一种直接改性基底的二苯甲酮型分子及其应用的利记博彩app

本发明属于材料改性技术领域，具体涉及一种直接改性基底的二苯甲酮型分子及其应用。

背景技术：

目前聚合物材料广泛应用于各个领域，而聚合物材料本身性能无法满足许多特殊的要求，或者一些聚合物通过本体法赋予特殊性能后会导致原先优异性能的削弱，而表面改性可以在保留材料本体性能的基础上，给予材料特殊的表面性能，是一种广泛使用的改性方法。

通常表面改性是通过化学或者物理方法，将可以带给材料特殊性能的分子以化学键或者非化学键作用力的方式固定于基底表面；然而受限于改性分子本身的固有性质，一般非化学键作用力的固定比较不稳定，形成的改性层很容易损坏，从而失去作用；化学键作用力则比较牢固，但是问题在于材料表面一般是惰性的，使得新化学键的形成比较困难，目前很多表面改性方法都是通过繁琐的手段引入改性分子；从改性分子本身入手，设计并合成可行的改性分子结构既是难点，也是一条从根本上改进表面改性方法的途径。如Ren，X.Chem.Soc.Rev.2015，44，5680.综述了一系列在基底材料表面上化学固定功能分子的技术，例如(1)在特殊条件下利用催化剂进行亲核取代，(2)先进行异氰酸酯处理表面再接枝改性分子，(3)在密封无氧等苛刻条件下进行原位ATRP接枝等。这些方法无一例外需要较为严苛的条件进行化学反应，导致过程工艺复杂，难以大规模广泛应用。再如Mahouche-Chergui,S.Chem.Soc.Rev.2011,40,4143.综述了利用重氮盐基团在基底材料上固定功能分子的广泛应用，基于重氮盐基团的表面改性方法相对简单并且在实验室研究中取得了良好的改性效果。但是由于重氮盐干燥条件下易爆的问题，使其使用条件收到限制，并且在大规模的应用方面具有安全隐患，阻碍以重氮盐基团出发改性方法的广泛应用。

紫外引发表面接枝聚合法是一种比较方便的表面改性方法，目前的通用方法为：采用激发特定分子单体，使该类分子单体自引发聚合；或者将光敏剂涂覆于基底材料表面，然后引发不饱和键单体聚合成聚合物链。然而该类方法或者只适用于小范围的单体，或者需要选择合适的预涂覆溶剂；且存在同一工艺参数适用单体种类少等问题，直接影响改性的效率和适用范围。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术中材料的表面改性方法工艺复杂、条件苛刻、改性效率低、适用范围小、难以大规模应用的技术问题，提供一种二苯甲酮型分子及其制备方法与应用。

一种直接改性基底的二苯甲酮型分子，结构如下：

(A-B)_a-(C-B)_b-(A-B)_c-(C-B)_d-C-(B-A)_e

式中，a、b、c、d、e分别为非负整数，且不同时为零；

A表示1-10均代表取代位；

B表示连接基团，B连接在A的任意一个取代位上；

C为改性基团，含有一个或多个功能基团；

如果含有多个A，多个A结构相同或者不同，如果含有多个B，多个B结构相同或不同，如果含有多个C，多个C结构相同或者不同。

优选的是，所述a、b、c、d、e分别为0-10的整数。

优选的是，在不与B连接的A的1-10的取代位的一处或者多处连接衍生基团，不同取代位上的衍生基团相同或者不同，所述衍生基团为烷基、烷氧基、羟基、羧基、二胺基或卤基；更优选的是，羟基、羧基或二胺基。

优选的是，所述衍生基团和B分别连接在A的1、3、5、6、8或者10取代位上。更优选的，所述衍生基团连接在A的1、5、6或者10取代位上，B连接在A的3或8取代位上。

优选的是，所述B含有醚键、酯键、酰胺键、氨酯键、脲键、肽键、亚胺键、缩硫醛、缩硫酮、巯基、磺酸基、磷酰基、氨基硫脲基、硫醚基、硫酰基、亚硫酰基中的一种或多种。更优选的，所述B含有杂原子，杂原子的α位有C-H键。

优选的是，所述C含有烷烃链、羧基及其衍生物基团、磺酸基及其衍生物、氨酯基、脲基、氰基、醛基、酮基、羟基、巯基、氨基、铵盐基团、磷酰胆碱基团、氟代基团、金属络合物基团、生物碱基团、糖类基团、抗生素类基团、维生素类基团、毒素类基团、除草功能基团、杀虫功能基团、类固醇基团、多肽基团、核苷基团、多肽核酸基团、半抗原基团中的一种或多种。

优选的是，直接改性基底的二苯甲酮型分子的结构为以下结构中的一种：

本发明还提供上述一种直接改性基底的二苯甲酮型分子的应用，在待改性基底上覆盖直接改性基底的二苯甲酮型分子，然后用紫外光谱辐照接枝，完成基底的改性。

优选的是，所述聚合物为聚氨酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、含氟聚合物、聚醚、聚乙烯醇类、聚醋酸乙酯类、聚丙烯酸酯类中的一种或多种的混合，且聚合物含有杂原子，杂原子的α-C上有氢。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的直接改性基底的二苯甲酮型分子将至少一种二苯甲酮结构与功能基团通过含有杂原子的链连接起来，得到可以直接改性基底的二苯甲酮型分子；该结构一方面保证二苯甲酮基团有效的进行“夺氢”，保证接枝率，另一方面保证了功能部分有效表达；能够通过一定方式将二苯甲酮型分子涂覆于材料表面，进而在紫外光辐照条件下，直接将功能基团固定于基底材料表面；

本发明的直接改性基底的二苯甲酮型分子适用的功能基团范围广泛，在操作中的功能基团结构不易被破坏，可以有效表达，整个过程操作简单、快速、对环境污染少，及其适合工业化应用，例如：提高聚合物材料的抗血小板粘附性，以作血液接触材料；提高聚合物材料表面亲水性，以用于提高纤维染色型或制备抗静电织物；赋予聚合物生物性能，使聚合物成为更适宜的细胞培养载体等。

附图说明

图1为实施例4将原料4-HBP和化合物4的紫外吸收曲线；

图2为实施例10的改性组和对照组的血小板粘附图；

图3为实施例11在改性孔板中以DMEM完全培养基培养人内皮细胞，48h后培养结果；

图4为实施例12的改性组和对照组对小鼠纤维细胞粘附图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合具体实施方式对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明专利要求的限制。

本发明的直接改性基底的二苯甲酮型分子，结构如下：

(A-B)_a-(C-B)_b-(A-B)_c-(C-B)_d-C-(B-A)_e

式中，a、b、c、d、e分别为非负整数，且不同时为零；a、b、c、d、e表示重复基团数目，当下角标为零时，表明该重复单元不存在，简单举例：a＝1，b＝c＝d＝e＝0时，表示结构为A-B-C。优选a、b、c、d、e分别为0-10的非负整数，更优选分别为0-2的非负整数，尤其优选c＝1或2，a、b、d、e＝0或1。

A表示1-10均代表取代位，A作为光反应基团；

B表示连接基团，为原料化学反应后建立的基团，B连接在A的任意一个取代位，优选B连接在A的1、3、5、6、8或者10取代位上，更优选连接在3或8取代位上。

C为改性基团，含有功能基团，赋予基底需要的性能；

一个直接改性基底的二苯甲酮型分子中，如果有多个A，多个A可以为相同结构或者不同结构，如果有多个B，多个B可以为相同结构或者不同结构，如果有多个C，多个C可以为相同结构或者不同结构。

B含有以下结构中的一种或多种：醚键、酯键、酰胺键、氨酯键、脲键、肽键、亚胺键、缩硫醛、缩硫酮、巯基、磺酸基、磷酰基、氨基硫脲基、硫醚基、硫酰基、亚硫酰基等，B优选杂原子(即除碳、氢外的原子)的α位有C-H键的结构。

C含有以下结构中的一种或多种：烷烃链、羧基及其衍生物基团、磺酸基及其衍生物基团、氨酯基、脲基、氰基、醛基、酮基、羟基、巯基、氨基、铵盐基团、磷酰胆碱基团、氟代基团、金属络合物基团、生物碱类基团、糖类基团、抗生素类基团、维生素类基团、含毒素基团、具除草功能基团、具备杀虫功能基团、类固醇基团、多肽基团、核苷基团、多肽核酸基团、半抗原基团中的一种或多种。

在A的1-10的取代位上，除去与B连接的取代位，其他一处或者多处取代位可以连接衍生基团，不同取代位上的衍生基团可以相同或者不同，衍生基团为烷基、烷氧基、羟基、羧基、二胺基或卤基，优选羟基、羧基或二胺基。一般衍生基团连接在A的1、3、5、6、8或者10取代位上，优选连接在A的1、5、6或者10取代位上。

本发明的直接改性基底的二苯甲酮型分子的制备方法，在已知直接改性基底的二苯甲酮型分子结构的基础上，本领域技术人员能够根据分子结构设计相应的制备方法，为本领域技术人员常规技术。

本发明的直接改性基底的二苯甲酮型分子的应用，是在清洗待改性基底后在待改性基底上覆盖改性基底的二苯甲酮型分子，覆盖方法没有限制，如滴涂法、浸渍法、旋涂法、刮涂法、三明治结构法等，根据分子物理状态确定即可；然后用紫外光谱辐照接枝，二苯甲酮基团发生夺氢自由基反应，与基底材料发生光化学反应形成化学键，从而使分子固定在基底材料上，完成基底的改性，通常辐照的紫外光波段在200-400nm的范围内，紫外光源可以是汞灯或者其他可以发射紫外光波段的设备，辐照强度在200.0mW/cm²范围内，优选1.0-50.0mw/cm²的强度范围(以波长为254nm紫外线强度为参考标准)；照射时间在1-300min之间，优选在1-60min之间。

基底的材料为聚合物材料，常用的为聚烯烃、橡胶、聚氨酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、含氟聚合物、聚醚、聚乙烯醇类、生物高分子、聚醋酸乙酯类、聚丙烯酸酯类或者他们的共混物、或者复合材料。在选择直接改性基底的二苯甲酮型分子，需要考虑基底特性，优选无定形聚合物基底或含有杂原子的聚合物，且杂原子α-C上有氢的聚合物基底。二苯甲酮型改性分子应可以在基底表面充分铺展接触，以便紫外光下有效接枝。

使用溶剂对基底充分清洗，以除去可能存在的污染物，以免影响其与A发生接枝，清洗溶剂不破坏基底材料，易挥发或者易除去，即使少量残留也不会对表面改性造成严重破坏。一般聚合物材料优选乙醇或水作为清洗溶剂；有特殊污染物的，应寻找可以溶解污染物，但不会破坏基底的溶剂进行清洗。

在对基底完成改性后，如果要得到性质稳定的改性制品，在截止后可以通过洗涤除去表面可能物理粘附的残留分子，最终得到化学键固定的表面涂层。洗涤液选择对二苯甲酮型改性分子具有一定溶解能力，可以有效的将未化学接枝的改性分子溶解洗去；是基底材料的劣溶剂，不会破坏基底或者与基底发生反应；不易与改性基团内的功能基团等发生反应，不破坏或者影响功能基团的表达；洗液易除去。一般洗涤液采用水、乙醇、乙酸乙酯、丙酮等。

下面通过具体的实施例对本发明进行详细的介绍，但不局限于实施例的内容。实施例中，4-HBP：4-羟基二苯甲酮，DMAP：4-二甲氨基吡啶，CDI：N，N'-羰基二咪唑，TEA：三乙胺，PST：1，3-丙烷磺内酯，mPEG2000：平均分子量为2000的聚乙二醇，HDI：六亚甲基二异氰酸酯，BDA：二苯甲酮-4，4’-二甲酸，EDC·HCl：1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，GPC：甘油磷酰胆碱DMF：N，N-二甲基甲酰胺，DIEA：二异丙基乙基胺，BOP：卡特缩合剂，NHS：N-羟基琥珀酰亚胺。

实施例1

直接改性基底的二苯甲酮型分子(单羧基二苯甲酮分子)：(化合物1)

上述直接改性基底的二苯甲酮型分子的合成方法：将DMAP(0.02mol，2.4g)与丁二酸酐(0.4mol，40g)溶解于干燥的二氯甲烷中，25℃下搅拌30min；然后将4-HBP(0.1mol，19.8g)溶解于干燥二氯甲烷中，加入反应体系，然后反应升温到40度，氮气保护下搅拌反应12h。反应结束后沉淀于1％wt柠檬酸水溶液中，之后过滤，重结晶，产物在50℃、约0.1MPa真空条件下烘干。产率40.1％(以4-HBP为基准)。

对产物进行核磁检测，结果为NMR(400MHz，H¹-DMSO)：7.76(4H)，7.60(3H)，7.39(2H)，2.65(4H)ppm，证明合成化合物1。

实施例2

直接改性基底的二苯甲酮型分子(单氨基二苯甲酮分子)：(化合物2)

上述直接改性基底的二苯甲酮型分子的合成：将化合物1(0.1mol，29.8g)溶解于二氯甲烷中，25℃下搅拌溶解。向溶液中一次性加入CDI(0.15mol，29.7g)，氮气保护下搅拌过夜；然后将1，4-丁二胺(0.3mol，26.4g)和10ml的TEA溶于二氯甲烷中，加入反应体系，继续搅拌12h。然后旋蒸除去部分溶剂，将体系沉淀于去离子水中，沉淀，抽滤，将固体在25℃、约0.1MPa真空条件下烘干，得到产物。产率82.4％(以化合物1为基准)。

对产物进行核磁检测，结果为NMR(400MHz，H¹-DMSO)：7.75(4H)，7.60(3H)，7.39(2H)，3.02(2H)，2.72(2H)，2.60(2H)，2.45(2H)，1.52(4H)ppm，证明合成了化合物2。

实施例3

直接改性基底的二苯甲酮型分子(磺酸基二苯甲酮分子)：(化合物3)

上述直接改性基底的二苯甲酮型分子的合成：将化合物2(0.1mol，36.8g)溶于无水二氯甲烷，于60度下氮气保护，加入PST(0.12mol，14.6g)，反应5h。反应结束后沉淀于产物乙醚中，过滤，将固体在30℃、约0.1MPa真空条件下烘干，得到产物。产率89.6％(以化合物2为基准)。

对产物进行核磁检测，结果为NMR(400MHz，H¹-DMSO)：7.80(4H)，7.63(3H)，7.40(2H)，3.50(2H)，3.02(2H)，2.72(2H)，2.55(4H)，2.48(2H)，1.97(2H)，1.52(2H)，1.38(2H)ppm，证明合成了化合物3。

实施例4

直接改性基底的二苯甲酮型分子(聚乙二醇单甲醚端二苯甲酮)：(化合物4)

上述直接改性基底的二苯甲酮型分子的合成：将mPEG2000(0.1mol，200g)在室温下溶于四氢呋喃溶剂中，然后将0.1mol(17.4g)HDI室温下溶于四氢呋喃中。在60℃下，按每秒1ml的速率将mPEG2000的溶液滴加到HDI的溶液中，搅拌反应3小时；将0.1mol(19.8g)4-HBP在室温下溶于二氯甲烷中，加入到上述混合液中，继续保持60℃搅拌反应3小时。反应结束后，将混合溶液沉淀于乙醚中，然后过滤出固体沉淀后，在30℃、约0.1MPa真空条件下烘干，得到产物。产率92.7％(以4-HBP为准)。

通过红外检测羟基峰(3450cm^-1)到氨基峰N-H(3305cm^-1)的转变及异氰酸酯基团NCO对应峰(2270cm^-1)的消失，证明反应完成，得到产物。

将原料4-HBP和化合物4溶解到无水乙醇中，配置成0.01mmol的溶液，随即用紫外-可见分光光度计测量溶液在250-500nm波长范围内的吸收光谱。结果图1所示，从图1可以看出二苯甲酮基团以此方式与改性基团连接并不影响其紫外吸收活性。

实施例5

直接改性基底的二苯甲酮型分子(烷烃链双封端二苯甲酮)：(化合物5)

上述直接改性基底的二苯甲酮型分子的合成：将正十二烷基醇(0.03mol，5.6g)溶解于三氯甲烷中，加入EDC·HCl(0.012mol，2.3g)和DMAP(0.01mol，1.22g)，室温下搅拌30min，然后将BDA(0.01mol，2.7g)溶解于三氯甲烷中，之后加入反应体系中，反应过夜。产物低温下沉淀于乙醚中，过滤，在30℃、约0.1MPa真空条件下烘干，得到产物。产率64.3％(以BDA为基准)。

对产物进行红外检测，发现羰基振动峰从羧基(1700cm^-1)到酯基(1730cm^-1)的转变，证明反应完成，得到化合物5。

实施例6

直接改性基底的二苯甲酮型分子(双二苯甲酮封端磷酰胆碱)：(化合物6)

上述直接改性基底的二苯甲酮型分子的合成：将GPC(0.01mol，2.57g)溶解于DMF中，然后80℃搅拌下，加入HDI(0.02mol，3.36g)，氮气保护下反应3h；之后降至室温，将化合物2(0.02mol，5.96g)溶于DMF，缓慢滴加入反应体系中，反应过夜。加入去离子水进行沉淀，抽滤，然后在37℃，约0.1MPa真空条件下烘干，得到产物。产率46.3％(以GPC为基准)。

将产物通过飞行时间质谱检测m/z＝1329.6，与目标分子量相符，证实化合物6合成。

实施例7

直接改性基底的二苯甲酮型分子(酮雌二醇端二苯甲酮)：(化合物7)

上述直接改性基底的二苯甲酮型分子的合成：将化合物2(1.0mmol，0.37g)、BOP(1.0mmol，0.63g)溶于DMF中，加入6-酮雌二醇-6-(0-羧甲基)-肟(1.0mmol，0.36g)、DIEA(0.35g，2.0mmol)，20℃下搅拌反应5h，然后沉淀于去离子水中，抽滤；然后依次用10％wt的碳酸钠水溶液、10％wt的硫酸氢钠水溶液和去离子水洗固体，在37℃、约0.1MPa真空条件下烘干。产率71.3％(以化合物2为基准)。

对产物进行核磁检测，结果为NMR(400MHz，H¹-DMSO)：7.78(4H)，7.60(3H)，7.40(2H)，7.38(1H)，7.18(1H)，6.94(1H)，4.87(2H)，3.02-1.31(26H)，1.03(3H)ppm，证明合成了化合物7。

实施例8

直接改性基底的二苯甲酮型分子(壳聚糖端二苯甲酮)：(化合物8)

上述直接改性基底的二苯甲酮型分子的合成：将化合物1(0.1mol，29.8g)溶解于DMF，然后加入NHS(0.15mol，17.3g)和EDC·HCl(0.15mol，28.7g)，氮气保护下室温搅拌12h；将平均聚合度为6的壳聚糖(0.01mol，10.7g)溶解于DMF中，然后加入反应体系中，升温到40度反应8h。将反应产物于Mw＝500的透析袋中透析，然后冷冻干燥，得到目标产物。产率83.4％(以壳聚糖为基准)。

对产物进行核磁检测，结果为NMR(400MHz，H¹-DMSO)：明显存在峰7.78(4H)，7.59(3H)，7.40(2H)ppm，同时原先壳聚糖对应的核磁峰仍然保留，表明壳聚糖上接枝二苯甲酮基团成功。

实施例9

将化合物4和化合物5溶解于氯仿中，配置成1％wt的溶液，旋涂于聚氨酯薄膜基底上；将样品放置于400w紫外灯光下照射10min，然后充分洗去表面未接枝的分子。采用德国KRUSS公司的DSA30型视频光学接触角测量仪，通过测定聚氨酯改性前后的表面静态水接触角，判断对材料表面亲水性的改性效果。每组至少四个样品，重复三次，保证结果重现性。结果如表1所示。

表1为实施例9中聚合物改性前后表面亲水性

从表1可以看出，接触角明显变化，表示聚合物表面亲水性变化，证明改性成功。

实施例10

将化合物3溶解于乙醇中，配置成10％wt的溶液，滴涂于聚氨酯薄膜基底上；将样品放置于400w紫外灯光下照射10min，然后充分洗去表面未接枝的分子，得到改性聚氨酯薄膜基底。

所得改性聚氨酯薄膜基底标记为改性组，同时取未改性聚氨酯薄膜基底进行对照，标记为对照组，进行血小板粘附实验。其中血小板来源为健康兔全血离心后上清血小板富集液。与对照组相比，改性组的血小板粘附明显减少，表明材料被赋予抗血小板粘附功能，结果如图2所示。

实施例11

将化合物8溶解于水中，配置成5％wt的溶液，取聚苯乙烯孔板浸渍溶液中30s，然后取出，随即放置于400w紫外灯光下照射6min，然后充分洗去表面未接枝的分子。在改性孔板中以DMEM完全培养基培养人内皮细胞，48h后培养结果如图3所示，从图3可以看出，细胞长势良好，出较好的改性效果。

实施例12

将化合物6溶解于乙醇中，配置成10％wt的溶液，涂覆于聚酰胺基底表面，400w紫外灯光照5min，然后充分洗去表面未接枝的分子，所得改性材料标记为改性组，同时取未改性组材料进行对照，标记为对照组，进行小鼠纤维细胞粘附实验。结果如图4所示，从图4可以看出，与对照组相比，改性组的细胞粘附明显减少，可表明材料被赋予抗细胞粘附功能。