一种含有氨基酸的手性嵌段共聚物以及制备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能型高分子聚合物，具体为一种含有氨基酸的手性嵌段共聚物以及制备。该聚合物分子结构之中含有聚丙烯酸和聚氨基酸，因此兼具PH敏感性和手性识别性能，是一种潜在的手性拆分材料。
【背景技术】
[0002]近年来，光学活性聚合物的研究受到高度关注，这是因为这类材料具有优良的手性识别功能，在手性化合物的拆分、不对称吸附、手性诱导及不对称催化等领域存在潜在的应用前景。其中以氨基酸为特殊官能团的嵌段共聚物不仅具有嵌段共聚物特有的性质，还具有良好的光学活性及生物相容性。因此即可用作不对称纳米反应器和手性拆分，又可作为一种纳米药物载体材料医药领域、抗癌抗肿瘤治疗等。
[0003]pH敏感型材料是一类对外界pH值的变化能产生响应性的新型材料。其中，对以聚丙烯酸(PAAc)类化合物为代表的pH敏感型材料研究较多，这类聚合物中可离子化基团为-C00H，在高于其pKa(4.28)时，羧基呈解离状态-C00-，亲水性增加；而低于pKa时，羧基呈-COOH状态，亲水性降低。这一特殊性质使得这类材料在生物医药领域备受重视，在组织工程、生物分离、固定化酶和药物的控制释放等方面具有很好的应用前景。近年来PH敏感型材料在手性分离领域也有所应用，由于这类材料可以通过PH调控溶胀和吸附性能，具有操作简便、条件温和、可重复使用等优点，因而备受青睐。
[0004]然而，在现有的报道中，pH敏感型手性材料大多共聚或接枝的方法制备，共聚会造成pH敏感性下降，而接枝往往步骤复杂。因此，将手性功能单体以嵌段形式接入丙烯酸类PH敏感型材料分子链中，制备具有pH敏感性的光学活性嵌段聚合物，将更能有效发挥二者的优点，使材料兼具手性识别和可调控性，这将大大提高这种材料在手性分离中的应用潜力。
【发明内容】
[0005]本发明主要是制备含有氨基酸的手性嵌段共聚物:将氨基酸与丙烯酰氯反应制备具有活性双键的手性功能单体，并进一步与丙烯酸酯发生原子转移自由基反应，最后水解得含有氨基酸的手性嵌段共聚物。其制备具体方法如下:
[0006]I)按照文献方法(J Org Chem.1991，56，6551)制备氨基酸手性单体(ALA);
[0007]2)大分子引发剂PMA-Cl的合成:在反应瓶中加入摩尔比为1:1: 2: 200的引发剂4-氯甲基苯基三硅烷，催化剂氯化亚铜(CuCl)，络合剂N，N，N，N，N-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)和单体丙烯酸甲酯(MA)，然后加入异丙醇，充氮气封管。100°C水浴反应6h，停止反应后用二氯甲烷溶解聚合物，通过中性氧化铝(Al2O3)层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇中沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-C1。
[0008]3)嵌段共聚物PMA-b-PALA的合成:在反应瓶中分别加入一定量的引发剂PMA-C1、PMDETA和异丙醇，最后加入手性单体ALA，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALA。
[0009]4)嵌段共聚PMA-b-PALA的水解:向I反应瓶中加入50ml的甲苯，1.0gPMA-b-PALA和对甲苯磺酸，搅拌下于110摄氏度回流24h，冷却后用正己烷洗涤沉淀，真空干燥，得到水解产物PAA-b-PALA。
[0010]本发明中氨基酸采用L-苯丙氨酸(L-Phe)、L_色氨酸(L-Thr)、L_酪氨酸(L-Tyr)和L-亮氨酸(L-Leu)，因此氨基酸手性单体(ALA)分别指ALP、ALTh、ALTy和ALL。
[0011]本发明所述的含有氨基酸的手性嵌段共聚物具有以下优势:(1)选用的氨基酸性质稳定、价格低廉，具有较好的受性吸附能力；(2)用化学方法进行改性，分子结构稳定；
(3)对pH变化具有响应性；(4)由于聚甲基丙烯酸由于具有游离羧基，亲水性较好；4)制备方法操作简单，反应可控，成本低廉，适合规模化生产和应用。
【具体实施方式】
[0012]下面的实施例可以使专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0013]实施例1:
[0014]1、在25ml三口瓶中分别加入0.1mmol的引发剂4-氯甲基苯基三硅烷，0.1mmol催化剂CuCl，0.2mmol络合剂PMDETA和20mmol单体丙烯酸甲酯MA，然后30mL的异丙醇，充氮气封管，100°C水浴反应6h，停止反应后用二氯甲烷溶解聚合物，通过中性氧化铝(Al2O3)层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇中沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-Cl。
[0015]2、在25ml 的三口瓶中分别加入0.1mmol 的引发剂PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL异丙醇，最后加入0.0lmmol手性单体ALP，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALP。
[0016]3、向10ml的锥形瓶中加入50ml的甲苯，1.0g PMA-b-PALA和0.0lg对甲苯磺酸，于110摄氏度回流24h，电磁搅拌，冷却后用正己烷沉淀洗涤，真空干燥，得到水解产物PAA-b-PALPo
[0017]实施例2:
[0018]1、同实施例1;
[0019]2、在25ml 的三口瓶中分别加入0.1mmol 的引发剂PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL异丙醇，最后加入0.015mmol手性单体ALP，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALP ;
[0020]3、同实施例1。
[0021]实施例3:
[0022]1、同实施例1;
[0023]2、在25ml 的三口瓶中分别加入0.1mmol 的引发剂PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL异丙醇，最后加入0.0lmmol手性单体ALTh，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALP ;
[0024]3、同实施例1。
[0025]实施例4:
[0026]1、同实施例1;
[0027]2、在25ml 的三口瓶中分别加入0.1mmol 的引发剂PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL异丙醇，最后加入0.015mmol手性单体ALTh，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALP ;
[0028]3、同实施例1。
[0029]实施例5:
[0030]1、同实施例1;
[0031]2、在25ml 的三口瓶中分别加入0.1mmol 的引发剂PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL异丙醇，最后加入0.0lmmol手性单体ALL，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALP ;
[0032]3、同实施例1。
[0033]实施例6:
[0034]1、同实施例1;
[0035]2、在25ml 的三口瓶中分别加入0.1mmol 的引发剂PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL异丙醇，最后加入0.015mmol手性单体ALL，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALP ;
[0036]3、同实施例1。
[0037]实施例7:
[0038]1、同实施例1;
[0039]2、在25ml 的三口瓶中分别加入0.1mmol 的引发剂PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL异丙醇，最后加入0.0lmmol手性单体ALTy，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALP ;
[0040]3、同实施例1。
[0041]实施例8:
[0042]1、同实施例1;
[0043]2、在25ml 的三口瓶中分别加入0.1mmol 的引发剂PMA_C1、0.1mmol CuCl,0.2mmolPMDETA和30mL异丙醇，最后加入0.015mmol手性单体ALTy，充氮气封管，于40摄氏度的水浴中反应48h，用二氯甲烷溶解此聚合物，通过中性Al2O3层析柱除去催化剂等杂质，在甲醇/水中反复沉淀，真空干燥得到白色固体PMA-b-PALP ;
[0044]3、同实施例1。
【主权项】
1.一种含有氨基酸的手性嵌段共聚物，其特征在于该聚合物结构中含有聚丙烯酸链段和聚氨基酸链段，因此兼具PH敏感性和手性识别功能。2.根据权利要求1所述的一种含有氨基酸的手性嵌段共聚物的制备方法，包括: 1)在4-氯甲基苯基三硅烷，催化剂氯化亚铜/N，N，N，N，N-五甲基二亚乙基三胺作用下，丙烯酸甲酯(MA)发生原子转移自由基反应制备大分子引发剂PMA-Cl ; 2)在催化剂氯化亚铜/N，N，N，N，N-五甲基二亚乙基三胺作用下，大分子引发剂PMA-Cl与手性功能单体ALA发生原子转移自由基反应制备嵌段聚合物PMA-b-PALA ; 3)嵌段聚合物PMA-b-PALA在对甲苯磺酸作用下水解得到含有氨基酸的手性嵌段聚合物 PAA-b-PALA。3.一种如根据权利要求1所述的含有氨基酸的手性嵌段共聚物在手性药物拆分中应用。
【专利摘要】本发明公开了一种含有氨基酸的手性嵌段共聚物，其制备方法主要包括：1)在4-氯甲基苯基三硅烷，催化剂氯化亚铜/N，N，N，N，N-五甲基二亚乙基三胺作用下，丙烯酸甲酯(MA)发生原子转移自由基反应制备大分子引发剂PMA-Cl；2)进而在催化剂氯化亚铜/N，N，N，N，N-五甲基二亚乙基三胺作用下，大分子引发剂PMA-Cl与手性功能单体ALA发生原子转移自由基反应制备嵌段聚合物PMA-b-PALA；3)嵌段聚合物PMA-b-PALA在对甲苯磺酸作用下水解得到含有氨基酸的手性嵌段聚合物PAA-b-PALA。该聚合物分子结构之中含有聚丙烯酸和聚氨基酸，因此兼具pH敏感性和手性识别性能，是一种潜在的手性拆分材料。
【IPC分类】C08F293/00, C08F8/12
【公开号】CN105199061
【申请号】CN201510731401
【发明人】傅宏俊, 赵亚娣, 李海霞, 陈娇娇
【申请人】天津工业大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月30日