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　　自新一轮的工业革命开展以来，在全球发展最快的技术，除了计算机技术以外，材料技术的发展速度也不可小觑。材料的发展和我们的生活息息相关，我们生活的每个细节都离不开材料，由此看来，材料的快速发展有利于我们生活水平、生活质量的提高。然而，近几年以来各种各样的化学物质的合成材料难降解、毒性大，给环境带了了极大的威胁，和现在和谐发展的理念是相违背的，因此可生物降解的概念被提了出来。

　　我们在运用的时候有多种的可生物降解高分子，并且现在在组织工程、医学工程等方面都有了长足的发展，聚膦腈是一类结构独特的高分子，具有很好的生物相容性，现在在生物方面的应用比较普遍，但是由于聚膦腈的研究成本相对比较高，且降解的速度很慢，这就阻碍了该类材料的进一步发展，而近几年以来采用与可生物降解的聚酯相结合为聚膦腈材料的发展带来了新的生机。

　　1聚膦腈的简介

　　聚膦腈的结构十分独特，其主链是以氮磷单双键交替的，有机侧链基团的连接具有选择性，它是选择与磷原子相连接。较好的生物相容性是聚膦腈的特点之一，要想得到可以生物降解的聚合物，水解敏感的取代基是必不可少的，也是聚膦腈水解的必要条件，聚膦腈在降解后得到的降解产物一般是小分子的氨、磷酸盐和相对应的侧基，这些小分子团都是无毒的，由此可以看出水解敏感的取代基的种类可以决定聚膦腈的水解速度，因此我们就可以通过设计不同的侧链来得到各种各样的降解速度不同的材料。期刊论文发表自二十世纪六十年代以来，聚二氯磷腈得以合成后，世界各国的科研人员在聚膦腈方面的研究就进入了一个新的时代，研究成果也是瞩目的，现在大多数的已合成的可生物降解聚膦腈在生物学上的可利用性比较的大，在此方面的发展前景也最好。现在合成可生物降解聚膦腈的方法一般是首先通过热开环聚合法，然后就进行关键的一步：取代基取代聚二氯膦腈上的氯原子，当然是易水解的取代基，但是，这种研究方法的成本一般是比较高的，这就为进行大量的实验带来了很大的困难，局限了这种降解材料的高速发展，而且聚膦腈的降解速度很慢，离我们现在对可降解材料的降解速度还有很大的差距，要克服材料在这方面的瑕疵，我们现在所采取的方法一般是与可生物降解的聚酯或聚酸酐共同混合使用，这样就会令研究成本降低，且提高了聚膦腈的降解速度，达到了双赢的目的，也可以促进聚膦腈的推广应用和研究的进行。

　　可生物降解聚膦腈是由一种或者多种较易水解的敏感有机基团组成其侧链，比如咪唑基、氨基酸酯基等。其被取代的形式有所不同可将其区分为两种，一种是相同的基团单一取代，另一种是不同的基团混合取代；其连接的取代基不同也可以分为两类，烃氧基取代和氨基取代聚膦腈；还可以根据其与水的相容特性不同来分类，疏水性聚膦腈（如：以氨基乙羟肟酸酯、缩酚肽酯、氨基酸酯、二肽酯等为侧链）和水溶性聚膦腈（如：侧链带有乙氧基吡咯烷酮、糖基、咪唑基、苯氧基羧基等）。

　　2可生物降解聚膦腈的合成

　　得到可生物降解聚膦腈一般分为两步，即先将通过热解分解生成聚二氯膦腈（PDCP），然后根据侧基容易被水解的特性将其被Cl原子取代，具体化学过程如式1。

　　2.1合成单一取代基聚膦腈

　　单一取代其侧基的合成方法应用较为广泛，类型也多种多样，形成的可生物降解聚膦腈包括烃氧基聚膦腈、氨基聚膦腈、等。将聚膦腈中空间位阻较小的亲核试剂作用于聚二氯膦腈，其摩尔比例控制在5：1左右，反应的常用溶剂为苯、四氢呋喃（THF）、二氧六环等。

　　2.1.1合成烃氧基聚膦腈

　　醇酸酯类聚膦腈的合成由式2中的聚合物来完成合成，其将聚二氯膦腈与处在钠盐中的醇酸酯反应，又因为醇酸酯在四氢呋喃中的溶解度不够大，所以在合成的过程中需要很多的相关试剂。国外有很多研究员都针对此情况进行了分析，其中Allcock等人将反应温度定在50℃，实验结果表明这种情况下在保证避免聚膦腈主链被破坏的同时，也可以使聚二氯膦腈的Cl被取代。

　　在可生物降解的聚膦腈的含有羧基苯氧基的类型中包括聚二（对羧基乙基苯氧基）膦腈（PCEP）和聚二（对羧基苯氧基）膦腈（PCPP），如式3所示。

　　2.1.2多官能团亲核试剂取代聚膦腈的合成

　　被引入到聚二氯膦腈中的基团可以含有一种或者多种官能团，当多种官能团被利用时，就要考虑它们之间的相互影响，为了防止其相连引起其相关功能的减退，必须对每个官能团进行重点保护，如式4中的甘油基取代过程，他其中包括三个羟基，其可行的方式为用丙酮或甲醛与其反应生成异丙叉甘油、甘油缩甲醛，这样可以保护住这两个羟基，再将其通过试剂化学反应与聚二氯膦腈相结合，最后可以用乙酸再进一步处理。

　　2.2合成混合取代聚膦腈

　　在混合取代聚膦腈的过程中可以分为两种方法：可以根据一定的顺序进行逐步的取代；也可以在利用两种以上的亲核试剂进行竞争取代。第一种方法利用广泛且技术较为成熟，在实际的应用过程中也是主要的应用手段。

　　2.2.1完全取代聚二氯膦腈中氯原子

　　在进行基团取代的过程中，因为其空间内的位置阻力无法完全完成取代，导致聚膦腈的无法合成，实际中可以通过一些位阻比较小的基团来进行Cl的取代，如甲氨基或甘氨酸乙酯等，雌激素酮等通过相应甾类羟基负离子连结到聚膦腈侧链上，没有被完全代替下来的氯原子通过与正丁胺、甘氨酸乙酯、甲胺或乙胺反应来使较为完全反应。

　　2.2.2调节聚膦腈降解速度

　　生物降解聚膦腈降解速度从机理上来讲跟替代基团的水解敏感性有很大的关系，此性质较高的基团可改善其降解的速度，改良此化学材料的性质。咪唑基在酸和强碱中要有比其他的氨基酸基团更敏感的水解性质，甲氨基咪唑膦腈相对于甲氨基膦腈来说，在相同的条件下更容易被分解。如果在聚膦腈的侧链被替换为位阻较大的相关官能团时就会使此类物质难以被降解，例如聚丙氨酸乙酯对甲基苯氧基膦腈和聚丙氨酸乙酯联苯氧基膦腈的对比中就可以得到类似的结果。

　　2.2.3功能化生物降解聚膦腈的合成

　　混合取代合成方法的好处就在于可以发挥多种基团的优势功能，聚合物的多功能化已经慢慢成为此类研究的大趋势，合成的聚膦腈对很多外界因素都较为敏感，如温度和PH值，在Song等人的研究成果中，就有甲氧基聚乙二醇和氨基酸酯以及甲氧基聚乙二醇和二肽乙酯为侧基的混合取代聚膦腈，它可降解性和温度敏感性都很强。

　　2.3合成共聚或共混聚膦腈

　　无论是单一替代还是混合替代，都有自己的优势所在，将两种或多种聚合物进行混合生产或者将聚膦腈与其它可生物降解聚合物混合，都会得到较为良好的可降解材料，根据配比来控制降解的速度。

　　3结束语

　　在可生物降解聚膦腈的研究过程中有很多方法可以实现，但是必须通过聚二氯膦腈进行合成，无论是单一还是混合合成都可以生产可降解的聚合物，侧链的合理替代安排也是此聚合物性质是否完善的关键，可生物降解聚膦腈的多功能性可以促进相关高分子材料的发展，新的科学技术会在此领域带来新的革命。

　　参考文献

　　[1]张爱迪，德润，朱香利，等.生物降解高分子材料研究应用进展[J].化工新型材料，2011，32（12）.

　　[2]侯洪江，陈复生，程小丽.可生物降解材料降解性的研究研究进展[J].塑料科技，2009，37（3）.