專利名稱：一種利用丙烯酸芘甲酯制備水溶性共聚物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種利用丙烯酸芘甲酯制備水溶性共聚物的方法，屬于功能高分子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功能高分子在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，特別是熒光高分子在分析、檢測(cè)生物大分子方面的研究已引起國(guó)內(nèi)外科學(xué)工作者的密切關(guān)注，此研究方向是國(guó)際上前沿科學(xué)的研究熱點(diǎn)。一些小分子熒光染料如吖啶、菲啶類染料、菁類染料、熒光素和羅丹明類染料、噻嗪和噁嗪類染料等是目前應(yīng)用較廣的核酸熒光探針，這些簡(jiǎn)單的熒光染料對(duì)核酸分子的序列不能特異識(shí)別，屬于非特異性的小分子探針。為了克服上述不足，科學(xué)工作者將熒光基團(tuán)通過共價(jià)鍵連結(jié)到單鏈寡聚核酸分子上，這種熒光標(biāo)記的分子探針只能與堿基序列互補(bǔ)的核酸分子通過Watson-Crick堿基配對(duì)法則形成雜化復(fù)鏈，靶向雜化前后的熒光性能發(fā)生重大變化，從而實(shí)現(xiàn)了熒光探針特異性識(shí)別核酸分子。目前，科學(xué)工作者已對(duì)標(biāo)記型熒光探針及其特異性識(shí)別DNA/RNA核酸分子的相關(guān)研究開展了大量工作。研究結(jié)果表明標(biāo)記型熒光探針檢測(cè)核酸分子的缺點(diǎn)在于熒光基團(tuán)的引入會(huì)降低熒光探針與靶向分子雜化雙鏈的熱穩(wěn)定性，從而會(huì)降低熒光探針的檢測(cè)精度；這種標(biāo)記型熒光探針需要將熒光基團(tuán)通過共價(jià)鍵連結(jié)到寡聚核酸分子鏈上以實(shí)現(xiàn)特異性識(shí)別核酸分子，而其中的合成與操作較繁雜。近幾年，熒光聚合物作為熒光探針檢測(cè)蛋白質(zhì)、DNA/RNA等生物大分子的研究工作已倍受人們的青睞，同時(shí)也取得了許多重要的成果。熒光聚合物通常是由親油性的聚合物主鏈和含有熒光基團(tuán)及親水性基團(tuán)的側(cè)鏈組成。這種熒光聚合物可通過靜電作用與生物大分子結(jié)合，通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移FRET或電子轉(zhuǎn)移、分析物誘導(dǎo)熒光高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)變化、分析物誘導(dǎo)熒光高分子構(gòu)象變化等可導(dǎo)致這種熒光高分子的光學(xué)性能改變，進(jìn)而對(duì)生物大分子進(jìn)行檢測(cè)。這種熒光聚合物克服了小分子熒光探針的非特異性識(shí)別及標(biāo)記性熒光探針的制備繁雜等缺點(diǎn)，為生物大分子的檢測(cè)開辟了一種新的測(cè)試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合成方法簡(jiǎn)單，在水溶液和有機(jī)溶劑中均能溶解，且含有熒光量子產(chǎn)率較高的芘熒光基團(tuán)的共聚物。一種利用丙烯酸芘甲酯制備水溶性共聚物的方法，其特征在于用芘甲醇和丙烯酰氯通過酯化反應(yīng)生成丙烯酸芘甲酯；然后，再將丙烯酸芘甲酯與甲基丙烯酸二甲胺乙酯通過共聚反應(yīng)生成這種水溶性的熒光共聚物。合成方法簡(jiǎn)單易行，所用的聚合材料甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，該聚合材料兼具有溫度和PH響應(yīng)性，并且有較好的生物相容性 ’聚合物的側(cè)鏈上引入了熒光量子產(chǎn)率較高的芘熒光基團(tuán)和親水性的胺基基團(tuán)，使合成的聚電解質(zhì)具有熒光性和水溶性。一種利用丙烯酸芘甲酯制備水溶性共聚物的方法，按照下述步驟進(jìn)行 (1)合成小分子丙烯酸芘甲酯的反應(yīng)
以芘甲醇、三乙胺、丙烯酰氯為原料，以干燥的THF為溶劑，在冰水浴逐漸到室溫反應(yīng)
3觀小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾掉不溶沉淀，旋蒸濾液，并向?yàn)V液中加入飽和碳酸氫和二氯甲烷進(jìn)行萃取，飽和碳酸氫鈉以中和副產(chǎn)物丙烯酸，溶液分層，至下層有機(jī)溶液呈中性，停止萃取。 分離出有機(jī)相，旋蒸，在95%的乙醇中重結(jié)晶，得到比較純凈的丙烯酸芘甲酯粉末，合成路線如圖1所示。(2)可聚合單體合成聚合物的反應(yīng)
本反應(yīng)物無(wú)規(guī)共聚反應(yīng)，將(1)合成的可聚合單體丙烯酸芘甲酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯以及引發(fā)劑溶于有機(jī)溶劑1，4-二氧六環(huán)中，以60°C的溫度加熱反應(yīng)證，整個(gè)反應(yīng)用 N2保護(hù)。反應(yīng)結(jié)束后，在將反應(yīng)產(chǎn)物滴加到石油醚溶劑中，沉淀三次，由于引發(fā)劑和單體在石油醚中溶解，而聚合物在石油醚中沉淀，用這種方法可分離出聚合物，在真空干燥箱中以 70°C溫度干燥12h，合成路線如圖2所示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將小分子芘甲醇和丙烯酰氯通過酯化反應(yīng)生成丙烯酸芘甲酯， 再將丙烯酸芘甲酯與甲基丙烯酸二甲胺乙酯通過共聚反應(yīng)生成最終的含有芘的熒光共聚物。這種共聚物不但具有聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的本身的性質(zhì)，如溫度響應(yīng)性，PH響應(yīng)性和較好生物相容性，還因?yàn)閭?cè)鏈帶有熒光量子產(chǎn)率較高的芘熒光基團(tuán)，可通過熒光的變化以推測(cè)聚合物的狀態(tài)，可以使這種聚合物在生物、化學(xué)等檢測(cè)領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。


圖1為芘甲醇的合成路線；
圖2為最終產(chǎn)物含芘的水溶性熒光共聚物的合成路線； 圖3為芘甲醇的NMR; 圖4為芘甲醇的DSC;
圖5為最終產(chǎn)物含芘的水溶性熒光共聚物的NMR。
具體實(shí)施例方式實(shí)例1
50ml的潔凈三頸瓶置于冰塊中，并向其中通入隊(duì)，先加入35ml干燥的THF，再加入0. 3g 的芘甲醇，再滴加0. 23ml干燥的三乙胺，最后再用滴液漏斗緩慢地滴加溶于THF中的0. 2ml 丙烯酰氯，是反應(yīng)逐漸到達(dá)室溫，反應(yīng)觀h。反應(yīng)結(jié)束后過濾掉不溶沉淀，旋蒸濾液，并向?yàn)V液中加入飽和碳酸氫和二氯甲烷進(jìn)行萃取，飽和碳酸氫鈉以中和副產(chǎn)物丙烯酸，溶液分層， 至下層有機(jī)溶液呈中性，停止萃取。分離出有機(jī)相，旋蒸，然后在95%的乙醇中重結(jié)晶，得到比較純凈的丙烯酸芘甲酯粉末。實(shí)例2
向50ml的潔凈shlenk瓶中加入40ml干燥處理后的1，4_dioxane，再向其中鼓吹N2, 然后再分別加入0. 05mmol丙烯酸芘甲酯，20mmol甲基丙烯酸二甲胺乙酯及0. Immol偶氮二異丁氰(AIBN)(重結(jié)晶后的)，在60°C的油浴中反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，在將反應(yīng)產(chǎn)物滴加到500ml的石油醚中，沉淀三次，由于引發(fā)劑和單體在溶劑中溶解，而聚合物在溶劑中為沉淀，用這種方法可分離出聚合物，在70°C真空干燥箱中干燥一晚上，得出最終的干燥產(chǎn)物。對(duì)所得產(chǎn)物做了元素分析和核磁分析。元素分析中測(cè)得氮元素含量7. 97%，碳元素含量 57. 17%，氫元素含量9. 16%，計(jì)算得出共聚比x:y=l:54。GPC結(jié)果表明:Mn=1941, Mw=7309,Mz=15296, Mz/Mw=2. 092786
權(quán)利要求
1.一種利用丙烯酸芘甲酯制備水溶性共聚物的方法，按照下述步驟進(jìn)行(1)合成小分子丙烯酸芘甲酯的反應(yīng)以芘甲醇、三乙胺、丙烯酰氯為原料，以干燥的THF為溶劑，在冰水浴逐漸到室溫反應(yīng)觀小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾掉不溶沉淀，旋蒸掉濾液，并向旋蒸后的產(chǎn)物中加入飽和碳酸氫鈉和二氯甲烷溶劑進(jìn)行萃取，飽和碳酸氫鈉以中和副產(chǎn)物丙烯酸，溶液分層，至下層有機(jī)溶液呈中性，停止萃取，分離出有機(jī)相，旋蒸，在95%的乙醇中重結(jié)晶，得到比較純凈的丙烯酸芘甲酯粉末；(2)可聚合單體合成聚合物的反應(yīng)本反應(yīng)物無(wú)規(guī)共聚反應(yīng)，將(1)合成的可聚合單體丙烯酸芘甲酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯以及引發(fā)劑偶氮二異丁氰(AIBN)溶于有機(jī)溶劑1，4_ 二氧六環(huán)中，以60°C的溫度加熱反應(yīng)5h，并且整個(gè)反應(yīng)中用N2保護(hù)，反應(yīng)結(jié)束后，再將反應(yīng)產(chǎn)物滴加到石油醚溶劑中，沉淀三次，由于引發(fā)劑和單體在石油醚中溶解，而聚合物在石油醚中沉淀，用這種方法可分離出聚合物，在真空干燥箱中以70°C溫度干燥12h。
2.按照權(quán)利要求1所述利用丙烯酸芘甲酯制備水溶性共聚物的方法，其特征在于所用的聚合物材料為甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，該聚合材料兼具有溫度和PH響應(yīng)性，并且有較好的生物相容性。
3.按照權(quán)利要求1所述的利用丙烯酸芘甲酯制備水溶性共聚物的方法，其特征在于 聚合物的側(cè)鏈上引入了熒光量子產(chǎn)率較高的芘熒光基團(tuán)和親水性的胺基基團(tuán)，使合成的聚電解質(zhì)具有熒光性和水溶性。
全文摘要
一種利用丙烯酸芘甲酯制備水溶性共聚物的方法，屬于功能高分子技術(shù)領(lǐng)域。該熒光共聚物首先由芘甲醇和丙烯酰氯通過酯化反應(yīng)生成丙烯酸芘甲酯；然后，再將丙烯酸芘甲酯與甲基丙烯酸二甲胺乙酯通過共聚反應(yīng)生成這種水溶性的熒光共聚物，并對(duì)這種共聚物進(jìn)行了一系列表征。優(yōu)點(diǎn)在于這種水溶性的熒光共聚物的合成工藝簡(jiǎn)單易行，合成的聚合物的側(cè)鏈帶有熒光量子產(chǎn)率較高的芘熒光基團(tuán)和親水性的胺基基團(tuán)，并且該聚合物具有溫度，pH等響應(yīng)性，在生物監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面，操作十分簡(jiǎn)單，并在揭示疾病與基因變異等方面具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C08F220/18GK102558432SQ201110430560
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者楊領(lǐng)葉, 王亞妮, 王國(guó)杰, 董杰, 趙敏 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)