專利名稱：一種固相有機(jī)合成載體材料及其制備的制作方法
在三大類生物活性分子中(蛋白質(zhì)、核酸和糖)，糖類的合成是最為復(fù)雜和困難的。在寡糖合成中，涉及到多個(gè)相似活性羥基的選擇性保護(hù)和去保護(hù)；每一步偶聯(lián)反應(yīng)都存在α和β的立體構(gòu)型控制問(wèn)題；特別是糖苷鍵的形成要困難的多，這表現(xiàn)為偶聯(lián)反應(yīng)由于偶聯(lián)試劑不穩(wěn)定而導(dǎo)致的副反應(yīng)多，反應(yīng)產(chǎn)物復(fù)雜和收率低下，因而每步產(chǎn)物的分離過(guò)程特別費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
固相合成法在多肽和寡聚核苷酸合成中的成功應(yīng)用自然使人們想到用它來(lái)解決寡糖合成中的問(wèn)題。固相法相對(duì)于傳統(tǒng)液相法的優(yōu)點(diǎn)是每步反應(yīng)后通過(guò)過(guò)濾和洗滌就能達(dá)到純化的目的，可用過(guò)量的試劑來(lái)加速反應(yīng)進(jìn)行，還可通過(guò)反復(fù)反應(yīng)提高收率。
1971年Frechet和Schuerch發(fā)表了第一篇固相合成寡糖的論文(Frechet，M.J.；Schuerch，C.，J.AM.Chem，Soc.，1971，93，492.)，隨后其他科學(xué)家也開(kāi)展了這方面的研究。然而，固相法合成寡糖一開(kāi)始就遇到很多難以克服的困難，在傳統(tǒng)的固相載體材料如常用的交聯(lián)度為1-2％的聚苯乙烯-二乙烯基苯微球上，即使延長(zhǎng)偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)間，過(guò)量使用糖苷化試劑和反復(fù)反應(yīng)，由于糖苷化試劑在這些固相載體中擴(kuò)散速度慢，反應(yīng)的可接近性差。偶聯(lián)反應(yīng)活性不高和偶聯(lián)試劑不穩(wěn)定等原因。偶聯(lián)產(chǎn)率難以提高。以至于自1977年以后到80年代末，關(guān)于這方面的研究幾乎再?zèng)]有文獻(xiàn)報(bào)道。
九十年代以來(lái)，許多世界著名的實(shí)驗(yàn)室和一流的科學(xué)家都加入到糖化學(xué)的研究中，糖化學(xué)的合成得到很大發(fā)展，固相法合成寡糖也取得了一定的進(jìn)展。每一次進(jìn)展，都被視為重要的科學(xué)突破[2.3](Danishefsky，S.J.et al，Science，1993，260，1307；Kahne，D.et al，Science，1996，274，1520.)。然而由于糖苷化試劑在固相載體中擴(kuò)散速度慢，反應(yīng)的可接近性差所導(dǎo)致的偶聯(lián)反應(yīng)活性不高和偶聯(lián)產(chǎn)率難以提高的問(wèn)題仍然沒(méi)有得到解決。
為了解決固相合成寡糖中所遇到的問(wèn)題，Krepinsky等人(Krepinsky，et al，J.AM.Chem，Soc.，1995，117，2116.)采用線性可溶性的聚乙二醇單甲醚[HOCH2CH2(OCH2CH2)nOCH3，PEG]作為固相合成載體，使糖苷化反應(yīng)在均相溶液中進(jìn)行，獲得了類似常規(guī)液相中糖苷化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)速度，每次反應(yīng)完成后，均相溶液中連有糖的聚乙二醇單甲醚載體可用乙醚或特丁基甲基醚沉淀出來(lái)，并可進(jìn)一步在乙醇中重結(jié)晶以除去雜質(zhì)。通過(guò)反復(fù)加入糖基化供體使偶聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行得很完全。應(yīng)用這一策略Krepinsky等人成功地合成了病源體酵母細(xì)胞壁甘露聚糖中的1-2聯(lián)接的五聚甘露寡糖片段。Van Boom則成功采用該策略合成了十糖片段。
但是，可溶性高分子載體在反應(yīng)后處理過(guò)程中不僅比較繁瑣，而且反復(fù)的沉淀和重結(jié)晶也會(huì)造成許多損失。因此，實(shí)際上這種載體在固相有機(jī)合成中用的并不多，有鑒于此，我們發(fā)明了一種固相有機(jī)合成材料。本發(fā)明的載體材料與傳統(tǒng)載體材料的主要區(qū)別點(diǎn)在于在傳統(tǒng)固相有機(jī)合成載體中反應(yīng)物是依靠濃度梯度進(jìn)行擴(kuò)散傳質(zhì)的，反應(yīng)速度慢，而在將要合成的材料中，反應(yīng)物是依靠對(duì)流傳質(zhì)的方式接近反應(yīng)點(diǎn)，可大大加快固相有機(jī)合成中的反應(yīng)速度。因而將會(huì)解決目前固相合成寡糖中遇到的反應(yīng)速度低下，偶聯(lián)產(chǎn)率難以提高的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種固相有機(jī)合成材料，該材料是具有特定結(jié)構(gòu)的超大孔型聚苯乙烯-二乙烯基苯微球，在微球的大孔表面接枝一定聚合度的聚乙二醇高分子使這種載體在固相有機(jī)反應(yīng)中形成一種類似真溶液體系的環(huán)境。
所述的微球粒度范圍在25-100微米之間，其載體內(nèi)部分布著兩種結(jié)構(gòu)的孔隙，一種是貫穿整個(gè)顆粒的超大孔，孔徑為60-800nm，可稱為穿透孔或?qū)α骺琢硪环N是連接這些特大孔的較小一點(diǎn)的大孔，孔徑為50-150nm，孔深將不超過(guò)1μm，可稱為連接孔或擴(kuò)散孔。在這些孔表面接枝一定聚合度的聚乙二醇高分子使這種載體在固相有機(jī)反應(yīng)中形成一種類似真溶液體系的環(huán)境，所述的聚乙二醇的聚合度為4-40。在一定的攪拌速度下，反應(yīng)物在載體中以對(duì)流傳質(zhì)的方式迅速接近反應(yīng)點(diǎn)，而不是靠濃度梯度進(jìn)行擴(kuò)散傳質(zhì)，長(zhǎng)鏈錨動(dòng)的聚乙二醇分子鏈則可有效地解決反應(yīng)物在高聚物載體表面反應(yīng)可接近性差的問(wèn)題。這種載體中，雖然在穿透孔之間還存在若干擴(kuò)散孔，它們不能形成快速對(duì)流傳質(zhì)，但這種孔的深度一般不超過(guò)1μm，擴(kuò)散程很短，不會(huì)造成明顯的傳質(zhì)阻力，而且擴(kuò)散孔的存在恰恰可提供較大的比表面積和負(fù)載量。
所述的材料，用作解決固相合成寡糖時(shí)所遇到的由于糖苷化試劑在固相載體中擴(kuò)散速度慢，反應(yīng)的可接近性差等原因?qū)е碌姆磻?yīng)速度低下，偶聯(lián)產(chǎn)率難以提高的問(wèn)題。
下面描述本發(fā)明的載體材料的制備過(guò)程及其用作固相合成寡糖載體材料的具體應(yīng)用。1.載體材料的制備(1)在2升的三口瓶反應(yīng)器中加入1升含有0.2％PVA水溶液，待溫度升高到45℃時(shí)，加入溶有引發(fā)劑和線性聚苯乙烯的苯乙烯，二乙烯苯組成的油相混合液500毫升，開(kāi)動(dòng)攪拌，每分鐘維持在700轉(zhuǎn)，半小時(shí)后，升溫至78℃，恒溫聚合4小時(shí)，再升溫至90-95℃，繼續(xù)反應(yīng)5小時(shí)后，結(jié)束反應(yīng)，按標(biāo)準(zhǔn)處理，得到400克具有特大孔結(jié)構(gòu)的白球，白球的平均粒度50微米。(2)將(1)中白球烘干后，對(duì)其進(jìn)行氯甲基化，得到氯含量大于15％的氯球，備用。(3)按說(shuō)明書(shū)附

圖1所示過(guò)程及以下反應(yīng)條件對(duì)(2)所得氯球進(jìn)行修飾得到固相合成寡糖用載體材料。
說(shuō)明書(shū)附圖1中所用的試劑與反應(yīng)條件(a)NaH，NaI，30 equiv of xyleneC1，THF，96h；(b)10％ aqueous Na2CO3，70C，16h。2.載體材料在固相合成寡糖中的具體應(yīng)用按照固相合成寡糖的一般過(guò)程(見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖2)，合成寡糖，結(jié)果表明，在相同的條件下，寡糖的偶聯(lián)產(chǎn)率與文獻(xiàn)報(bào)道的相當(dāng)，證明該載體材料是固相合成寡糖的良好好載體。
說(shuō)明書(shū)附圖2中所用的試劑與反應(yīng)條件(a)imidate，TMSOTf，4 A ms，CH2Cl2，0-5°C，4h；(b)DBU，CHOH，16h；(c)CH2Cl2；(d)high vacuum；(e)Raney nickel W2，EtOH，reflux 16h.
權(quán)利要求
1.一種固相有機(jī)合成材料，該材料是具有特定結(jié)構(gòu)的超大孔型聚苯乙烯-二乙烯基苯微球，在微球的大孔表面接枝一定聚合度的聚乙二醇高分子使這種載體在固相有機(jī)反應(yīng)中形成一種類似真溶液體系的環(huán)境。
2.按照權(quán)利要求1，所述的微球粒度范圍在25-100微米之間。
3.按照權(quán)利要求1，所述的超大孔，孔徑為600-800nm，稱作穿透孔或?qū)α骺住?br> 4.按照權(quán)利要求1，所述的聚乙二醇的聚合度為4-40。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固相有機(jī)合成材料。該材料是具有特定結(jié)構(gòu)的超大孔型聚苯乙烯－二乙烯基苯微球，其微球的大孔表面接枝一定聚合度的聚乙二醇高分子使這種載體在固相有機(jī)反應(yīng)中形成一種類似真溶液體系的環(huán)境，反應(yīng)物在載體中以對(duì)流傳質(zhì)的方式迅速接近反應(yīng)點(diǎn)，而不是靠濃度梯度進(jìn)行擴(kuò)散傳質(zhì)，以解決固相合成寡糖時(shí)所遇到的由于糖苷化試劑在固相載體中擴(kuò)散速度慢，反應(yīng)的可接近性差等原因?qū)е碌姆磻?yīng)速度低下，偶聯(lián)產(chǎn)率難以提高的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C07K1/00GK1448377SQ0210382
公開(kāi)日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者寧君, 邢穎, 孔繁祚 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心