类多肽的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，具体设及一种类多肤的合成方法。
【背景技术】
[0002] 类多肤是一类仿生多肤，近年来在药物控制释放体系，智能涂层，生物纳米技术等 领域受到广泛关注和研究。
[0003] 类多肤的合成目前已有一些研究，如早期研究者们利用逐步合成的方法制备类多 肤。但是用运类方法来合成类多肤具有一些局限性如：耗时，产率低，低聚合度等，因此运 类方法不适合高聚合度的类多肤。后来，Zhang等在《JournaloftheAmericanChemical Society》（美国化学会志）第49期18072-18074页发表"切clicPoly(a-p巧toid)s andTheirBlockCopolymersfromN-HeterocyclicCarbene-MediatedRing-Opening PolymerizationsofN-Substi1:utedN-Carboxylanhy化ides"(氮杂环卡宾引发N-取 代-N-簇基酸酢开环聚合制备环型多肤和他们的嵌段共聚物），该文提出利用氮杂环卡 宾引发N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢开环聚合的方法制备类多肤。但是氮杂环卡宾极其 活泼，对空气和水其实敏感，在空气中的寿命仅为几秒，直接催化开环聚合需要非常苛刻 的条件，因此此类方法不适合大规模合成。随后，Luxenhofer等在《Macromolecules》 (大分子）第 44 期 6746-6758 页发表"PolypeptoidsfromN-Substi1:utedGlycine N-Carboxyanhydrides:Hydrophilic，Hydrophobic，andAmphiphilicPolymerswith PoissonDistribution"(来自N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢的多肤：疏水，亲水，双亲共聚 物），该论文报道在真空条件下利用节胺引发N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢的开环聚合制备 类多肤，但是高真空条件不适合工业化生产，因此本方法也得到了限制。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种简单高效合成类多肤的方法。本 发明利用在无手套箱策略（氮气流）下伯胺引发N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢的开环聚合 制备类多肤。该方法操作简单，设计合理，适用于工业化生产。
[0005] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的，本发明由一步反应完成，即W烷基伯 胺或芳香伯胺为引发剂，WN-取代甘氨酸-N-簇基酸酢为单体，在氮气流条件下伯胺引发 N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢的溶液开环聚合制备类多肤。
[0006] 所述的N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢为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-簇基酸酢单体为：
[0008]
[0009] 所述的N-芳香基取代甘氨酸-N-簇基酸酢为
[0010] 所述的单体与引发剂的摩尔比为1 : 25~1 : 300。
[0011] 所述引发剂伯胺为烷基伯胺或芳香伯胺。
[0012] 所述溶液开环聚合物，即溶液为四氨巧喃、二氯甲烧、甲苯、乙腊。
[0013] 所述氮气流条件，即在双颈反应瓶中一颈冲入氮气，另一颈口流出氮气，是反映过 程中产生的二氧化碳，更容易的排出。氮气流的流速范围为100~300mL/min。
[0014] 所述的烷基伯胺为
[0015]
[0016] 所述的芳香伯胺为
[0017]
[0018] 所述溶液开环聚合反应是在室溫20~30°C条件下进行，聚合反应时间为4~25 小时。
[0019] 所述伯胺引发N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢开环聚合，所制得的是线性结构的类多 肤。
[0020] 所述合成方法制备的类多肤为线性a -类多肤。
[0021] 本发明合成路线如下：
[0022]
阳〇2引有益效果：
[0024] 本发明具有如下优点：
[00巧](1)采用氮气流的方式将反应过程中的产生的二氧化碳迅速带出，使反应速率提 高，利于聚合反应发生；
[0026] 似此方法聚合产生的类多肤分子量分布较窄和分子量可W得到很好控制；
[0027] (3)为制备反应生物材料提供了一种简单有效的途径。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明的合成装置图
[00巧]其中，1是磁力揽拌器；2是双颈烧瓶；3是烧杯。
[0030]图2是本发明实施例1合成的类多肤的氨谱。
[0031] 图3是本发明实施例1合成的类多肤的碳谱图。
[0032] 图4是实施例1的反应动力学曲线图。
【具体实施方式】
[0033] 本发明用W下实施例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗 旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。 阳〇34] 实施例1
[0035]如图1所示，在氮气流条件下，将N-甲基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0.2581g， 2. 3mmol)溶解在2. 3血无水乙腊中，完全溶解后，用微量注射器将节胺（10uL，0. 092mmol) 加入到溶液中（[单体]。/[引发剂。]=25)。反应溶液在氮气流下室溫反应。反应4小时 后，反应液加入到过量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物结构通过电NMR与"CNMR鉴定（见图2和图3)，聚合物的分子量及分散度通过GPC(凝胶渗透色谱仪）测 定。GPC测试条件：流速1血/min,流动相DMF，溫度50°C。从图4反应动力曲线中，我们发 现在有氮气流作用下，反应速率明显提高。（数均分子量为1. 9kg/mol;分子量分布为1. 06 ; 产率 91.5% )。
[0036] 实施例2
[0037] 在氮气流条件下，将N-甲基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（3.097g，27.6mmol)溶解 在27. 6血无水二氯甲烧中，完全溶解后，用微量注射器将丙胺（7.加L，0. 092mmol)加入到 溶液中（[单体]。/[引发剂。]= 300)。反应溶液在氮气流下室溫反应。反应4小时后，反 应液加入到过量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物结构通过iHNMR与"C NMR鉴定，聚合物的分子量及分散度通过GPC(凝胶渗透色谱仪）测定。GPC测试条件：流 速1血/min,流动相DMF，溫度50°C。（数均分子量为20. 7kg/mol;分子量分布为1. 08 ;产率 92. 1% ) 〇 阳0測实施例3
[0039] 在氮气流条件下，将N-乙基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（1. 1860g，9. 2mmol)溶解 在9. 2mL无水乙腊中，完全溶解后，用微量注射器将节胺（l〇uL，0. 092mmol)加入到溶液中 ([单体]。/[引发剂。]=100)。反应溶液在氮气流下室溫反应。反应8小时后，反应液加入 到过量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物结构通过iHNMR与"CNMR鉴定， 聚合物的分子量及分散度通过GPC(凝胶渗透色谱仪）测定。GPC测试条件：流速ImL/min， 流动相DMF，溫度50°C。（数均分子量为1. 8kg/mol;分子量分布为1. 22 ;产率为86. 1 % )。 W40] 实施例4
[0041] 在氮气流条件下，将N-丙基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0. 6584g，4. 6mmol)溶解 在4. 6mL无水乙腊中，完全溶解后，用微量注射器将节胺（l〇uL，0. 092mmol)加入到溶液中 ([单体]。/[引发剂。]=50)。反应溶液在氮气流下室溫反应。反应24小时后，反应液加入 到过量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物结构通过iHNMR与"CNMR鉴定， 聚合物的分子量及分散度通过GPC(凝胶渗透色谱仪）测定。GPC测试条件：流速ImL/min， 流动相DMF，溫度50°C。（数均分子量为2.化g/mol;分子量分布为1. 18 ;产率为85. 6% )。 柳42]实施例5
[0043] 在氮气流条件下，将N-下基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0. 3614g，2. 3mmol)溶解 在2. 3mL无水四氨巧喃中，完全溶解后，用微量注射器将节胺（l〇uL，0.092mmol)加入到溶 液中（[单体]。/[引发剂。]=25)。反应溶液在氮气流下室溫反应。反应24小时后，反 应液加入到过量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物结构通过iHNMR与"C NMR鉴定，聚合物的分子量及分散度通过GPC(凝胶渗透色谱仪）测定。GPC测试条件：流速 1血/min,流动相DMF，溫度50°C。（数均分子量为2. 3kg/mol;分子量分布为1. 17 ;产率为 87. 1% )。
[0044] 实施例6
[0045] 在氮气流条件下，将N-(巧苯乙基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0. 4720g，2. 3mmol) 溶解在2. 3mL无水乙腊中，完全溶解后，用微量注射器将节胺（l〇uL，0. 092mmol)加入到溶 液中（[单体]。/[引发剂。]=25)。反应溶液在氮气流下室溫反应。反应24小时后，反 应液加入到过量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物结构通过iHNMR与"C NMR鉴定，聚合物的分子量及分散度通过GPC(凝胶渗透色谱仪）测定。GPC测试条件：流速 1血/min,流动相DMF，溫度50°C。（数均分子量为3. 8kg/mol;分子量分布为1. 22 ;产率为 86. 3% )。
[0046] 实施例7
[0047] 在氮气流条件下，将N-(R)苯乙基取代甘氨酸-N-簇基酸酢（0.4720g，2.3mmol) 溶解在2.3mL无水甲苯中，完全溶解后，用微量注射器将节胺（l〇uL，0.092mmol)加入到溶 液中（[单体]。/[引发剂。]=25)。反应溶液在氮气流下室溫反应。反应24小时后，反 应液加入到过量乙酸中，析出聚合物，然后真空干燥聚合物。聚合物结构通过iHNMR与"C NMR鉴定，聚合物的分子量及分散度通过GPC(凝胶渗透色谱仪）测定。GPC测试条件：流速 1血/min,流动相DMF，溫度50°C。（数均分子量为3. 8kg/mol;分子量分布为1. 22 ;产率为 85. 3% )。
【主权项】
1. 一种类多肤的合成方法，其特征在于，W烷基伯胺或芳香伯胺为引发剂，WN-取代 甘氨酸-N-簇基酸酢为单体，在氮气流下引发单体的溶液开环聚合，一步合成类多肤。2. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征是，所述的N-取代甘氨酸-N-簇基酸酢为 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. 根据权利要求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 酢单体为：4. 根据权利要求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 酸酢为：5. 根据权利要求1至4任意一项所述的合成方法，其特征是，所述的单体与引发剂的摩 尔比为1 : 25~1 : 300。6. 根据权利要求1至4任意一项所述的合成方法，其特征是，所述氮气流，即在双颈反 应瓶中一颈冲入氮气，另一颈流出氮气，氮气流的流速范围为100~300mL/min。7. 根据权利要求1至4任意一项所述的合成方法，其特征是，所述溶液开环聚合是在 20~30°C条件下进行，开环聚合反应时间为4~25小时。8. 根据权利要求1至4任意一项所述的合成方法，其特征是，所述的烷基伯胺为9. 根据权利要求I至4任意一项所述的合成方法，其特征是，所述的芳香伯胺为10. 根据权利要求1至4任意一项所述的合成方法，其特征是，所述的溶液为：四氨巧 喃、乙腊、甲苯、二氯甲烧。
【专利摘要】本发明公开了一种类多肽的合成方法，属于高分子材料技术领域，本发明以烷基伯胺或芳香伯胺为引发剂，以N-取代甘氨酸-N-羧基酸酐为单体，在氮气流条件下伯胺引发N-取代甘氨酸-N-羧基酸酐的溶液开环聚合制备类多肽。本发明采用氮气流的方式将反应过程中的产生的二氧化碳迅速带出，使反应速率提高，利于聚合反应发生；此方法聚合产生的类多肽分子量分布较窄和分子量。
【IPC分类】C08G69/00
【公开号】CN105199098
【申请号】CN201510763055
【发明人】郭凯, 崔赛德, 李振江, 王鑫, 潘先福, 王慧颖, 智绪
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年11月10日