORnSiCH3CH3OnClSiCH3CH3ClSiCH3CH3OnH2OHO SiCH3CH3OHnn OCH2CH2n。 ？CH2CHOHnH2CCH2OHCH2CHnOCOR普流羅尼：氧化乙烯普流羅尼：氧化乙烯- -氧化丙烯氧化丙烯硅油：聚二甲基硅氧烷硅油：聚二甲基硅氧烷中國習慣以綸字作為合成纖維商品名的詞尾中國習慣以綸字作為合成纖維商品名的詞尾滌綸（聚對苯二甲酸乙二醇酯）滌綸（聚對苯二甲酸乙二醇酯）錦綸（聚己內(nèi)酰胺）錦綸（聚己內(nèi)酰胺）睛綸（聚丙烯腈）睛綸（聚丙烯腈）氯綸（聚氯乙烯）氯綸（聚氯乙烯） CH2CHCl

7、nPolystyrene (PS) Polyethylene (PE)Poly(vinyl chloride) (PVC)Poly(methylmethacrylate) (PMMA) Poly(vinyl alcohol ) (PVA) 聚聚N-乙烯基乙烯基-2-吡咯烷酮吡咯烷酮 Povidone, Polyvinylpyrolidone (PVP)二、高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)二、高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)CH2CH CH2ClCHClCH2CHClCH2CHClCH2CHClnH2CCHCHCH2ClClHCCH2CH2CHClClH2CCHCH2CHClClCH2CHCHCH2CHCHCH2CH2CH

8、2CHCHCH2CH2CHCHCH2H3CCH2CHCHCH2CH2CHCHCH2CH3 嵌段共聚嵌段共聚(block copolymerization)(block copolymerization)：由較長的：由較長的M1M1鏈段和另一較長的鏈段和另一較長的M2M2鏈段構(gòu)成大分子。每鏈段由幾百或幾千結(jié)構(gòu)單元組成。鏈段構(gòu)成大分子。每鏈段由幾百或幾千結(jié)構(gòu)單元組成。-b-b- M1M2M2M1M2M1M1M1M2M1M1M2M1M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M2M2M2M

9、2M2M2M2 Tcmax=085Tm1. 第二章第二章 高分子化學高分子化學n Br(CH2)10Br+2n NaCH2CH25n+ 2n NaBrn CH2N2CH2CH2n/2+ n N2I2RR+CH2CH2XR CH2CHXC？C6H5COO O COC6H52C6H5CO2C6H5+2CO2OAIBNAIBNNCCNCH3CH3NCCH3CNCH3CCH3CNCH3+N2（I2RR+CH2CH2XR CH2CHX RCH2CHXCH2CHXRCH2CHCH2CHXXRCH2CHXCH2CHXCH2CHnXM1M2M3MxMMMCH2CHX+CHCH2XCH2CCCH2XXHH CH

10、2CHX+CHCH2XCH2CH2+CHCHXXCH2CH2XRCH2CHXRCH2CH2XCH2CHX+CH3CHXCH2CHX+CHCl3CCl3CH2CHXCH2CH2XCH2CHXMxHCH3CHMx+XCH2CHXI2CH2CHX I+ IMx+O2MxOO二二 I22R+M1M2RM1RM2R鏈引發(fā)+M1M1M1M1+M1M2M1M2 RM+MRMMRMxkp+MMMMxMMMx nC4H9Li+CHCH2nC4H9CH2CHLin-C4H9CH2CHn+ CH3OHCH3OLin-C4H9CH2CHnH+Li+CHCH2nC4H9CH2CHLi(n-1)n-C4H9CH2CHnL

11、i： RMxLiCH3OHRMxH+ CH3OLiRMxLi +(CO2,H2 O)RMxOH(RMxCOOH)RMxLi +ORMx(CH2)4O-Li+ 2.OOOOCOOHOHCOO1-p1-pnw+H2O+p= K=2OHCOOHOHCOO2)1 (ppnwp11pnwkp1k= =平均官能度平均官能度f=Nifi/ Ni 2mol甘油甘油 f=33mol鄰苯二甲酸酐鄰苯二甲酸酐f=2平均官能度平均官能度f=2.4P=2/f ( (六六) ) 輻射聚合輻射聚合()H2CCH2COO-COONH2COO-OH-H2CCHClClClClClZnH2CCl聚甲基丙烯酸酯水解成聚丙烯酸：成酐

12、中間體聚甲基丙烯酸酯水解成聚丙烯酸：成酐中間體等規(guī)立構(gòu)等規(guī)立構(gòu)？間規(guī)立構(gòu)間規(guī)立構(gòu)CHnCH2OHCH2CHmNHCOCHSNCHCHCOCH3CH3NH2CHnCH2CH2CHmNHCOCHSNCHCHCOCH3CH3NH3NO 熱降解熱降解1. 1. 解聚。末端，鏈增長的逆反應(yīng)，端基斷裂，得到產(chǎn)物解聚。末端，鏈增長的逆反應(yīng)，端基斷裂，得到產(chǎn)物是原來單體及低聚物。是原來單體及低聚物。2.2.無規(guī)斷裂無規(guī)斷裂CH2CCH2CH2CH3CHRRRR+ CH2CH2CH2CHClCH2CHClCH2CHClCH=CHCH=CHCH=CHHClCH2CHClCH2CHClCH2CHCH2CHCH2CH

13、CH2CHCH2CHCH2CH+ CH2OHCOOH- H2OCH2COCCH2OOOHOCH2COOHnCH3CHOHCOOH- H2OCHOCHOCH3H3CHCCH3COnOOCHCCH3OOCHHCOmn 112212iiniiiiiiM nM nMnMnnnMnNMn2iiiiwiiiWMnMMWnM1/iaaiiWMMM=kM =4104 =8.5104 =8104 =0.6 MnMwMMwMMn 1 Mn 1042 M 104 107 aakMk P 或 3 3 M Mw w 10104 4- - 10107 7測定重均分子量的一種經(jīng)典方法，測定重均分子量的一種經(jīng)典方法，利用溶液

14、的光散射性質(zhì)測定溶質(zhì)的分子量、分子大小及形狀利用溶液的光散射性質(zhì)測定溶質(zhì)的分子量、分子大小及形狀靜態(tài)和動態(tài)光散射靜態(tài)和動態(tài)光散射靜態(tài)光散射靜態(tài)光散射通過測定時間平均散射光強的角度和濃度的依賴通過測定時間平均散射光強的角度和濃度的依賴性，可以精確地得到聚合物的重均分子量，根均方旋轉(zhuǎn)半徑性，可以精確地得到聚合物的重均分子量，根均方旋轉(zhuǎn)半徑和第二維利系數(shù)。和第二維利系數(shù)。動態(tài)光散射動態(tài)光散射利用快速數(shù)字時間相關(guān)儀記錄散射光光強隨時間利用快速數(shù)字時間相關(guān)儀記錄散射光光強隨時間的漲落（時間相關(guān)函數(shù)），得到散射光的特性衰減時間，求的漲落（時間相關(guān)函數(shù)），得到散射光的特性衰減時間，求得平均擴散系數(shù)及與之相對

15、應(yīng)的流體力學半徑。得平均擴散系數(shù)及與之相對應(yīng)的流體力學半徑。分子量較低時，由于灰塵和雜質(zhì)的干擾，測定的可靠性較差。分子量較低時，由于灰塵和雜質(zhì)的干擾，測定的可靠性較差。4 ( Gel Permeation chromatography, GPC)體積排除色譜體積排除色譜(size exclusion chromatography，SEC )快速、簡便。數(shù)據(jù)可靠、重現(xiàn)性好，能夠同時測定分子量及快速、簡便。數(shù)據(jù)可靠、重現(xiàn)性好，能夠同時測定分子量及分子量分布。分子量分布。經(jīng)典的測定測定分子量分布的方法 隨著GPC的普及，這種方法已漸漸失去優(yōu)勢第三章第三章 高分子材料的物理化學性質(zhì)高分子材料的物理化學

16、性質(zhì)Gm= Hm-T Sm0: : Hm0 Gm 0 |Hm | T | Sm | T Hm HmV12( 1- 2)2 1 2 溶度參數(shù)：溶度參數(shù)： =(CED)1/2 1- 2= 1.5 1- 2= 1.5 混混= 1 1+ 2 2 3、 CCHHClH聚氯乙烯O環(huán)己酮+-+ 小分子化合物小分子化合物物理狀態(tài)是熱力學狀態(tài)，狀態(tài)的改變是相變物理狀態(tài)是熱力學狀態(tài)，狀態(tài)的改變是相變高分子：高分子：物理狀態(tài)是力學狀態(tài)，狀態(tài)的改變是材料的力學性能物理狀態(tài)是力學狀態(tài)，狀態(tài)的改變是材料的力學性能發(fā)生變化，發(fā)生變化，通過溫度的改變來反映通過溫度的改變來反映不同力學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為熱轉(zhuǎn)變。不同力學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為熱轉(zhuǎn)變。 ） ） ，整個分子鏈不能運動。粘流態(tài)粘流態(tài)（viscous flow state） ：溫度進一步升高，鏈段運動更劇烈，溫度進一步升高，鏈段運動更劇烈，當溫度達到當溫度達到Tf時，時，整個大分子鏈整個大分子鏈通過鏈段的協(xié)同運動而通過鏈段的協(xié)同運動而發(fā)生相對位移發(fā)生相對位移（粘（