本发明专利技术属于高分子合成技术领域，具体为一种含α‑D‑甘露糖和β‑D‑葡萄糖的无规共聚物的合成方法。本发明专利技术以炔烃为端基的7‑氧杂降冰片烯衍生物及含叠氮基的糖类化合物为原料，利用铜催化的叠氮‑端炔[3+2]环加成(CuAAC)反应合成制备7‑ox‑NB‑man和7‑ox‑NB‑glu两类无保护基的含糖聚合物单体，随后通过开环易位聚合(ROMP)制备出含异类糖单元的无规共聚物P((7‑ox‑NB‑man)‑r‑(7‑ox‑NB‑glu))。本发明专利技术聚合物单体合成方法简单，聚合物合成方法可靠，聚合物结构为线性、分子量可控，可应用于高分子材料和生物医药工程领域。
【技术实现步骤摘要】
一种含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物的合成方法
本专利技术涉及一种含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物的合成方法，属于高分子合成
技术介绍
糖参与生命体内包括细胞识别、细胞增殖、信号传递和病原体感染等很多行为，已成为科学研究领域的一个热点，利用糖与蛋白质的特异性识别，可以提高治疗疾病的效果。但单个配体与蛋白质的作用力是有限的，需要多价配体才能增强与受体间的作用力。但自然界中存在的含糖高分子不仅难以提纯而且结构较为复杂，大大的限制了其利用率。人工合成的含糖聚合物具有结构明确分子量可控等优点，受到很多化学工作者的青睐，因此含糖聚合物的合成技术得到了迅速的发展。目前，通过化学合成法制备含糖聚合物主要有两种途径：含糖单体直接聚合或者是对聚合物进行糖基化的后修饰。前者比较简单，可直接得到含糖聚合物，但由于糖单元的溶解性问题，大部分是含保护基糖单体的聚合，最后对其进行脱保护，增加了聚合反应步骤。后者是对纯化后的聚合物前体进行修饰，需要高效的化学反应来确保后修饰的接枝率，且往往需要加入过量的糖基修饰物。近年来，开环易位聚合(ROMP)由于反应条件温和、单体普适性高且具备活性聚合的特点受到工业界的广泛关注并成为制备功能化含糖聚合物的重要方法之一。同时，将开环易位聚合与“Click”化学相结合为设计合成结构规整的含糖聚合物又提供了新的途径。其中铜(I)催化的叠氮-端炔[3+2]环加成反应(CuAAC)具有高产率、高选择性、反应条件温和等优点是“Click”化学中的典型代表。然而目前报道的关于无保护基含糖单体的ROMP聚合大部分都是通过乳液分散的方式进行聚合反应，操作较复杂且后处理繁琐。尽管有报道利用微波辐射合成的方法提高此类合成的效率，但是微波反应器的使用大大限制了其实际应用价值。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种简单、高效的含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物的合成方法。本专利技术解决了含保护基糖聚合物的脱保护、乳液分散以及后修饰等步骤的合成劣势，进一步拓宽了含糖聚合物的合成途径以及ROMP的实际应用范围，该含糖共聚物可与刀豆蛋白A(concanavalinA)进行特异性识别，可应用于生物医药工程领域。本专利技术利用CuAAC反应和开环易位聚合(ROMP)相结合的方法，制备得到侧链含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的分子量可控、窄分子量分布的含糖共聚物。其中CuAAC反应具有高产率、高选择性、反应条件温和等优点，同时ROMP可得到分子量可控且结构明确的高分子化合物。本专利技术中，首先利用呋喃和马来酸酐发生Diels-Alder环加成反应得到7-氧杂降冰片烯衍生物，接着通过乙醇胺将其羟基化，再利用威廉森成醚反应在末端引入端炔烃，最后分别与α-D-甘露糖叠氮化合物和β-D-葡萄糖叠氮化合物进行CuAAC反应，得到了两种7-氧杂降冰片烯含糖衍生物单体7-ox-NB-man和7-ox-NB-glu。随后通过开环易位聚合(ROMP)获得含双异类糖的共聚物。本专利技术的技术方案具体介绍如下。一种含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物的合成方法，其合成路线如下式所示：其中：m，n为整数，其限定范围为20<m<80，20<n<80；具体步骤如下：惰性气氛下，将α-D-甘露糖单体M1、β-D-葡萄糖单体M2和Grubbs三代催化剂在溶剂中，40-60℃条件下反应6-10h，之后加入乙烯基乙醚终止聚合反应，再经后处理得到含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物P((7-ox-NB-man)-r-(7-ox-NB-glu))。本专利技术中，α-D-甘露糖单体M1、β-D-葡萄糖单体M2和Grubbs三代催化剂的摩尔比为(1～3):(1～3):(0.9～1.8)。本专利技术中，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。本专利技术中，后处理步骤如下：向乙烯基乙醚终止后反应液中加入甲醇进行搅拌沉降，析出的固体洗涤、干燥，得到含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物P((7-ox-NB-man)-r-(7-ox-NB-glu))。本专利技术中，α-D-甘露糖单体M1、β-D-葡萄糖单体M2的合成路线如下式所示：其具体步骤如下：步骤1)取呋喃和马来酸酐于溶剂中室温反应生成化合物1；步骤2)化合物1和乙醇胺反应生成化合物2；步骤3)化合物2和炔丙基溴在碱作用下反应生成化合物3；步骤4)化合物3与α-D-甘露糖叠氮化合物溶于叔丁醇/水的混合溶剂中，随后加入催化剂五水合硫酸铜和抗坏血酸钠，75-85℃的温度下搅拌10-14h后，过滤除去不溶物后柱层析得到白色固体，即为α-D-甘露糖单体M1；步骤5)取化合物3与β-D-葡萄糖叠氮化合物溶于叔丁醇/水的混合溶剂中，随后加入催化剂五水合硫酸铜和抗坏血酸钠，75-85℃的温度下搅拌10-14h后，过滤除去不溶物后柱层析得到白色固体，即为β-D-葡萄糖单体M2。本专利技术中，步骤4)中，化合物3、α-D-甘露糖叠氮化合物、五水合硫酸铜和抗坏血酸钠的摩尔比例为(1.1-1.2):1:(0.4-0.6):1，叔丁醇与水的体积比为1:2～2:1；步骤5)中，化合物3、β-D-葡萄糖叠氮化合物、五水合硫酸铜和抗坏血酸钠的摩尔比例为(1.1-1.2):1:(0.4-0.6):1，叔丁醇与水的体积比为1:2～2:1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术利用CuAAC反应和开环易位聚合相结合的方法，简单、高效的制备出了含双类糖的无规共聚物，分子量可控且较窄的分子量分布宽度。2.本专利技术所合成的含双异类糖共聚物结构明确，可与生物蛋白特异识别，应用于生物医药领域。3.本专利技术制备含糖共聚物的方法还可适用于半乳糖、海藻糖等含糖聚合物的制备。附图说明图1为实施例1中2-炔-7-氧杂降冰片烯二甲酰胺乙醚7-ox-NB-alkyne的核磁氢谱图。图2为实施例1中2-炔-7-氧杂降冰片烯二甲酰胺乙醚7-ox-NB-alkyne的核磁碳谱图。图3为实施例1中含α-D-甘露糖单体7-ox-NB-man核磁氢谱图。图4为实施例1中含α-D-甘露糖单体7-ox-NB-man核磁碳谱图。图5为实施例1中含β-D-葡萄糖单体7-ox-NB-glu核磁氢谱图。图6为实施例1中含β-D-葡萄糖单体7-ox-NB-glu核磁碳谱图。图7为实施例1得到的含糖共聚物P((7-ox-NB-man)-r-(7-ox-NB-glu))核磁氢谱图。图8为实施例1得到的含糖共聚物P(50％(7-ox-NB-man)-r-50％(7-ox-NB-glu))的凝胶渗透色谱图。图9为实施例2得到的含糖共聚物P(75％(7-ox-NB-man)-r-25％(7-ox-NB-glu))的凝胶渗透色谱图。图10为实施例2得到的含糖共聚物P(25％(7-ox-NB-man)-r-75％(7-ox-NB-glu))的凝胶渗透色谱图。图11为实施例2得到的含葡萄糖均聚物P(7-ox-NB-glu)核磁氢谱图。图12为实施例2得到的含葡萄糖均聚物P(7-ox-NB-glu)的凝胶渗透色谱图。图13浊度法检测含糖聚合物与刀豆蛋白A识别的吸光值变化谱图。具体实施方式下面将结合附图和实施例，来详细说本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含α‑D‑甘露糖和β‑D‑葡萄糖的无规共聚物的合成方法，其特征在于：其合成路线如下式所示：
【技术特征摘要】
1.一种含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物的合成方法，其特征在于：其合成路线如下式所示：其中：m，n为整数，其限定范围为20<m<80，20<n<80；具体步骤如下：惰性气氛下，将α-D-甘露糖单体M1、β-D-葡萄糖单体M2和Grubbs三代催化剂在溶剂中，40-60℃条件下反应6-10h，之后加入乙烯基乙醚终止聚合反应，再经后处理得到含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物P((7-ox-NB-man)-r-(7-ox-NB-glu))。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，α-D-甘露糖单体M1、β-D-葡萄糖单体M2和Grubbs三代催化剂的摩尔比为(1～3):(1～3):(0.9～1.8)。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，后处理步骤如下：向乙烯基乙醚终止后反应液中加入甲醇进行搅拌沉降，析出的固体洗涤、干燥，得到含α-D-甘露糖和β-D-葡萄糖的无规共聚物P((7-ox-NB-man)-r-(7-ox-NB-glu))。5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘美娜，朱玉，邓维，叶文玲，刘志峰，苗登云，吴铜，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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