一种二硫辛酸多肽单体、聚合物、制备方法及其应用

本发明属于有机合成，具体涉及一种聚二硫辛酸多肽的力化学合成及应用。

背景技术：

1、硫辛酸具有天然的生物安全性，在自然界广泛分布。硫辛酸的二硫键很容易进行氧化还原反应，可以快速与二硫化物或硫醇进行可逆交换，广泛应用于生物学、化学和材料科学；多肽作为以氨基酸单元结构连接而成，其生物相容性高，氨基酸种类多样性以及合成序列多样性为合成多种功能性材料提供了无限可能。目前合成二硫辛酸的方法主要是热聚合、阴离子开环聚合(rop)、阳离子rop；热聚合对温度要求高，特别是改性后的二硫辛酸；rop法对于溶剂、反应浓度、ph等要求高；而通过机械力作用于二硫键使其开环聚合，聚合过程快速且无溶剂污染，转化率高；通过利用多肽对硫辛酸侧基改性可以得到各种具有不同功能的材料单体，应用前景非常广泛；在地球资源匮乏以及环境污染日益严重的今天，这种绿色合成方法的开发非常与必要，且该方法对于含有二硫辛酸的单体具有通用性，具有重要的科学意义和应用价值。

技术实现思路

1、本发明的首要目的在于提供一种聚二硫辛酸多肽的力化学合成方法及应用。

2、本发明的另一目的在于提供上述二硫辛酸多肽聚合物及其单体的制备方法。

3、本发明的再一目的在于提供上述二硫辛酸多肽聚合物的应用。

4、本发明通过以下技术方案实现：

5、一种二硫辛酸多肽聚合物及其单体，该二硫辛酸多肽聚合物及其单体具有如下式(i)、式(ii)、式(iii)、式(ⅳ)、式(ⅴ)和式(ⅵ)所示的结构式：

6、

7、

8、式中n为10～19的整数，pdi＝1.00～1.03。

9、上述二硫辛酸单体的制备方法，包括如下制备步骤：

10、利用固相合成方法在树脂上进行合成，每个步骤完成后洗涤树脂数次；最后利用固相合成方法连接硫辛酸；树脂用裂解液处理，再将单体混合物溶液洗涤；纯化后得到二硫辛酸多肽的单体。

11、其中，二硫辛酸多肽的序列分别为①lys-leu-gly-gly-gly、②lys-leu-lys-gly-gly、③lys-leu-lys-gly-lys；

12、固相合成方法使用的树脂为wang树脂，取代度为1.14g/mol；反应用hbtu、hobt、diea进行偶联,投料比为aa:hbtu:hobt:diea＝3:3:3:4，溶剂为dmf或dcm；反应偶联完成后用乙酸酐：吡啶＝1:1封闭多余的氨基，20％哌啶脱除末端氨基酸的氨基保护基；洗涤树脂溶剂为dmf、dcm，洗涤三次以上；

13、连接硫辛酸方法按照3eq硫辛酸、3eq hbtu、4eqdiea在树脂上反应1h；裂解液为tfa:h2o:tis＝99:0.5:0.5；每克树脂使用10～15ml；室温密封反应3h；

14、单体混合物溶液利用无水乙醚冰浴下洗涤三次；纯化方法为通过c18制备规模柱反相hplc(水/乙腈加0.1％tfa)纯化得二硫辛酸多肽单体。

15、进一步地，包括如下制备步骤：

16、将单体与钢球装入球磨机中，通过球磨作用后聚合得到聚合物。

17、其中，所述球磨为行星式球磨机，配备5mm钢球，公转速度250rpm，自转速度500rpm；所述球磨聚合方法投料比为w单体：w钢球＝1:100,时间为20min。

18、上述二硫辛酸多肽聚合物的应用。

19、本发明的有益效果：

20、(1)本发明的制备方法利用力学作用聚合二硫辛酸，这种聚合物方法在此前从未被报道，聚合转化率可以达到79％，且聚合可在20min内快速发生，无溶剂污染，所以本发明具有创新性和及其重要的意义。

21、(2)多肽与硫辛酸对环境和生物都是友好型的物质，由此制备的聚合物生物相容性高，更环保。

22、(3)本发明制备的二硫辛酸多肽聚合物应用广泛，同时二硫辛酸具有活性反应位点的侧基，容易进行各种改性；多肽由于氨基酸种类以及序列的不同也具有广泛应用前景，该方法对于含有二硫辛酸的单体具有通用性，这为力化学聚合各种改性二硫辛酸提供了新思路。

技术特征：

1.一种二硫辛酸多肽单体，其特征在于，所述二硫辛酸多肽单体具有如下式(i)、式(ii)或式(iii)所示的结构式：

2.一种制备权利要求1所述的二硫辛酸多肽单体的方法，其特征在于，包括如下制备步骤：利用固相合成方法在树脂上进行合成，每个步骤完成后洗涤树脂数次；最后连接硫辛酸；树脂用裂解液处理，再将单体混合物溶液洗涤；纯化后得到二硫辛酸多肽的单体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固相合成方法使用的树脂为wang树脂，取代度为1.14g/mol；所述反应用o-苯并三氮唑-四甲基脲六氟磷酸盐(hbtu)、1-羟基苯并三唑(hobt)、n,n-二异丙基乙胺(diea)偶联,投料比为氨基酸(aa):hbtu:hobt:diea＝3:3:3:4，溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或二氯甲烷(dcm)；所述反应偶联完成后用乙酸酐：吡啶＝1:1封闭多余的氨基，20％哌啶脱除末端氨基酸的氨基保护基；所述洗涤树脂溶剂为dmf、dcm，洗涤三次以上。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述连接硫辛酸方法按照3eq硫辛酸、3eqhbtu、4eq diea在树脂上反应1h。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述裂解液为三氟乙酸(tfa):水(h2o):三异丙基硅烷(tis)＝99:0.5:0.5；每克树脂使用10～15ml；室温密封反应3h。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单体混合物溶液利用无水乙醚冰浴下洗涤三次；所述纯化方法为通过c18制备规模柱反相hplc(水/乙腈加0.1％tfa)纯化得二硫辛酸多肽单体。

7.一种二硫辛酸多肽聚合物，其特征在于，构成所述聚合物的单体包括权利要求1所述的单体，所述二硫辛酸多肽聚合物具有如下式(iv)、式(ⅴ)或式(ⅵ)所示的结构式：

8.一种制备权利要求8所述二硫辛酸多肽聚合物的方法，其特征在于，将权利要求1所述单体与钢球装入球磨机中，通过球磨作用后聚合得到聚合物；所述球磨为行星式球磨机，配备直径5mm钢球，公转速度250rpm，自转速度500rpm；所述球磨聚合方法投料质量比为w单体：w钢球＝1:100,时间为20min。

9.权利要求1所述二硫辛酸多肽单体、或权利要求8所述二硫辛酸多肽聚合物在基因递送中的应用。

技术总结
本发明公开了一种二硫辛酸多肽单体、聚合物、制备方法及其应用。这种聚二硫辛酸多肽包括三种带有不同电荷数的多肽序列①Lys‑Leu‑Gly‑Gly‑Gly、②Lys‑Leu‑Lys‑Gly‑Gly、③Lys‑Leu‑Lys‑Gly‑Lys。该二硫辛酸多肽具有式(I)、式(II)和式(III)所示的结构式，其制备方法为：使用固相合成法在Wang树脂上合成，使用HBTU、HOBT、DIEA按照序列进行偶联；树脂用裂解液处理后用乙醚洗涤；使用C18制备规模柱通过反相HPLC(水/乙腈加0.1％TFA)纯化后得到二硫辛酸多肽单体，然后通过球磨聚合得到聚合物。本发明描述的聚合物在此前从未被报道，该聚合方法无溶剂污染，高效快速，对于含有二硫辛酸结构的单体具有通用性，在基因递送方面具有广阔应用前景。

技术研发人员：赵辉,云荟,贺丽蓉,杨俊,王康
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13