强碱引发N-羧基环内酸酐的快速开环聚合方法技术

本发明专利技术涉及一种强碱引发N‑羧基环内酸酐的快速开环聚合方法。具体地，本发明专利技术的方法包括步骤：在有机溶剂中，在引发剂存在下，将一种或多种氨基酸N‑羧基环内酸酐单体进行聚合反应，从而形成氨基酸聚合物；其中，所述引发剂选自下组：LiHMDS、NaHMDS、KHMDS、或其组合。本发明专利技术的方法极大的提高了传统NCA聚合的速度并可制备长链聚合物。

Rapid ring opening polymerization of n-carboxylic intracyclic anhydrides initiated by strong base

【技术实现步骤摘要】
强碱引发N-羧基环内酸酐的快速开环聚合方法
本专利技术属于氨基酸聚合物合成或制备方法
，尤其涉及强碱引发N-羧基环内酸酐的快速开环聚合方法及其应用。
技术介绍
合成多肽聚合物具有良好的生物相容性，因此在很多领域有着广泛的应用前景，包括蛋白质/多肽人工模拟、抗菌剂和抗菌材料、药物和基因传递、刺激响应多肽、组织工程等其他生物工程。多肽可通过固相合成和液相合成两种方法合成，固相合成方法合成时间长、成本高、合成序列短，难以大量制备。液相合成中N-羧基环内酸酐(N-carboxyanhydrides，NCA)开环聚合产率高、成本低、可制备不同种类的聚肽聚合物，因此最为常用也最有前景。目前常用的NCA聚合引发剂包括，伯胺及胺盐类、仲胺叔胺、醇类、后过渡金属催化剂、六甲基二硅氮烷等，条件优化包括低温、高真空、改变氮气流等。但传统引发剂聚合反应时间都较长，不能有效针对不稳定NCA单体的聚合，并且需要严格无水操作以避免潮湿。因此，本领域亟需开发一种操作简便、反应时间短且有效的NCA单体的聚合方法。
技术实现思路
为了克服上述N-羧基环内酸酐(NCA)聚合方法的缺点，本专利技术提出了一种强碱引发NCA快速开环聚合获得聚合物的制备方法。本专利技术第一方面提供了一种氨基酸聚合物的制备方法，包括步骤：在有机溶剂中，在引发剂存在下，将一种或多种氨基酸N-羧基环内酸酐单体进行聚合反应，从而形成氨基酸聚合物；其中，所述引发剂选自下组：LiHMDS、NaHMDS、KHMDS、或其组合。在另一优选例中，所述反应在惰性气体保护的环境或在无惰性气体保护的环境中进行。在另一优选例中，所述无惰性气体保护的环境为敞口的烧杯、烧瓶或者各种工业上常用的敞口和非敞口反应器。在另一优选例中，所述惰性气体保护的环境为氮气保护的手套箱。在另一优选例中，将一种、两种、三种或四种氨基酸N-羧基环内酸酐单体进行聚合反应。在另一优选例中，所述氨基酸聚合物为均聚物或共聚物。在另一优选例中，所述共聚物为无规共聚物或嵌段共聚物。在另一优选例中，当所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为两种时，所述方法包括步骤：在有机溶剂中，在引发剂存在下，首先将一种氨基酸N-羧基环内酸酐单体进行聚合反应；待上述聚合反应结束后，再加入另一种氨基酸N-羧基环内酸酐单体，进行聚合反应，从而形成嵌段型氨基酸共聚物。在另一优选例中，当所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为三种时，所述方法包括步骤：在有机溶剂中，在引发剂存在下，首先将第一种氨基酸N-羧基环内酸酐单体进行聚合反应；待上述第一种氨基酸N-羧基环内酸酐单体聚合反应结束后，再加入第二种氨基酸N-羧基环内酸酐单体，进行聚合反应；待上述第二种氨基酸N-羧基环内酸酐单体聚合反应结束后，再加入第三种氨基酸N-羧基环内酸酐单体，进行聚合反应；从而形成嵌段型氨基酸共聚物。相应地，当所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为四种时，在上述方法中，待上述第三种氨基酸N-羧基环内酸酐单体聚合反应结束后，可再加入第四种氨基酸N-羧基环内酸酐单体，进行聚合反应；从而形成嵌段型氨基酸共聚物。依次类推，当所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为更多种时，可依次加入各种单体进行聚合反应。在另一优选例中，当所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为两种时，所述方法包括步骤：在有机溶剂中，将两种氨基酸N-羧基环内酸酐单体混合后，再在引发剂存在下，进行聚合反应，从而形成氨基酸共聚物。当然，当所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为更多种(如三种、四种或更多种)时，所述方法包括步骤：在有机溶剂中，将这多种氨基酸N-羧基环内酸酐单体混合后，再在引发剂存在下，进行聚合反应，从而形成氨基酸共聚物。在另一优选例中，所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体中，所述氨基酸为天然氨基酸或非天然氨基酸。在另一优选例中，所述氨基酸选自下组：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、组氨酸、精氨酸，以及衍生自上述氨基酸的衍生物。在另一优选例中，所述衍生自上述氨基酸的衍生物为氨基酸上的羧酸基团被酯化(例如苄酯化、叔丁酯化、甲酯化等)的衍生物、氨基酸上的氨基基团上的氢原子被取代(例如被叔丁氧羰基(Boc)、苄氧羰基(Cbz)、芴甲氧羰基(Fmoc)等取代)的衍生物)、氨基酸上的羟基基团上的氢原子被取代(例如被叔丁基(tBu)取代)的衍生物)、氨基酸上的游离巯基基团上的氢原子被取代(例如被三苯甲基(Trt)、苄基、苄酯等取代)的衍生物)。在另一优选例中，所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为L型、D型或DL型。在另一优选例中，所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体可以为α-NCA、β-NCA或γ-NCA。在另一优选例中，所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体是式I所示化合物中一种或多种：式中，n1为0～4的整数；X为无、叠氮基团(N3)、酯基(-(C＝O)-O-)、酰胺基(-(C＝O)-N-)、氨基(-N-)、羟基(-O-)、巯基(-S-)、苯基或5-6元杂环；R3为氢或C1-C6烷基；R1和R2各自独立地为无、氢、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、苄基、叔丁氧羰基、苄氧羰基、叔丁基、三苯甲基或芴甲氧羰基；R1和R2中的一个或多个氢原子可被选自下组的基团取代：卤素、硝基、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C2-C6烯基、C2-C6烯氧基或CH3(O-CH2-CH2)y，且y为1-6的整数。在另一优选例中，所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体选自下组：L-谷氨酸-5-苄酯-N-羧基环内酸酐、N-ε-叔丁氧羰基-DL-赖氨酸-N-羧基环内酸酐、N-ε-叔丁氧羰基-L-赖氨酸-N-羧基环内酸酐、N-ε-叔丁氧羰基-DL-鸟氨酸-N-羧基环内酸酐、O-叔丁基-L-丝氨酸-N-羧基环内酸酐、DL-正亮氨酸-N-羧基环内酸酐、或其组合。本专利技术所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体除了上述具体给出的构型外，还可以是各种单体对应的其他构型(L型、D型、或者DL混合型)。例如，对应L-谷氨酸-5-苄酯-N-羧基环内酸酐，所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体还可以是D-谷氨酸-5-苄酯-N-羧基环内酸酐或DL-谷氨酸-5-苄酯-N-羧基环内酸酐。在另一优选例中，所述有机溶剂选自下组：四氢呋喃、DMF、DMAc、乙腈、二氧六环、二甲基亚砜。在另一优选例中，所述有机溶剂为四氢呋喃。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。具体实施方式本专利技术人通过广泛而深入的研究，意外地发现了一种强碱引发NCA快速开环聚合获得氨基酸聚合物的制备方法。本专利技术的制备方法极大地提高了传统NCA聚合的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基酸聚合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：在有机溶剂中，在引发剂存在下，将一种或多种氨基酸N-羧基环内酸酐单体进行聚合反应，从而形成氨基酸聚合物；其中，所述引发剂选自下组：LiHMDS、NaHMDS、KHMDS、或其组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种氨基酸聚合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：在有机溶剂中，在引发剂存在下，将一种或多种氨基酸N-羧基环内酸酐单体进行聚合反应，从而形成氨基酸聚合物；其中，所述引发剂选自下组：LiHMDS、NaHMDS、KHMDS、或其组合。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应在惰性气体保护的环境或在无惰性气体保护的环境中进行。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将一种、两种、三种或四种氨基酸N-羧基环内酸酐单体进行聚合反应。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为两种时，所述方法包括步骤：
在有机溶剂中，在引发剂存在下，首先将一种氨基酸N-羧基环内酸酐单体进行聚合反应；
待上述聚合反应结束后，再加入另一种氨基酸N-羧基环内酸酐单体，进行聚合反应，从而形成嵌段型氨基酸共聚物。


5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述氨基酸N-羧基环内酸酐单体为两种时，所述方法包括步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润辉，武月铭，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31