專利名稱：一種聚賴氨酸衍生物的raft制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種聚賴氨酸衍生物的RAFT制備方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，各種各樣新的高分子材料異軍突起，在人們的生產(chǎn)生活領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用。然而，在高分子材料給人們生活帶來便利、改善生活品質(zhì)的同時，其使用后的大量廢棄物也與日俱增，給人類賴以生存的環(huán)境造成了不可忽視的負面影響。本發(fā)明所用的單體甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)為環(huán)境友好型原料，賴氨酸(L-Iysine)為人體所需的氨基酸，有關(guān)它們共聚物的制備、結(jié)構(gòu)與性能的研究引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。其中，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)是非常重要的單體，由HEMA合成的PHEMA是一種親水性聚合物，吸水量可達自身重量的40%。聚合物中羥基是吸附性很強的極性基，也 是活潑基團，易發(fā)生反應(yīng)，作為丙烯酸樹脂的共聚組分，賦予聚合物親水性，提高粘接性，也可通過羥基反應(yīng)而起交聯(lián)作用。因帶有羥基而具有親水性和優(yōu)異的生物相容性。主要用作眼科和牙科的醫(yī)用高分子材料，是目前制造接觸鏡的主要材料。PHEMA是有發(fā)展前途的醫(yī)用高分子材料。賴氨酸(L-Iysine)是人體所需的氨基酸，聚賴氨酸作為多聚氨基酸中的一種，自從1975年，Laemmli等研究表明PLL具有包裹DNA的能力，聚賴氨酸便由于其線型多肽的主鏈構(gòu)型，在生物體內(nèi)可降解為人體所需的賴氨酸，良好的生物相容性以及易于進行化學(xué)修飾等諸多優(yōu)點，成為陽離子聚合物中研究最多的一類。目前進行聚賴氨酸的研究中，很少有用自由基聚合的方式得到聚賴氨酸的衍生物的研究。而傳統(tǒng)的自由基聚合得到的聚合物因為對聚合物結(jié)構(gòu)，分子量及分布的控制性不好，高分子量的聚賴氨酸引起的細胞毒性和低分子量時對DNA的包褓能力不佳，使得對聚合物結(jié)構(gòu)的控制尤為重要。本發(fā)明利用可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)自由基聚合的方法，制備PHEMA的均聚物的分子量及其分布可通過調(diào)節(jié)單體、引發(fā)劑與鏈轉(zhuǎn)移劑的配比和聚合反應(yīng)時間來實現(xiàn)，通過酯化反應(yīng)得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine 共聚物，通過脫保護得到 PHEMA-co-PHEMA-L-lysine 共聚物具有良好的生物相容性，可作為生物醫(yī)用材料廣泛應(yīng)用于藥物緩釋體系和基因治療等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聚賴氨酸衍生物的RAFT制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案一種聚賴氨酸衍生物的RAFT制備方法，在于直接采用三硫代碳酸酯為鏈轉(zhuǎn)移劑，以甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、賴氨酸(L-Iysine)為原料，先采用RAFT自由基聚合方法，制備聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)的均聚物，然后通過酯化反應(yīng)得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物。通過三氟乙酸(TFA)對共聚物進行脫保護，得到PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物。該共聚物可以通過靜電作用與質(zhì)粒DNA (pDNA)形成PHEMA-co-PHEMA-L-lysine/pDNA 復(fù)合物。均聚物PHEMA的配比為單體I (HEMA)三硫代碳酸酯AIBN的摩爾比為100 3 1，采用溶液聚合，溶劑為叔丁醇，用量為單體量的3倍，于75°C反應(yīng)5h，冰水冷卻停止反應(yīng)；用冷乙醚將產(chǎn)物沉淀三次，最后在30°C下干燥，得白色產(chǎn)物。PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine 共聚物的配比為單體 2 (Boc-L-lysine):聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA) DCC DMAP的摩爾比為I : I. 5 : 1.3 0.6，用DMF為溶劑。按配比稱取單體2、PHEMA, DCC和DMAP置于反應(yīng)器中，加入一定量的無水乙酸乙酯，于25°C反應(yīng)24h。反應(yīng)完畢后，減壓蒸餾除去溶劑，在乙醚中沉淀三次，得淺黃色固體。制備PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物的方法為將PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物溶于一定量的二氯甲烷中，向中加入三氟乙酸，室溫下攪拌12h，用無水乙醚沉淀，得到產(chǎn)物。通過傅里葉變換紅外光譜、核磁共振、凝膠滲透色譜、透射電子顯微鏡等表征方法 對均聚物和共聚物的結(jié)構(gòu)和性能進行表征，結(jié)果表明聚合物結(jié)構(gòu)明確。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明方法制備的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物，具有優(yōu)異的生物相容性；聚合物的分子量可通過調(diào)節(jié)投料比和聚合反應(yīng)時間來實現(xiàn)；該共聚物作為生物相容性材料在藥物緩釋系統(tǒng)、基因治療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。


圖I均聚物PHEMA的核磁譜圖。圖2 共聚物 PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine 的核磁譜圖。
具體實施例方式實施例I稱取甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) I. OOg (7. 684X l(T3mol)，三硫代碳酸酯
0.0839g(2. 305X l(r4mol)，AIBN0. 0128g(7. 684X l(T5mol)，叔丁醇 4ml,加入 50ml 反應(yīng)器中，反應(yīng)前通氮氣30min保護，在磁力攪拌下升溫至75 °C，反應(yīng)5h后，冰水冷卻停止反應(yīng)，用冷乙醚沉淀三次，然后在30°C下恒溫干燥得到均聚物PHEMA，產(chǎn)物為白色，分子量Mnttrc)=
5.4X104，分子量分布為I. 52。實施例2稱取Boc 保護的賴氛酸(Boc-L-lysine) I. OlOg(2. 15X 10 2mol),PHEMA0. 38g(7. 6X10_6mol)，DCC 0. 793g(3. 84X 10_3mol)，DMAP 0. 0202g (I. 65 X 10_4mol)，DMF15ml，加入50ml反應(yīng)器中，在磁力攪拌下保持溫度在25°C，反應(yīng)24h后，減壓蒸餾除去溶齊U，在乙醚中沉淀，得PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物，產(chǎn)物為淺黃色。
權(quán)利要求
1.一種聚賴氨酸衍生物的RAFT制備方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、賴氨酸(L-Iysine)為原料，三硫代碳酸酯為鏈轉(zhuǎn)移劑，先采用可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)自由基聚合方法得到了具有不同鏈段長度的PHEMA均聚物，然后通過酯化反應(yīng)得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物。利用三氟乙酸(TFA)對共聚物進行脫保護，得到PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物。均聚物的分子量可控，該PHEMA-c0-PHEMA-L-lysine共聚物可與質(zhì)粒DNA(pDNA)復(fù)合,形成復(fù)合物。
制備PHEMA均聚物的配比為單體(HEMA)三硫代碳酸酯偶氮二異丁氰(AIBN)的摩爾比為100 3 1，采用溶液聚合，于75°C反應(yīng)5h，冰水冷卻停止反應(yīng)；用冷乙醚將產(chǎn)物沉淀三次，最后在30°C下干燥，得白色產(chǎn)物。
制備 PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine 共聚物的摩爾配比為單體 2 (Boc-L-Iysine):聚甲基丙稀酸羥乙酯(PHEMA) : 二環(huán)己基碳二酰亞胺(DCC) : 4-二甲基氨基吡啶(DMAP)=I I. 5 I. 3 0.6，溶劑為 N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。
按配比稱取單體2、PHEMA, DCC和DMAP置于反應(yīng)器中，于25°C反應(yīng)24h。反應(yīng)完畢后，減壓蒸餾除去溶劑，在乙醚中沉淀三次，得淺黃色固體。 制備PHEMA-co-PHEMA-L-lysine 共聚物的方法為將PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物溶于一定量的二氯甲烷中，向中加入三氟乙酸，室溫下攪拌12h，用無水乙醚沉淀，得到產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溶液聚合制備方法，所得PHEMA均聚物為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法制得的PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法制得的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物為
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法制得的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物，可與質(zhì)粒 DNA 復(fù)合成 PHEMA-co-PHEMA-L-lysine/pDNA 復(fù)合物。
全文摘要
一種聚賴氨酸衍生物的RAFT制備方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、賴氨酸(L-lysine)為原料，三硫代碳酸酯為鏈轉(zhuǎn)移劑，依次采用可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)自由基聚合方法得到了具有不同鏈段長度的PHEMA均聚物，其分子量可控，通過酯化反應(yīng)得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物。本發(fā)明制備方法簡單，制得的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物具有生物相容性，并可與質(zhì)粒DNA(pDNA)經(jīng)靜電作用形成的復(fù)合物，廣泛應(yīng)用于藥物緩釋體系、基因治療等領(lǐng)域。
文檔編號C08F120/28GK102775530SQ20121017208
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者倪忠斌, 婁宇, 張明, 施東健, 陳明清 申請人:江南大學(xué)