一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法
【专利摘要】本发明涉及一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，包括：将壬二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，45～55℃下搅拌反应4?5d，得到OVNG；将OVNG与DEGMA溶于溶剂中，加入链转移剂和引发剂，在70℃油浴和氮气保护下反应9～15h，终止反应，提纯，干燥，得到P(DEGMA?co?OVNG)；将P(DEGMA?co?OVNG)与HAuCl4溶于溶剂中，加入还原剂，室温避光下搅拌12h，离心，纯化，即得。本发明采用酶促法合成反应单体，选择性强，产率高，所得含糖单体纯度高，通过“一锅法”可以快速获得温敏含糖共聚物接枝纳米金胶束。
【专利说明】
一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法
技术领域
[0001]本发明属于葡萄糖共聚物接枝纳米金的制备领域，特别涉及一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法。
【背景技术】
[0002]含糖聚合物接枝的纳米金胶束由于具有较好的亲水性和生物相容性、易降解性以及金纳米粒子的光学性从而成为生物医药、医疗影像、肿瘤检测等领域的研究热点。
[0003]在1857年，Faraday用磷将四氯化铜水溶液还原，得到了呈深红色的黄金纳米粒子胶体溶液，这一现象打破了人们对金颜色的认识。1908年，Mic对黄金的表面等离子共振进行了解释，通过求解Maxwe 11方程对球形黄金纳米粒子的表面等离子共振进行了定量描述。发现黄金纳米粒子还具有荧光特性、超分子与分子识别特性。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，该方法采用酶促法合成反应单体，选择性强，产率高，所得含糖单体纯度高，可快速获得温敏含糖共聚物接枝纳米金胶束;使用RAFT法合成含葡萄糖共聚物，合成反应进行稳定，不会发生爆聚，且反应所得产物分子量分散宽度低;使用“一锅法”将含糖共聚物与金纳米粒子进行接枝所得均聚物具有生物相容性，毒性较低，在生物医药、医疗影像、肿瘤检测等领域可被广泛使用。
[0005 ]本发明的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，包括:
[0006](I)将壬二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，45?55°C下搅拌反应4-5d，得到乙烯基壬二酸葡萄糖酯OVNG;
[0007](2)将步骤(I)中得到的OVNG与二甘醇二甲基丙烯酸酯DEGMA溶于溶剂中，加入链转移剂和引发剂，在70°C油浴和氮气保护下反应9?15h，终止反应，提纯，得到温敏葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-OVNG)；
[0008](3)将步骤(2)中得到的P (DEGMA-co-OVNG)与氯金酸HAuCl4溶于溶剂中，搅拌6h，加入还原剂，室温避光下搅拌6h，离心，纯化，得到温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束P(DEGMA-co-OVNG)-S-Au。
[0009]所述步骤(I)中壬二酸二乙烯酯与葡萄糖的摩尔比为2:1?4:1;碱性蛋白酶与葡萄糖的质量比为1:1?1:3。
[0010]所述碱性蛋白酶为枯草芽孢杆菌蛋白酶。
[0011 ]所述步骤(I)中溶剂为无水吡啶;加入溶剂与溶质质量比为5:1。
[0012]所述步骤(I)中壬二酸二乙烯酯合成方法包括:将40-70重量份的壬二酸与乙酸乙烯酯混合，壬二酸的质量与乙酸乙烯酯的体积的比例为40-70g:100-200ml;加入2-4重量份的乙酸萊，再加入4-8mg的无水乙酸铜混合后，在60-80 °C油浴反应0.1-1小时后，滴加浓硫酸，每10-20重量份的壬二酸滴加1-2滴浓硫酸，继续在60-80 °C油浴反应6-10小时，冷却，加入2-6重量份的无水乙酸钠后，再加入10-30重量份的碳酸氢钠进行萃取，分离出上层清液，纯化即得壬二酸二乙烯酯。
[0013]所述步骤(I)中搅拌速率为150-200rpm。
[0014]所述步骤(2)中OVNG与DEGMA的摩尔比为1:8?1:6。
[0015]所述步骤(2)中溶剂为二甲基甲酰胺DMF ； OVNG与溶剂的质量比为1:8?1:1O。
[0016]所述步骤(2)中链转移剂为S-十二烷基-S’_(2-羧基-异丙基)三硫酯DDATCdI*剂为偶氮二环乙基甲腈VAZ0-88 ;DEGMA、0VNG、链转移剂和引发剂的重量比为200-500: 100:10:0.2—0.4o
[0017]所述步骤(2)中终止反应为冰水浴终止反应。
[0018]所述步骤(2)中提纯为用溶剂溶解，然后沉淀剂沉淀，重复3-4次;其中，溶剂为二氯甲烷，沉淀剂为正己烷。
[0019]所述步骤(3)中P(DEGMA-co-0VNG)与HAuCl4的摩尔比为3:l?5:l。。
[0020]所述步骤(3)中溶剂为甲醇，溶剂的加入量为25ml。
[0021]所述步骤(3)中还原剂为NaBH4;加入NaBH4与氯金酸的质量比为4: 5;加入NaBH^DMF溶液，浓度为0.lmol/L。
[0022]本发明利用“一锅法”将RAFT法制备的葡萄糖共聚物与金纳米粒子进行接枝的反应如图3所示。
[0023]本发明将可逆加成链断裂转移自由基法(RAFT)所合成的聚合物与金纳米粒子进行接枝，制备出具有较窄的分子量分散指数(PDI)，在应用上具有更多优良的性能的复合材料。
[0024]有益效果
[0025](I)本发明采用酶促法合成反应单体，选择性强，产率高，所得含糖单体纯度高；
[0026](2)本发明使用RAFT法合成含葡萄糖共聚物，合成反应进行稳定，不会发生暴聚，且反应所得产物分子量分散宽度低；
[0027](4)本发明使用“一锅法”将葡萄糖共聚物与金纳米粒子同时进行还原，接枝方法简单，接枝效率高。
[0028](3)本发明反应所得含糖温敏共聚物接枝的纳米金均聚物具有生物相容性，毒性较低，在生物医药、医学影像领域可被广泛使用；
[0029](4)本发明所合成的葡萄糖共聚物，由于DEGMA具有温敏特性，所得共聚物接枝的纳米金也具有温敏性，可用于生物医药材料。
【附图说明】
[0030]图1为实施例1中P(DEGMA-co-OVNG)-S-Au的红外光谱图；
[0031 ] 图2为实施例2中P(DEGMA-co-OVNG)-S-Au的化学结构；
[0032]图3为本发明利用“一锅法”将含糖共聚物与金纳米粒子进行接枝的反应流程图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0034]实施例1
[0035]“一锅法”合成葡萄糖共聚物接枝金纳米均聚物的方法，如图3所示，具体步骤为:
[0036](I)称取壬二酸57.76g与乙酸乙稀酯150ml混勾后加入2g乙酸萊，再加入4mg无水乙酸铜混合后，70 0C油浴反应半小时后，滴加四滴浓硫酸后，继续在70 0C油浴反应8小时，冷却。加入2g无水乙酸钠后，再加入8g碳酸氢钠粉末后进行萃取，分离出上层清液，通过硅胶柱层析纯化后即得壬二酸二乙烯酯。
[0037](2)将壬二酸二乙烯酯与葡萄糖按照摩尔比为3:1溶于10mL无水吡啶中，加入0.5g枯草芽孢杆菌蛋白酶，于500C、200rpm恒温水浴箱搅拌反应4天，合成乙稀基壬二酸葡萄糖酯(OVNG);其中，枯草芽孢杆菌蛋白酶与葡萄糖的质量比为1:0.9。
[0038](3)将合成的OVNG与二甘醇二甲基丙烯酸酯(DEGMA)溶于1.1lmL DMF中，加入偶氮二环乙基甲腈(VAZ0-88)引发剂，DEGMA、0VNG、DDATC、VAZ0-88的摩尔比为8:1:0.1:0.005,OVNG与溶剂DMF的质量比为1:10，于90°C油浴和氮气保护下反应12h，放入冰水浴终止反应，把反应产物用2mL 二氯甲烷溶解后，30mL正己烷沉淀，如此反复3次，纯化后得葡萄糖共聚物P (DEGMA-co-OVNG)，产率为 77%。
[0039](4)将合成的葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-0VNG)与氯金酸(HAuCl4)按照摩尔比4:l溶于25ml无水甲醇中，避光、室温下搅拌8h，逐滴加入Iml用DMF溶解的NaBH4(NaBH4与氯金酸的质量比为4:5)，搅拌6h后，将混合物5000rpm离心，将上层液在低温下透析，即得P(DEGMA-CO-0VNG)-S-Au，其红外图谱如图1所示。在红外图谱中聚合物本身所含的硫酯键由于不对称，所以会在波数为lieO-lUOcm—1处出现峰，然而从图中发现此处的峰消失了，仅仅出现一个峰在1111cm—1处。
[0040]实施例2
[0041]“一锅法”合成葡萄糖共聚物接枝金纳米均聚物的方法，如图3所示，具体步骤为:
[0042I (I)称取壬二酸57.76g与乙酸乙稀酯150ml混勾后加入2g乙酸萊，再加入4mg无水乙酸铜混合后，70 0C油浴反应半小时后，滴加四滴浓硫酸后，继续在70 0C油浴反应8小时，冷却。加入2g无水乙酸钠后，再加入8g碳酸氢钠粉末后进行萃取，分离出上层清液，通过硅胶柱层析纯化后即得壬二酸二乙烯酯。
[0043](2)将壬二酸二乙烯酯与葡萄糖按照摩尔比为3:1溶于10mL无水吡啶中，加入0.5g枯草芽孢杆菌蛋白酶，于500C、200rpm恒温水浴箱搅拌反应4天，合成乙稀基壬二酸葡萄糖酯(OVNG);其中，枯草芽孢杆菌蛋白酶与葡萄糖的质量比为1:0.9。
[0044](3)将合成的OVNG与二甘醇二甲基丙烯酸酯(DEGMA)溶于1.1lmL DMF中，加入偶氮二环乙基甲腈(VAZ0-88)引发剂，DEGMA、0VNG、DDATC、VAZ0-88的摩尔比为6:1:0.1:0.005,OVNG与溶剂DMF的质量比为1:10，于90°C油浴和氮气保护下反应12h，放入冰水浴终止反应，把反应产物用2mL 二氯甲烷溶解后，30mL正己烷沉淀，如此反复3次，纯化后得葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-OVNG)ο
[0045](4)将合成的葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-0VNG)与氯金酸(HAuCl4)按照摩尔比4:l溶于25ml无水甲醇中，避光、室温下搅拌8h，逐滴加入Iml用DMF溶解的NaBH4(NaBH4与氯金酸的质量比为4:5)，，搅拌6h后，将混合物5000rpm离心，将上层液在低温下透析，即得P (DEGMA-co-OVNG) -S-Au。其结构如图 2 所示。
【主权项】
1.一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，包括: (1)将壬二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，45?55°C下搅拌反应4-5d，得到乙烯基壬二酸葡萄糖酯OVNG; (2)将步骤(I)中得到的OVNG与二甘醇二甲基丙烯酸酯DEGMA溶于溶剂中，加入链转移剂和引发剂，在70°C油浴和氮气保护下反应9?15h，终止反应，提纯，干燥，得到葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-OVNG)； (3)将步骤(2)中得到的P(DEGMA-co-OVNG)与氯金酸HAuCl4溶于溶剂中，加入还原剂，室温避光下搅拌12h，离心，纯化，得到温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束P(DEGMA-co-OVNG)-S-Au02.根据权利要求1所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述步骤(I)中壬二酸二乙烯酯与葡萄糖的摩尔比为2:1?4:1;碱性蛋白酶与葡萄糖的质量比为1:1?1:3。3.根据权利要求1或2所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述碱性蛋白酶为枯草芽孢杆菌蛋白酶。4.根据权利要求1所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述步骤(I)中溶剂为无水吡啶，加入的溶剂与溶质的质量比为5:1。5.根据权利要求1所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述步骤(2)中OVNG与DEGMA的摩尔比为1:8?1:6。6.根据权利要求1所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述步骤(2)中溶剂为二甲基甲酰胺DMF ； OVNG与溶剂的质量比为1:8?1:1O。7.根据权利要求1所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述步骤(2)中链转移剂为S-十二烷基-S’ _(2-羧基-异丙基)三硫酯DDATC;引发剂为偶氮二环乙基甲腈VAZ0-88;DEGMA、0VNG、链转移剂和引发剂的重量比为200-500:100:10:0.2—0.4o8.根据权利要求1所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述步骤(3)中P(DEGMA-co-0VNG)与HAuCl4的摩尔比为3:l?5:l。9.根据权利要求1所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述步骤(3)中溶剂为甲醇。10.根据权利要求1所述的一种合成温敏含糖聚合物接枝的纳米金胶束的方法，其特征在于，所述步骤(3)中还原剂为NaBH4 ； NaBH4与氯金酸的质量比为4:5。
【文档编号】C08G83/00GK105860089SQ201610443295
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】权静, 周开春, 邵栋杰, 沈发伟
【申请人】东华大学