類多肽的合成方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料技術領域，具體設及一種類多膚的合成方法。
【背景技術】
[0002] 類多膚是一類仿生多膚，近年來在藥物控制釋放體系，智能涂層，生物納米技術等 領域受到廣泛關注和研究。
[0003] 類多膚的合成目前已有一些研究，如早期研究者們利用逐步合成的方法制備類多 膚。但是用運類方法來合成類多膚具有一些局限性如：耗時，產率低，低聚合度等，因此運 類方法不適合高聚合度的類多膚。后來，Zhang等在《JournaloftheAmericanChemical Society》（美國化學會志）第49期18072-18074頁發表"切clicPoly(a-p巧toid)s andTheirBlockCopolymersfromN-HeterocyclicCarbene-MediatedRing-Opening PolymerizationsofN-Substi1:utedN-Carboxylanhy化ides"(氮雜環卡賓引發N-取 代-N-簇基酸酢開環聚合制備環型多膚和他們的嵌段共聚物），該文提出利用氮雜環卡 賓引發N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢開環聚合的方法制備類多膚。但是氮雜環卡賓極其 活潑，對空氣和水其實敏感，在空氣中的壽命僅為幾秒，直接催化開環聚合需要非常苛刻 的條件，因此此類方法不適合大規模合成。隨后，Luxenhofer等在《Macromolecules》 (大分子）第 44 期 6746-6758 頁發表"PolypeptoidsfromN-Substi1:utedGlycine N-Carboxyanhydrides:Hydrophilic，Hydrophobic，andAmphiphilicPolymerswith PoissonDistribution"(來自N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢的多膚：疏水，親水，雙親共聚 物），該論文報道在真空條件下利用節胺引發N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢的開環聚合制備 類多膚，但是高真空條件不適合工業化生產，因此本方法也得到了限制。
【發明內容】
[0004] 本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種簡單高效合成類多膚的方法。本 發明利用在無手套箱策略（氮氣流）下伯胺引發N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢的開環聚合 制備類多膚。該方法操作簡單，設計合理，適用于工業化生產。
[0005] 本發明的目的是通過W下技術方案實現的，本發明由一步反應完成，即W烷基伯 胺或芳香伯胺為引發劑，WN-取代甘氨酸-N-簇基酸酢為單體，在氮氣流條件下伯胺引發 N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢的溶液開環聚合制備類多膚。
[0006] 所述的N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢為N-烷基取代甘氨酸-N-簇基酸酢或N-芳 香基取代甘氨酸-N-簇基酸酢。
[0007] 所述的N-烷基取代甘氨酸-N-簇基酸酢單體為：
[0008]
[0009] 所述的N-芳香基取代甘氨酸-N-簇基酸酢為
[0010] 所述的單體與引發劑的摩爾比為1 : 25~1 : 300。
[0011] 所述引發劑伯胺為烷基伯胺或芳香伯胺。
[0012] 所述溶液開環聚合物，即溶液為四氨巧喃、二氯甲燒、甲苯、乙臘。
[0013] 所述氮氣流條件，即在雙頸反應瓶中一頸沖入氮氣，另一頸口流出氮氣，是反映過 程中產生的二氧化碳，更容易的排出。氮氣流的流速范圍為100~300mL/min。
[0014] 所述的烷基伯胺為
[0015]
[0016] 所述的芳香伯胺為
[0017]
[0018] 所述溶液開環聚合反應是在室溫20~30°C條件下進行，聚合反應時間為4~25 小時。
[0019] 所述伯胺引發N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢開環聚合，所制得的是線性結構的類多 膚。
[0020] 所述合成方法制備的類多膚為線性a -類多膚。
[0021] 本發明合成路線如下：
[0022]
陽〇2引有益效果：
[0024] 本發明具有如下優點：
[00巧](1)采用氮氣流的方式將反應過程中的產生的二氧化碳迅速帶出，使反應速率提 高，利于聚合反應發生；
[0026] 似此方法聚合產生的類多膚分子量分布較窄和分子量可W得到很好控制；
[0027] (3)為制備反應生物材料提供了一種簡單有效的途徑。
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發明的合成裝置圖
[00巧]其中，1是磁力攬拌器；2是雙頸燒瓶；3是燒杯。
[0030]圖2是本發明實施例1合成的類多膚的氨譜。
[0031] 圖3是本發明實施例1合成的類多膚的碳譜圖。
[0032] 圖4是實施例1的反應動力學曲線圖。
【具體實施方式】
[0033] 本發明用W下實施例說明，但本發明并不限于下述實施例，在不脫離前后所述宗 旨的范圍下，變化實施都包含在本發明的技術范圍內。 陽〇34] 實施例1
[0035]如圖1所示，在氮氣流條件下，將N-甲基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0.2581g， 2. 3mmol)溶解在2. 3血無水乙臘中，完全溶解后，用微量注射器將節胺（10uL，0. 092mmol) 加入到溶液中（[單體]。/[引發劑。]=25)。反應溶液在氮氣流下室溫反應。反應4小時 后，反應液加入到過量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物結構通過電NMR與"CNMR鑒定（見圖2和圖3)，聚合物的分子量及分散度通過GPC(凝膠滲透色譜儀）測 定。GPC測試條件：流速1血/min,流動相DMF，溫度50°C。從圖4反應動力曲線中，我們發 現在有氮氣流作用下，反應速率明顯提高。（數均分子量為1. 9kg/mol;分子量分布為1. 06 ; 產率 91.5% )。
[0036] 實施例2
[0037] 在氮氣流條件下，將N-甲基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（3.097g，27.6mmol)溶解 在27. 6血無水二氯甲燒中，完全溶解后，用微量注射器將丙胺（7.加L，0. 092mmol)加入到 溶液中（[單體]。/[引發劑。]= 300)。反應溶液在氮氣流下室溫反應。反應4小時后，反 應液加入到過量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物結構通過iHNMR與"C NMR鑒定，聚合物的分子量及分散度通過GPC(凝膠滲透色譜儀）測定。GPC測試條件：流 速1血/min,流動相DMF，溫度50°C。（數均分子量為20. 7kg/mol;分子量分布為1. 08 ;產率 92. 1% ) 〇 陽0測實施例3
[0039] 在氮氣流條件下，將N-乙基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（1. 1860g，9. 2mmol)溶解 在9. 2mL無水乙臘中，完全溶解后，用微量注射器將節胺（l〇uL，0. 092mmol)加入到溶液中 ([單體]。/[引發劑。]=100)。反應溶液在氮氣流下室溫反應。反應8小時后，反應液加入 到過量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物結構通過iHNMR與"CNMR鑒定， 聚合物的分子量及分散度通過GPC(凝膠滲透色譜儀）測定。GPC測試條件：流速ImL/min， 流動相DMF，溫度50°C。（數均分子量為1. 8kg/mol;分子量分布為1. 22 ;產率為86. 1 % )。 W40] 實施例4
[0041] 在氮氣流條件下，將N-丙基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0. 6584g，4. 6mmol)溶解 在4. 6mL無水乙臘中，完全溶解后，用微量注射器將節胺（l〇uL，0. 092mmol)加入到溶液中 ([單體]。/[引發劑。]=50)。反應溶液在氮氣流下室溫反應。反應24小時后，反應液加入 到過量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物結構通過iHNMR與"CNMR鑒定， 聚合物的分子量及分散度通過GPC(凝膠滲透色譜儀）測定。GPC測試條件：流速ImL/min， 流動相DMF，溫度50°C。（數均分子量為2.化g/mol;分子量分布為1. 18 ;產率為85. 6% )。 柳42]實施例5
[0043] 在氮氣流條件下，將N-下基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0. 3614g，2. 3mmol)溶解 在2. 3mL無水四氨巧喃中，完全溶解后，用微量注射器將節胺（l〇uL，0.092mmol)加入到溶 液中（[單體]。/[引發劑。]=25)。反應溶液在氮氣流下室溫反應。反應24小時后，反 應液加入到過量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物結構通過iHNMR與"C NMR鑒定，聚合物的分子量及分散度通過GPC(凝膠滲透色譜儀）測定。GPC測試條件：流速 1血/min,流動相DMF，溫度50°C。（數均分子量為2. 3kg/mol;分子量分布為1. 17 ;產率為 87. 1% )。
[0044] 實施例6
[0045] 在氮氣流條件下，將N-(巧苯乙基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0. 4720g，2. 3mmol) 溶解在2. 3mL無水乙臘中，完全溶解后，用微量注射器將節胺（l〇uL，0. 092mmol)加入到溶 液中（[單體]。/[引發劑。]=25)。反應溶液在氮氣流下室溫反應。反應24小時后，反 應液加入到過量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物結構通過iHNMR與"C NMR鑒定，聚合物的分子量及分散度通過GPC(凝膠滲透色譜儀）測定。GPC測試條件：流速 1血/min,流動相DMF，溫度50°C。（數均分子量為3. 8kg/mol;分子量分布為1. 22 ;產率為 86. 3% )。
[0046] 實施例7
[0047] 在氮氣流條件下，將N-(R)苯乙基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0.4720g，2.3mmol) 溶解在2.3mL無水甲苯中，完全溶解后，用微量注射器將節胺（l〇uL，0.092mmol)加入到溶 液中（[單體]。/[引發劑。]=25)。反應溶液在氮氣流下室溫反應。反應24小時后，反 應液加入到過量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物結構通過iHNMR與"C NMR鑒定，聚合物的分子量及分散度通過GPC(凝膠滲透色譜儀）測定。GPC測試條件：流速 1血/min,流動相DMF，溫度50°C。（數均分子量為3. 8kg/mol;分子量分布為1. 22 ;產率為 85. 3% )。
【主權項】
1. 一種類多膚的合成方法，其特征在于，W烷基伯胺或芳香伯胺為引發劑，WN-取代 甘氨酸-N-簇基酸酢為單體，在氮氣流下引發單體的溶液開環聚合，一步合成類多膚。2. 根據權利要求1所述的合成方法，其特征是，所述的N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢為 N-烷基取代甘氨酸-N-簇基酸酢或N-芳香基取代甘氨酸-N-簇基酸酢。3. 根據權利要求2所述的合成方法，其特征是，所述的N-烷基取代甘氨酸-N-簇基酸 酢單體為：4. 根據權利要求2所述的合成方法，其特征是，所述的N-芳香基取代甘氨酸-N-簇基 酸酢為：5. 根據權利要求1至4任意一項所述的合成方法，其特征是，所述的單體與引發劑的摩 爾比為1 : 25~1 : 300。6. 根據權利要求1至4任意一項所述的合成方法，其特征是，所述氮氣流，即在雙頸反 應瓶中一頸沖入氮氣，另一頸流出氮氣，氮氣流的流速范圍為100~300mL/min。7. 根據權利要求1至4任意一項所述的合成方法，其特征是，所述溶液開環聚合是在 20~30°C條件下進行，開環聚合反應時間為4~25小時。8. 根據權利要求1至4任意一項所述的合成方法，其特征是，所述的烷基伯胺為9. 根據權利要求I至4任意一項所述的合成方法，其特征是，所述的芳香伯胺為10. 根據權利要求1至4任意一項所述的合成方法，其特征是，所述的溶液為：四氨巧 喃、乙臘、甲苯、二氯甲燒。
【專利摘要】本發明公開了一種類多肽的合成方法，屬于高分子材料技術領域，本發明以烷基伯胺或芳香伯胺為引發劑，以N-取代甘氨酸-N-羧基酸酐為單體，在氮氣流條件下伯胺引發N-取代甘氨酸-N-羧基酸酐的溶液開環聚合制備類多肽。本發明采用氮氣流的方式將反應過程中的產生的二氧化碳迅速帶出，使反應速率提高，利于聚合反應發生；此方法聚合產生的類多肽分子量分布較窄和分子量。
【IPC分類】C08G69/00
【公開號】CN105199098
【申請號】CN201510763055
【發明人】郭凱, 崔賽德, 李振江, 王鑫, 潘先福, 王慧穎, 智緒
【申請人】南京工業大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年11月10日