專利名稱：一種溫度響應性水溶性非離子型聚氨基酸及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種具有溫度響應性的水溶性非離子型聚氨基酸及其制備方法，屬于高分子生物材料及其制備領域。
背景技術：
聚氨基酸是一種具有良好生物相容性和生物降解性的高分子生物材料，在生物材料領域有著廣泛的應用前景。普通的水溶性聚氨基酸(如聚賴氨酸、聚天冬氨酸和聚谷氨酸)為聚電解質，在特定的PH范圍內才具有水溶性，而且由于其帶電荷，會與體內的生物大分子相互作用而聚集，因而實際應用方面具有局限性。水溶性非離子型聚氨基酸在保留聚氨基酸的生物特性基礎上能夠克服這些難題，然而所有長鏈的(大于25個段)非離子聚氨基酸(天然存在的氨基酸)基本上是非水溶性的。目前已經有幾個課題組在這方面有很重要的工作，包括1999-2010年在J. Am. Chem. Soc.上發表了關于水溶性聚氨基酸的文章，利用賴氨酸側鏈上的氨基和帶有NHS基團的短鏈聚乙二醇和糖類分子縮合，得到了側鏈修飾的賴氨酸，然后制成NCA，并用過渡金屬催化劑引發聚合，得到了水溶性的非離子聚氨基酸。 然而這些聚氨基酸不具有任何對外界環境的刺激響應性。而傳統的智能響應性高分子，在生物分離、藥物控制釋放方面有很大的用途，但是其生物相容性和生物可降解性是一個難題。因此如果通過化學合成的方法將刺激響應官能團與天然氨基酸結合起來，制備具有溫度響應性的水溶性非離子型聚氨基酸將是高分子領域的一個突破。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有溫度響應性的水溶性非離子型聚氨基酸及其制備方法。本發明提供的水溶性非離子型聚氨基酸，如式(I)
權利要求
1. 一種式(I)所示聚氨基酸
2.權利要求1所述水溶性非離子型聚氨基酸的制備方法，包括如下步驟(1)谷氨酸或天冬氨酸和聚乙二醇單甲醚在酸性催化劑下進行反應得到側鏈帶聚乙二醇的氨基酸化合物；(2)所述側鏈帶聚乙二醇的氨基酸化合物與三光氣進行反應得到N-羧基-環內酸酐化合物；(3)所述N-羧基-環內酸酐化合物在引發劑的作用下進行聚合反應即得所述水溶性非離子型聚氨基酸。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(1)所述聚乙二醇單甲醚為乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚或三乙二醇單甲醚。
4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于步驟(1)所述酸性催化劑為濃硫酸、無水氯化氫或三甲基氯硅烷。
5.根據權利要求2-4中任一所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中，所述谷氨酸或天冬氨酸與所述聚乙二醇單甲醚的質量份數比為1 G-8)；所述谷氨酸或天冬氨酸與所述酸性催化劑的質量份數比為1 (0.5-2)；所述反應的溫度為20°C-30°C;所述反應的時間為8小時-48小時。
6.根據權利要求2-5中任一所述的制備方法，其特征在于步驟( 所述側鏈帶聚乙二醇的氨基酸化合物與所述三光氣的摩爾份數比為1 (0. 30-0. 50)；步驟( 所述反應在惰性氣體下進行。
7.根據權利要求2-6中任一所述的制備方法，其特征在于步驟( 所述反應的溶劑為四氫呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；步驟(2)所述反應的溫度為35°C -55°C ；步驟(2)所述反應的時間為4小時-6小時。
8.根據權利要求2-7中任一所述的制備方法，其特征在于步驟(3)所述引發劑為伯胺、仲胺、叔胺、六甲基二硅胺或1，5-環辛二烯-1，2-二(二乙基膦基)乙烷-鎳(零價) 絡合物或1，5-環辛二烯-二聯吡啶-鎳(零價)絡合物；步驟( 所述聚合反應的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氫呋喃或二氧六環。
9.根據權利要求2-8中任一所述的制備方法，其特征在于步驟(3)所述聚合反應中， 所述引發劑和所述N-羧基-環內酸酐化合物的摩爾份數比為1 (50-200)。
10.根據權利要求2-9中任一所述的制備方法，其特征在于步驟(3)所述聚合反應的溫度為20°C -50°C ；步驟(3)所述聚合反應的時間為M小時-36小時。
全文摘要
本發明提供了一種水溶性非離子型聚氨基酸及其制備方法。所述水溶性非離子型聚氨基酸的結構式如式(I)所示，其中，x為1或2，m為1、2或3，n為30-500之間的數。本發明提供的所述聚氨基酸的制備方法包括如下步驟(1)谷氨酸或天冬氨酸和聚乙二醇單甲醚在酸性催化劑下進行反應得到側鏈帶聚乙二醇的氨基酸化合物；(2)所述側鏈帶聚乙二醇的氨基酸化合物與三光氣進行反應得到N-羧基-環內酸酐化合物；(3)所述N-羧基-環內酸酐化合物在引發劑的作用下進行聚合反應即得所述水溶性非離子型聚氨基酸。本發明提供的制備方法的原料來源廣泛，成本低廉，合成方法簡單易行；本發明提供的水溶性非離子聚氨基酸在控制釋放、生物傳感器等領域有廣泛的應用前景。
文檔編號C08G69/40GK102167819SQ20111006457
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月17日 優先權日2011年3月17日
發明者李志波, 陳重一 申請人:中國科學院化學研究所