CN104045762A - 一种raft法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，包括：将丁二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，在35～55℃条件下，搅拌反应3-5d，得到乙烯基丁二酸葡萄糖酯OVSG；将OVSG与二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯DEGMA溶于溶剂中，加入引发剂、链转移剂，在55-90℃油浴氮气保护下反应8-15h，终止反应，提纯，即得。本发明使用RAFT法合成含葡萄糖温敏性共聚物，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；此方法具有操作简单，效果显著的特点；所得共聚物胶束具有生物相容性，毒性较低，在生物医药领域可被广泛使用。

Description

一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法
技术领域
本发明属于温敏材料的制备领域，特别涉及一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法。
背景技术
含糖聚合物由于具有较好的亲水性和生物相容性以及易降解性从而成为生物医药等领域的研究热点。同时，低聚乙二醇类单体所形成的的聚合物具有良好的温度敏感性和优异的生物相容性，在生物医药、蛋白修饰等领域都得到了广泛应用。
Rizzardo在第37届国际高分子大会上作了“Tailored polymers by free radical processes”的报告，首次提出了可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)的概念。在传统的自由基聚合体系中，自由基浓度较高，容易发生自由基的终止反应，导致反应不可控。如果在聚合体系中加入链转移常数高的特种链转移剂，使得增长自由基和该链转移剂之间进行退化转移，从而降低自由基的浓度，就有可能实现活性自由基聚合。通过可逆加成链断裂转移自由基法(RAFT)所合成的聚合物具有较窄的分子量分散指数(PDI)，在应用上具有更加优良的性能。纳米胶束的自组装，主要是通过高分子聚合物在溶液中，对环境因素的改变而做出相应响应，从而改变自身形态从而聚集形成的。通过对温度的响应，可以使聚合物在松弛的线性聚集态与聚集的球形胶束之间相互转变。具有温敏特异性的高聚物，可以通过对其LCST的调节，可以获得与人体温度想接近的LCST，可以将此类材料应用与生物医用材料领域。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，该方法采用酶促法合成反应单体，选择性强，产量高，所得含糖单体纯度高；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。
本发明的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，包括：
(1)将丁二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，在35-55℃条件下，搅拌反应3-5d，得到乙烯基己二酸葡萄糖酯OVSG；其中丁二酸二乙烯酯与葡萄糖的摩尔比为1:1～4:1，碱性蛋白酶与葡萄糖的质量比为1:2～1:4，溶质丁二酸二乙烯酯、碱性蛋白酶、葡萄糖的质量之和与溶剂的质量比为1:10～1:5；
(2)将上述OVSG与二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯DEGMA溶于溶剂中，加入引发剂、链转移剂，在50-90℃油浴氮气保护条件下，反应5-15h，终止反应，提纯，即得葡萄糖温敏共聚物P(DEGMA-OVSG)；其中OVSG与DEGMA的摩尔比为1:15～2:1，链转移剂与引发剂的摩尔比为25:1～5:1，链转移剂与单体OVSG、DEGMA和的摩尔比为1:150～1:50，两种单体OVSG、DEGMA质量之和与溶剂的质量比为1:1～1:5。
所述步骤(1)中溶剂为无水吡啶；碱性蛋白酶为枯草芽孢杆菌蛋白酶。
所述步骤(1)中搅拌速率为150-200rpm。
所述步骤(2)中溶剂为二甲基甲酰胺DMF；引发剂为偶氮二环己基甲腈ACCN；链转移剂为S-十二烷基-S'-(α，α'-二甲基-α″-乙酸)-三硫代碳酸酯。
所述步骤(2)中终止反应为冰水浴终止反应。
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。
所述溶剂为二氯甲烷，沉淀剂为正己烷。
所述步骤(2)得到的P(DEGMA-OVSG)溶于三蒸水中，配制成不同浓度溶液，浓度范围为0.2～2mg/mL，置于25～60℃，自组装形成胶束。
所述浓度梯度为0.2mg/mL。
所述胶束浓度为0.2-2mg/mL。
有益效果
(1)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；
(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；
(3)本发明反应所得共聚物具有生物相容性，毒性较低，在生物医药领域可被广泛使用；
(4)本发明所合成的葡萄糖共聚物，由于DEGMA具有温敏特性，自组装形成的聚合物胶束也具有温敏性，通过调节单体的投料比例可以获得具有不同LCST的含糖高聚物，从而获得具有人体温度相接近的LCST，所获得的自组装胶束可以适用于载药材料。
附图说明
图1为P(DEGMA-OVSG)的核磁共振氢谱图；
图2为P(DEGMA-OVSG)溶液的吸光度随温度变化图；
图3为RAFT法制备P(DEGMA-OVSG)的化学方程式图。
具体实施方式
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。
实施例1
(1)将丁二酸二乙烯酯与葡萄糖摩尔比为3:1溶于100mL无水吡啶中，加入0.5g碱性蛋白酶，于50℃、200rpm恒温水浴箱反应4天，合成乙烯基丁二酸葡萄糖酯(OVSG)。
(2)将合成的OVSG与二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(DEGMA)溶于2mLDMF中，加入链转移剂DDATC，加入ACCN作为引发剂，其摩尔比为20：80：1：0.05于90℃油浴氮气保护下反应14h，放入冰水浴终止反应，用二氯甲烷溶解正己烷沉淀，如此反复3次，纯化后得P(DEGMA-OVSG)，产率为80％。
(3)将上述获得含糖温敏共聚物P(DEGMA-OVSG)溶于三蒸水中，浓度范围为0.2～2mg/mL，浓度梯度为0.2mg/mL。
(4)将上述不同浓度的P(DEGMA-OVSG)置于25℃低温环境发现其为澄清状态，当置于35℃较高温环境就变得混浊，可以明显观察出其温度敏感性。
(5)将上述不同浓度的P(DEGMA-OVSG)置于变温紫外-可见分光光度计中，测其LCST值，在32℃左右。
(6)将上述1mg/mL的聚合物溶液置于32℃的水浴中，使其自组装，可以获得温敏性含糖共聚物胶束。
实施例2
(1)将丁二酸二乙烯酯与葡萄糖摩尔比为3:1溶于100mL无水吡啶中，加入0.5g碱性蛋白酶，于50℃、200rpm恒温水浴箱反应4天，合成乙烯基丁二酸葡萄糖酯(OVSG)。
(2)将合成的OVSG与二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(DEGMA)溶于2mLDMF中，加入链转移剂DDATC，加入ACCN作为引发剂，其摩尔比为35：65：1：0.1于90℃油浴氮气保护下反应13h，放入冰水浴终止反应，用二氯甲烷溶解正己烷沉淀，如此反复3次，纯化后得P(DEGMA-OVSG)，产率为75％。
(3)将上述获得含糖温敏共聚物P(DEGMA-OVSG)溶于三蒸水中，浓度范围为0.2～2mg/mL，浓度梯度为0.2mg/mL。
(4)将上述不同浓度的P(DEGMA-OVSG)置于25℃低温环境发现其为澄清状态，当置于40℃较高温环境就变得混浊，可以明显观察出其温度敏感性。
(5)将上述不同浓度的P(DEGMA-OVSG)置于变温紫外-可见分光光度计中，测其LCST值，在36℃左右。
(6)将上述1mg/mL的聚合物溶液置于36℃的水浴中，使其自组装，可以获得温敏性含糖共聚物胶束。

Claims (10)

1.一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，包括：
(1)将丁二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，在35-55℃条件下，搅拌反应3-5d，得到乙烯基丁二酸葡萄糖酯OVSG；其中丁二酸二乙烯酯与葡萄糖的摩尔比为1:1～4:1，碱性蛋白酶与葡萄糖的质量比为1:2～1:4，丁二酸二乙烯酯、碱性蛋白酶、葡萄糖的质量之和与溶剂的质量比为1:10～1:5；
(2)将上述乙烯基己二酸葡萄糖酯OVSG与二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯DEGMA溶于溶剂中，加入引发剂、链转移剂，在50-90℃油浴氮气保护条件下，反应5-15h，终止反应，提纯，即得葡萄糖温敏共聚物P(DEGMA-OVSG)；其中OVSG与DEGMA的摩尔比为1:15～2:1，链转移剂与引发剂的摩尔比为25:1～5:1，链转移剂与OVSG和DEGMA和的摩尔比为1:150～1:50，OVSG、DEGMA质量之和与溶剂的质量比为1:1～1:5。
2.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：所述步骤(1)中溶剂为无水吡啶；碱性蛋白酶为枯草芽孢杆菌蛋白酶。
3.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：所述步骤(1)中搅拌速率为150-200rpm。
4.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：所述步骤(2)中溶剂为二甲基甲酰胺DMF；引发剂为偶氮二环己基甲腈ACCN；链转移剂为S-十二烷基-S'-(α，α'-二甲基-α″-乙酸)-三硫代碳酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：所述步骤(2)中终止反应为冰水浴终止反应。
6.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：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。
7.根据权利要求6所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：所述溶剂为二氯甲烷，沉淀剂为正己烷。
8.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：所述步骤(2)得到的P(DEGMA-OVSG)溶于三蒸水中，配制成不同浓度溶液，浓度范围为0.2～2mg/mL，置于25～60℃，自组装形成胶束。
9.根据权利要求8所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：所述浓度梯度为0.2mg/mL。
10.根据权利要求8所述的一种RAFT法合成含葡萄糖温敏共聚物的方法，其特征在于：所述胶束浓度为0.2-2mg/mL。
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