烷氧醚類溫敏手性聚合物納米微球及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種烷氧醚類溫敏手性聚合物納米微球及其制備方法。該納米微球是具有手性誘導基元的烷氧醚樹枝化大單體與對炔基苯甲醛進行共聚反應得到共聚物，該共聚物以己二酸二酰肼為交聯(lián)劑進行交聯(lián)形成烷氧醚類手性聚合物納米微球；該共聚物中的醛基與交聯(lián)劑的摩爾比為：2：1。該類納米微球在水溶液中分散性好，具有優(yōu)異的溫敏行為，且通過溫度、濃度、及分子量的調(diào)整，可以獲得不同粒徑的手性納米微球。同時相比共聚物的可變螺旋構(gòu)象，所獲得的納米微球的構(gòu)象穩(wěn)定單一。該發(fā)明通過動態(tài)鍵交聯(lián)溫敏聚合物構(gòu)建納米微球、手性誘導基元傳遞手性提供理論基礎,在實現(xiàn)一些蛋白、氨基酸的選擇性、識別或功能控制、藥物釋放、包絡等領域具有重要意義。
【專利說明】
烷氧醚類溫敏手性聚合物納米微球及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有穩(wěn)定單一手性納米微球及其制備方法，特別是一種烷氧醚類 溫敏手性聚合物納米微球及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 智能聚合物納米微球的制備和應用在近十幾年有了突破性進展，制備方法和體系 的日趨完善使其在新型功能材料、特種材料等方面具有重要研究價值。智能聚合物，如溫敏 聚合物，其通常具有一個最低臨界溶液溫度，當外界環(huán)境的溫度低于其最低臨界溶液溫度， 表現(xiàn)為在水中溶解良好、透明的狀態(tài)；當溫度升至最低臨界溶液溫度及以上，聚合物鏈段開 始脫水、塌縮、聚集，溶液表觀上也變得渾濁。螺旋聚合物同樣是智能聚合物的一種，但其在 不論生物領域還是材料領域，都有不可估量的理論價值和應用價值。根據(jù)螺旋轉(zhuǎn)化位皇大 小，螺旋聚合物可以分為具有高旋轉(zhuǎn)阻能的靜態(tài)螺旋聚合物和具有低旋轉(zhuǎn)阻能的動態(tài)螺旋 聚合物。一些動態(tài)螺旋聚合物構(gòu)象在一定的溫度、pH、溶劑、金屬離子等的影響下會改變螺 距、減弱螺旋強度甚至出現(xiàn)螺旋翻轉(zhuǎn)。在主鏈引入功能性側(cè)基對智能螺旋聚合物納米微球 的功能化具有廣泛的研究價值，而通過功能基團引入客體分子而不改變其螺旋構(gòu)象，便可 使其在某種特定環(huán)境下呈現(xiàn)出穩(wěn)定狀態(tài)，提高利用價值。
[0003] YashimaCE, Yashima; T, Matsushima; and Y, Okamoto. J. Am. Chem. Soc., 1997,119 (27)，6345)等人報道了一類苯乙炔的合成和其性質(zhì)研究，并通過一系列實驗， 發(fā)現(xiàn)了螺旋聚苯乙炔獨特的手性記憶功能（1(.]\^6(^，1'.]^5^83￥3，4.?111'111^〇，！1· Onouchi, E. Yashima, 2015，48，4281)。張阿方等（A Zhang et al. 上 5fcie/3ce. Pari 兒· ，2009，47，6630)報道合成了一類具有優(yōu) 異溫敏行為及生物相容性，且相變溫度可控的烷氧醚類樹枝化聚合物。后期并將該類烷氧 醚移植用于制備溫度敏感型聚苯乙炔，并進行了深入研究（S, Li; K, Liu; G, Kuang; T, Masuda; and A, Zhang. Macromolecules., 2014, 47, 3288 )〇
[0004] 目前對納米微球的研究工作已經(jīng)取得了一定的進展，但是具有穩(wěn)定單一的手性納 米微球鮮有報道，而通過其溫敏特性來制備手性納米微球、控制納米微球粒徑的工作還未 見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一是提供一種烷氧醚類溫敏手性聚合物納米微球。
[0006] 本發(fā)明的目的之二是提供了該納米微球的制備方法。
[0007] 為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術方案： 本發(fā)明通過采用含有醛基功能基團及樹枝化烷氧醚基元的手性共聚物，在純水中加入 己二酸二酰肼交聯(lián)得到仍可用于后期修飾的含有醛基功能的單一手性納米微球，其反應機 理如下：
根據(jù)上述反應機理，本發(fā)明采用如下技術方案： 一種烷氧醚類溫敏手性聚合物納米微球，其特征在于該納米微球是具有手性誘導基元 的烷氧醚樹枝化大單體與對炔基苯甲醛進行共聚反應得到共聚物，該共聚物以己二酸二酰 肼為交聯(lián)劑進行交聯(lián)形成烷氧醚類手性聚合物納米微球;所述的共聚物的結(jié)構(gòu)式為：
其中m=96，n=24;該共聚物中的醛基與交聯(lián)劑的摩爾比為:3:2-4:1。
[0008] 上述烷氧醚類手性聚合物納米微球的粒徑為90-150nm。
[0009] -種制備上述的烷氧醚類手性聚合物納米微球的方法，其特征在于該方法的具體 步驟為： a. 在惰性氣體保護下，取手性烷氧醚樹枝化苯乙炔大單體與對炔基苯甲醛一定的摩 爾比溶于有機溶劑中，再加入催化量的含三乙胺的銠催化劑，常溫下攪拌反應至反應液成 棕黑色;去除溶劑，對粗產(chǎn)物進行分離提純得到共聚物； b. 將步驟a所得共聚物溶于去離子水，配置成0.05 mg/ml-O.lmg/ml溶液，在27°C_35 °C，攪拌下，以200微升/小時-500微升/小時的加料速度加入交聯(lián)劑己二酸二酰肼的水溶 液，所述的共聚物中的醛基與交聯(lián)劑的摩爾比為:2:1，加料完成后攪拌反應2-6小時，獲得 最終產(chǎn)物烷氧醚類手性聚合物納米微球。
[0010] 所述溶劑為：四氫呋喃，二氯甲烷，純水，N，N-二甲基甲酰胺、甲醇等。
[0011] 本發(fā)明的烷氧醚類溫敏手性聚合物納米微球在水溶液中分散性好，具有優(yōu)異的溫 敏行為，且通過溫度、濃度、及分子量的調(diào)整，可以獲得不同粒徑的手性納米微球。同時相比 共聚物的可變螺旋構(gòu)象，所獲得的納米微球的構(gòu)象穩(wěn)定單一。該發(fā)明在制備通過動態(tài)鍵交 聯(lián)溫敏聚合物構(gòu)建納米微球、手性誘導基元傳遞手性提供理論基礎，在實現(xiàn)一些蛋白、氨基 酸的選擇性、識別或功能控制、藥物釋放、包絡等領域具有重要意義。本發(fā)明提供的制備方 法，反應條件溫和，容易實施。
【附圖說明】
[0012] 圖 1為本發(fā)明P(PA-N-ALA-Gl-Et-co-PA-CHO)的核磁氫譜表征（DMSO,23°C， 500MHz)及高溫核磁氫譜表征(DMS0，80°C，500MHz )。
[0013] 圖2為本發(fā)明P(PA-N-ALA-Gl-Et-co-PA-CHO)及手性聚合物納米微球的動態(tài)光散 射圖，由該圖可知其粒徑分布。
[0014] 圖3為本發(fā)明P(PA-N-ALA-Gl-Et-co-PA-CHO)手性聚合物納米微球的稀釋后在10 °C下的動態(tài)光散射圖。由該圖可知，納米微球穩(wěn)定均一。
[0015] 圖4為本發(fā)明P(PA-N-ALA-Gl-Et-co-PA-CHO)的圓二色譜圖。由該圖可知，螺旋構(gòu) 象在升溫過程中發(fā)生了兩次CD信號翻轉(zhuǎn)，說明在溫度影響下，其螺旋構(gòu)象不穩(wěn)定。
[0016] 圖5為10 °C to 40 °C手性聚合物納米微球的圓二色譜圖。手性聚合物納米微球 能夠在升溫過程中保持從始至終的單一螺旋構(gòu)象。
[0017] 圖6為40 °C to 10 °C手性聚合物納米微球的圓二色譜圖。手性聚合物納米微球 能夠在降溫過程中保持從始至終的單一螺旋構(gòu)象。
[0018]
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明作進一步闡述，但這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不 用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明闡述的內(nèi)容之后，本領域技術人員可 以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范 圍。
[0020] 本發(fā)明利用1Η匪R的方法對目標大分子的結(jié)構(gòu)進行表征，所有實施例中，分離用 硅膠未說明均為200-300目。
[0021] -代燒氧醚樹枝化基元的制備方法請參見文獻Li, W. ; Zhang, A. ;Schliiter， A. D. CAe?. Co層tm. 2008,5523和Yan J T; Liu K; Wu D L; Chen F; Wu P Y; Zhang A. dsia/3 上，2011，6，3260的合成。
[0022] 對炔基苯甲醛的制備方法請參見文獻Zhang，Y; Gao，K; Zhao，Z; Yue，D; Hu, Y; Masuda T. J. Polym. Science. Part A: Polym. Chem. , 2013, 51(24), 5248 合成。
[0023] 對炔基苯甲酸的制備方法請參見文獻E, Yashima; T, Matsushima; and Y, Okamoto. J. Am. Chem. Soc·，1997，119 (27)，6345合成。
[0024] 對炔基苯甲酸的五氟酚活性酯的制備方法參照文獻B. Z. Tang，et al. Macromolrcules, 2011, 6724。
[0025] PA-N-ALA-Gl-Et的制備方法參照專利張阿方.溫度誘導螺旋構(gòu)象可逆調(diào)控的聚苯 乙炔衍生物及其制備方法.中國，104861100[P]. 2015.08.26 · 實施例一:具體步驟為： 1.聚合物 P(PA-N-ALA-Gl-Et-co-PA-CHO)的合成 將對炔基苯甲醛與含有手性誘導基元的烷氧醚一代樹枝化苯乙炔大單體以摩爾比為 5:1稱取并溶于少量干燥四氫呋喃中，氮氣保護下緩慢滴加1/50當量陳化并滴加過1滴三乙 胺的[Rd(nbd)Cl ]2的THF溶液，室溫下攪拌反應5小時至反應完全。旋干THF后，DCM對粗產(chǎn)物 進行柱色譜提純得到目標共聚物。由附圖2 1!1常溫及高溫核磁(0150,25°(：，80°〇:通過對 醛基積分對比氨基酸上次甲基和一代烷氧醚側(cè)基上的亞甲基以及乙基端基的甲基的氫的 比例，可以獲得其最終共聚比為5:1。
[0026] 2.手性聚合物納米微球的合成 將共聚物用去離子水配制成〇.〇5mg/ml的水溶液，升溫至27 °C并保溫1小時。隨后通過 蠕動栗以200yl/h的速度、反應共聚物中50%醛基量的0.01mg/ml己二酸二酰肼水溶液加入 到該共聚物溶液。滴加完成后繼續(xù)反應2小時即得目標手性聚合物納米微球。
[0027] 實施例二： 通過動態(tài)光散射對共聚物及該聚合物納米微球在水溶液的尺寸進行表征。如附圖3所 示，共聚物在在常溫(低于27 °C )，其尺寸半徑約為10nm左右，分散度較寬。當溫度達到27 °C 時，其聚合物開始脫水，隨之產(chǎn)生鏈段塌陷聚集，形成分布窄，大約l〇〇nm左右的聚集體。附 圖4為制備完成后的聚合物納米微球，在從0.05mg/ml稀釋到0.025mg/ml、0.01mg/ml后，動 態(tài)光散射顯示其基本保持l〇〇nm左右。故證明成功制備了聚合物納米微球。
[0028] 實施例三： 通過圓二色譜對烷氧醚類手性溫敏聚合物納米微球進行構(gòu)象表征。如附圖5、附圖6所 示，共聚物P(PA-N-ALA-Gl-Et-co-PA-CHO)在升溫過程中，其螺旋構(gòu)象在升溫過程中發(fā)生了 兩次CD信號翻轉(zhuǎn)，說明其螺旋構(gòu)象在溫度影響下，其構(gòu)象不穩(wěn)定。但在制備成手性聚合物納 米微球后，可以發(fā)現(xiàn)其CD信號明顯，具有螺旋構(gòu)象，且螺旋構(gòu)象穩(wěn)定，不再隨溫度的變化而 變化。
【主權(quán)項】
1. 一種燒氧酸類溫敏手性聚合物納米微球，其特征在于該納米微球是具有手性誘導基 元的燒氧酸樹枝化大單體與對烘基苯甲醒進行共聚反應得到共聚物，該共聚物W己二酸二 酷阱為交聯(lián)劑進行交聯(lián)形成燒氧酸類手性聚合物納米微球;所述的共聚物的結(jié)構(gòu)式為：中m= 96，n=24;該共聚物中的醒基與交聯(lián)劑的摩爾比為:3:2~4: Io2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒氧酸類溫敏手性聚合物納米微球，其特征在于:所述燒氧酸 類手性聚合物納米微球的粒徑為90~150nm左右。3. -種制備根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燒氧酸類溫敏手性聚合物納米微球的方法，其特 征在于該方法的具體步驟為： a. 在惰性氣體保護下，取手性燒氧酸樹枝化苯乙烘大單體與對烘基苯甲醒W-定的 摩爾比溶于有機溶劑中，再加入催化量的含=乙胺的錠催化劑，常溫下攬拌反應至反應液 成棟黑色;去除溶劑，對粗產(chǎn)物進行分離提純得到共聚物； b. 將步驟a所得共聚物溶于去離子水，配置成0.05 mg/ml~O.lmg/ml溶液，在27°C~ 35°C，攬拌下，W200微升/小時~500微升/小時的加料速度加入交聯(lián)劑己二酸二酷阱的水 溶液，所述的共聚物中的醒基與交聯(lián)劑的摩爾比為:2:1，加料完成后攬拌反應2~6小時，獲 得最終產(chǎn)物燒氧酸類手性聚合物納米微球。
【文檔編號】C08F238/00GK105906765SQ201610508429
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月2日
【發(fā)明人】張阿方, 趙元博, 張培楠, 徐剛, 祝潤朗, 李文, 肖莉
【申請人】上海大學