一種含有氨基酸的手性嵌段共聚物以及制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能型高分子聚合物，具體為一種含有氨基酸的手性嵌段共聚物以及制備。該聚合物分子結(jié)構(gòu)之中含有聚丙烯酸和聚氨基酸，因此兼具PH敏感性和手性識別性能，是一種潛在的手性拆分材料。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，光學(xué)活性聚合物的研究受到高度關(guān)注，這是因為這類材料具有優(yōu)良的手性識別功能，在手性化合物的拆分、不對稱吸附、手性誘導(dǎo)及不對稱催化等領(lǐng)域存在潛在的應(yīng)用前景。其中以氨基酸為特殊官能團的嵌段共聚物不僅具有嵌段共聚物特有的性質(zhì)，還具有良好的光學(xué)活性及生物相容性。因此即可用作不對稱納米反應(yīng)器和手性拆分，又可作為一種納米藥物載體材料醫(yī)藥領(lǐng)域、抗癌抗腫瘤治療等。
[0003]pH敏感型材料是一類對外界pH值的變化能產(chǎn)生響應(yīng)性的新型材料。其中，對以聚丙烯酸(PAAc)類化合物為代表的pH敏感型材料研究較多，這類聚合物中可離子化基團為-C00H，在高于其pKa(4.28)時，羧基呈解離狀態(tài)-C00-，親水性增加；而低于pKa時，羧基呈-COOH狀態(tài)，親水性降低。這一特殊性質(zhì)使得這類材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域備受重視，在組織工程、生物分離、固定化酶和藥物的控制釋放等方面具有很好的應(yīng)用前景。近年來PH敏感型材料在手性分離領(lǐng)域也有所應(yīng)用，由于這類材料可以通過PH調(diào)控溶脹和吸附性能，具有操作簡便、條件溫和、可重復(fù)使用等優(yōu)點，因而備受青睞。
[0004]然而，在現(xiàn)有的報道中，pH敏感型手性材料大多共聚或接枝的方法制備，共聚會造成pH敏感性下降，而接枝往往步驟復(fù)雜。因此，將手性功能單體以嵌段形式接入丙烯酸類PH敏感型材料分子鏈中，制備具有pH敏感性的光學(xué)活性嵌段聚合物，將更能有效發(fā)揮二者的優(yōu)點，使材料兼具手性識別和可調(diào)控性，這將大大提高這種材料在手性分離中的應(yīng)用潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要是制備含有氨基酸的手性嵌段共聚物:將氨基酸與丙烯酰氯反應(yīng)制備具有活性雙鍵的手性功能單體，并進一步與丙烯酸酯發(fā)生原子轉(zhuǎn)移自由基反應(yīng)，最后水解得含有氨基酸的手性嵌段共聚物。其制備具體方法如下:
[0006]I)按照文獻方法(J Org Chem.1991，56，6551)制備氨基酸手性單體(ALA);
[0007]2)大分子引發(fā)劑PMA-Cl的合成:在反應(yīng)瓶中加入摩爾比為1:1: 2: 200的引發(fā)劑4-氯甲基苯基三硅烷，催化劑氯化亞銅(CuCl)，絡(luò)合劑N，N，N，N，N-五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)和單體丙烯酸甲酯(MA)，然后加入異丙醇，充氮氣封管。100°C水浴反應(yīng)6h，停止反應(yīng)后用二氯甲烷溶解聚合物，通過中性氧化鋁(Al2O3)層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇中沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-C1。
[0008]3)嵌段共聚物PMA-b-PALA的合成:在反應(yīng)瓶中分別加入一定量的引發(fā)劑PMA-C1、PMDETA和異丙醇，最后加入手性單體ALA，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALA。
[0009]4)嵌段共聚PMA-b-PALA的水解:向I反應(yīng)瓶中加入50ml的甲苯，1.0gPMA-b-PALA和對甲苯磺酸，攪拌下于110攝氏度回流24h，冷卻后用正己烷洗滌沉淀，真空干燥，得到水解產(chǎn)物PAA-b-PALA。
[0010]本發(fā)明中氨基酸采用L-苯丙氨酸(L-Phe)、L_色氨酸(L-Thr)、L_酪氨酸(L-Tyr)和L-亮氨酸(L-Leu)，因此氨基酸手性單體(ALA)分別指ALP、ALTh、ALTy和ALL。
[0011]本發(fā)明所述的含有氨基酸的手性嵌段共聚物具有以下優(yōu)勢:(1)選用的氨基酸性質(zhì)穩(wěn)定、價格低廉，具有較好的受性吸附能力；(2)用化學(xué)方法進行改性，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；
(3)對pH變化具有響應(yīng)性；(4)由于聚甲基丙烯酸由于具有游離羧基，親水性較好；4)制備方法操作簡單，反應(yīng)可控，成本低廉，適合規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0012]下面的實施例可以使專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0013]實施例1:
[0014]1、在25ml三口瓶中分別加入0.1mmol的引發(fā)劑4-氯甲基苯基三硅烷，0.1mmol催化劑CuCl，0.2mmol絡(luò)合劑PMDETA和20mmol單體丙烯酸甲酯MA，然后30mL的異丙醇，充氮氣封管，100°C水浴反應(yīng)6h，停止反應(yīng)后用二氯甲烷溶解聚合物，通過中性氧化鋁(Al2O3)層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇中沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-Cl。
[0015]2、在25ml 的三口瓶中分別加入0.1mmol 的引發(fā)劑PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL異丙醇，最后加入0.0lmmol手性單體ALP，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALP。
[0016]3、向10ml的錐形瓶中加入50ml的甲苯，1.0g PMA-b-PALA和0.0lg對甲苯磺酸，于110攝氏度回流24h，電磁攪拌，冷卻后用正己烷沉淀洗滌，真空干燥，得到水解產(chǎn)物PAA-b-PALPo
[0017]實施例2:
[0018]1、同實施例1;
[0019]2、在25ml 的三口瓶中分別加入0.1mmol 的引發(fā)劑PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL異丙醇，最后加入0.015mmol手性單體ALP，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALP ;
[0020]3、同實施例1。
[0021]實施例3:
[0022]1、同實施例1;
[0023]2、在25ml 的三口瓶中分別加入0.1mmol 的引發(fā)劑PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL異丙醇，最后加入0.0lmmol手性單體ALTh，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALP ;
[0024]3、同實施例1。
[0025]實施例4:
[0026]1、同實施例1;
[0027]2、在25ml 的三口瓶中分別加入0.1mmol 的引發(fā)劑PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL異丙醇，最后加入0.015mmol手性單體ALTh，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALP ;
[0028]3、同實施例1。
[0029]實施例5:
[0030]1、同實施例1;
[0031]2、在25ml 的三口瓶中分別加入0.1mmol 的引發(fā)劑PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL異丙醇，最后加入0.0lmmol手性單體ALL，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALP ;
[0032]3、同實施例1。
[0033]實施例6:
[0034]1、同實施例1;
[0035]2、在25ml 的三口瓶中分別加入0.1mmol 的引發(fā)劑PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL異丙醇，最后加入0.015mmol手性單體ALL，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALP ;
[0036]3、同實施例1。
[0037]實施例7:
[0038]1、同實施例1;
[0039]2、在25ml 的三口瓶中分別加入0.1mmol 的引發(fā)劑PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL異丙醇，最后加入0.0lmmol手性單體ALTy，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALP ;
[0040]3、同實施例1。
[0041]實施例8:
[0042]1、同實施例1;
[0043]2、在25ml 的三口瓶中分別加入0.1mmol 的引發(fā)劑PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL異丙醇，最后加入0.015mmol手性單體ALTy，充氮氣封管，于40攝氏度的水浴中反應(yīng)48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通過中性Al2O3層析柱除去催化劑等雜質(zhì)，在甲醇/水中反復(fù)沉淀，真空干燥得到白色固體PMA-b-PALP ;
[0044]3、同實施例1。
【主權(quán)項】
1.一種含有氨基酸的手性嵌段共聚物，其特征在于該聚合物結(jié)構(gòu)中含有聚丙烯酸鏈段和聚氨基酸鏈段，因此兼具PH敏感性和手性識別功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有氨基酸的手性嵌段共聚物的制備方法，包括: 1)在4-氯甲基苯基三硅烷，催化劑氯化亞銅/N，N，N，N，N-五甲基二亞乙基三胺作用下，丙烯酸甲酯(MA)發(fā)生原子轉(zhuǎn)移自由基反應(yīng)制備大分子引發(fā)劑PMA-Cl ; 2)在催化劑氯化亞銅/N，N，N，N，N-五甲基二亞乙基三胺作用下，大分子引發(fā)劑PMA-Cl與手性功能單體ALA發(fā)生原子轉(zhuǎn)移自由基反應(yīng)制備嵌段聚合物PMA-b-PALA ; 3)嵌段聚合物PMA-b-PALA在對甲苯磺酸作用下水解得到含有氨基酸的手性嵌段聚合物 PAA-b-PALA。3.一種如根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有氨基酸的手性嵌段共聚物在手性藥物拆分中應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含有氨基酸的手性嵌段共聚物，其制備方法主要包括：1)在4-氯甲基苯基三硅烷，催化劑氯化亞銅/N，N，N，N，N-五甲基二亞乙基三胺作用下，丙烯酸甲酯(MA)發(fā)生原子轉(zhuǎn)移自由基反應(yīng)制備大分子引發(fā)劑PMA-Cl；2)進而在催化劑氯化亞銅/N，N，N，N，N-五甲基二亞乙基三胺作用下，大分子引發(fā)劑PMA-Cl與手性功能單體ALA發(fā)生原子轉(zhuǎn)移自由基反應(yīng)制備嵌段聚合物PMA-b-PALA；3)嵌段聚合物PMA-b-PALA在對甲苯磺酸作用下水解得到含有氨基酸的手性嵌段聚合物PAA-b-PALA。該聚合物分子結(jié)構(gòu)之中含有聚丙烯酸和聚氨基酸，因此兼具pH敏感性和手性識別性能，是一種潛在的手性拆分材料。
【IPC分類】C08F293/00, C08F8/12
【公開號】CN105199061
【申請?zhí)枴緾N201510731401
【發(fā)明人】傅宏俊, 趙亞娣, 李海霞, 陳嬌嬌
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月30日