【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】杂环二硫醇点击化学相关申请的交叉引用本申请要求2017年7月11日提交的美国临时申请号62/530,934和2018年6月4日提交的美国临时申请号62/680,318的优先权权益。专利
本公开涉及用于在感兴趣的分子或分子物类之间形成共价键的方法。
技术介绍
两个分子或分子物类的共价偶联是根本性的重要化学反应，其广泛用于各种领域，如生物分子的产生和标记、聚合物合成、复杂分子结构如树枝状聚合物的合成以及表面化学。“点击”化学在该领域的最近发展中扮演着重要的角色。点击化学的概念在2001年首次引入1。术语“点击”反应通常用于描述如下化学反应：在一锅中发生，对水不敏感，产生极少且无害的副产物并且具有高热力学驱动力，所述高热力学驱动力以高反应特异性快速且不可逆地驱动反应达到单一反应产物的高产率。典型的点击反应包括不饱和物类的环加成，诸如叠氮化物加成到炔烃上；亲核取代；“非羟醛”型的羰基化学；和碳-碳多重键的加成，包括狄尔斯-阿尔德化学(Diels-Alderchemistry)。点击反应特别适合在复杂的...
【技术保护点】
1.一种衍生自第一单体和第一交联剂的聚合物，其中/n所述第一单体包含至少两个硫醇官能团；/n所述第一交联剂包含式I的部分：/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170711 US 62/530934;20180604 US 62/6803181.一种衍生自第一单体和第一交联剂的聚合物，其中
所述第一单体包含至少两个硫醇官能团；
所述第一交联剂包含式I的部分：
式I
其中
W独立地选自S和Se；
Y独立地选自S、Se、S(O)、Se(O)、S(O)2和Se(O)2；并且
X与W和Y一起形成取代或未取代的3-10元杂环。
2.权利要求1的聚合物，其中所述第一单体选自二硫醇化合物、三硫醇化合物、四硫醇化合物和巯基聚合物。
3.权利要求1的聚合物，其中所述第一单体选自二硫醇化合物、三硫醇化合物、四硫醇化合物、六硫醇化合物和八硫醇化合物。
4.权利要求1-3中任一项的聚合物，其中所述第一单体选自二硫苏糖醇(DTT)、1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇、1,6-己二硫醇、1,7-庚二硫醇、1,8-辛二硫醇、1,9-壬二硫醇、1,10-癸二硫醇、1,11-十一烷二硫醇、1,12-十二烷二硫醇、1,13-十三烷二硫醇、1,14-十四烷二硫醇、1,16-十六烷二硫醇、二硫代丁胺(DTBA)、四(乙二醇)二硫醇、六(乙二醇)二硫醇、2-巯基乙醚、2,2'-硫代二乙烷硫醇、2,2'-(亚乙基二氧基)二乙烷硫醇、丙烷-1,2,3-三硫醇、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基乙酸酯)、3,3',3''-((((1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(氧基))三(丙烷-3,1-二基))三(硫烷二基))三(丙烷-1-硫醇)、4,4',4''-((((1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(氧基))三(丙烷-3,1-二基))三(硫烷二基))-三(丁烷-1-硫醇)、季戊四硫醇、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、具有二硫键的肽和具有二硫键的蛋白质。
5.权利要求1-3中任一项的聚合物，其中所述第一单体选自聚(乙二醇)二硫醇、4臂-PEG2K-SH、4臂-PEG5K-SH、4臂-PEG10K-SH、4臂-PEG20K-SH、硫醇封端的4臂聚(环氧乙烷)、8臂-PEG10K-SH(六甘油核)、8臂-PEG10K-SH(三季戊四醇核)、8臂-PEG20K-SH(六甘油核)、8臂-PEG20K-SH(三季戊四醇核)和硫醇封端的8臂聚(环氧乙烷)。
6.权利要求1的聚合物，其中所述第一单体是具有二硫键的肽或具有二硫键的蛋白质。
7.权利要求6的聚合物，其中所述第一单体是具有二硫键的蛋白质，所述蛋白质选自铜/锌超氧化物歧化酶(SOD1)变体、DJ-1变体、效应胱天蛋白酶和铁-硫簇装配酶(IscU)。
8.权利要求7的聚合物，其中所述第一单体是家族性肌萎缩性侧索硬化(fALS)-SOD1变体。
9.权利要求1-8中任一项的聚合物，其中W和Y是S。
10.权利要求1-8中任一项的聚合物，其中W是S且Y是S(O)。
11.权利要求1-8中任一项的聚合物，其中W和Y是Se。
12.权利要求1-8中任一项的聚合物，其中W是Se且Y是Se(O)。
13.权利要求1-8中任一项的聚合物，其中W是Se且Y是S。
14.权利要求1-8中任一项的聚合物，其中W是S且Y是Se。
15.权利要求1-8中任一项的聚合物，其中W是Se且Y是S(O)。
16.权利要求1-8中任一项的聚合物，其中W是S且Y是Se(O)。
17.权利要求1-16中任一项的聚合物，其中
X是-(CR1R2)n-，其中n是选自1、2、3、4、5、6、7和8的整数；并且
每个CR1R2基团上的每个R1和每个R2独立地选自H、OH、NO2、CN、NH2、任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的C2-C12杂烷基、任选取代的C3-C12环烷基、任选取代的C2-C12杂环烷基、任选取代的C2-C12杂环烯基、任选取代的C6-C18芳基、任选取代的C1-C18杂芳基、任选取代的C1-C12烷氧基、任选取代的C2-C12烯氧基、任选取代的C2-C12炔氧基、任选取代的C2-C12杂烷氧基、任选取代的C3-C12环烷基氧基、任选取代的C3-C12环烯基氧基、任选取代的C1-C12杂环烷基氧基、任选取代的C2-C12杂环烯基氧基、任选取代的C6-C18芳氧基、任选取代的C1-C18杂芳氧基、任选取代的C1-C12烷基氨基、CONR3R4、NR3COR4、NR3COOR4、NR3SO2R4、NR3CONR3R4和NR3R4；并且
其中每个R3和R4独立地选自：H、任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的C2-C12杂烷基、任选取代的C3-C12环烷基、任选取代的C3-C12环烯基、任选取代的C2-C12杂环烷基、任选取代的C2-C12杂环烯基、任选取代的C6-C18芳基和任选取代的C1-C18杂芳基。
18.权利要求17的聚合物，其中n是选自3、4、5和6的整数。
19.权利要求17或18的聚合物，其中每个CR1R2基团上的每个R1和每个R2独立地选自H、OH、NO2、CN、NH2、任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C2-C12杂烷基、任选取代的C3-C12环烷基、任选取代的C2-C12杂环烷基、任选取代的C1-C12烷氧基、任选取代的C2-C12杂烷氧基、任选取代的C3-C12环烷基氧基和任选取代的C1-C12杂环烷基氧基。
20.权利要求17-19中任一项的聚合物，其中在每个CR1R2基团上的每个R1和每个R2独立地选自H、OH、NO2、CN、NH2、任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C12环烷基、任选取代的C1-C12烷氧基和任选取代的C3-C12环烷基氧基。
21.权利要求1-8和17-20中任一项的聚合物，其中所述第一交联剂包含选自的式I的部分。
22.一种用于分子的共价偶联的方法，其包括
提供多个包含式I的部分的第一分子：
式I
其中
W独立地选自S和Se；
Y独立地选自S、Se、S(O)、Se(O)、S(O)2和Se(O)2；并且
X与W和Y一起形成取代或未取代的3-10元杂环；以及
使所述第一分子与多个包含至少一个硫醇官能团的第二分子接触，
从而在所述第一分子的S或Se原子与所述第二分子的游离硫醇基团之间形成多个共价键。
23.一种涂覆物体、装置或组装件的表面的方法，其包括以下步骤：
(a)提供物体、装置或组装件的表面；
(b)使所述表面与多个第一分子接触，所述第一分子包含反应性部分和式I的部分：
式I
其中
W独立地选自S和Se；
Y独立地选自S、Se、S(O)、Se(O)、S(O)2和Se(O)2；并且
X与W和Y一起形成取代或未取代的3-10元杂环；
从而在所述表面与第一分子的反应性部分之间形成多个共价键，以形成第一单层。
24.权利要求23的方法，其还包括：
(c)使所述单层与包含至少一个硫醇官能团的第二分子接触，从而形成第一双层，其中在所述第一分子的S或Se原子与所述第二分子的游离硫醇基团之间形成多个共价键。
25.权利要求24的方法，其还包括：
(d)施加电势，从而还原所述共价键，由此形成第二单层。
26.权利要求25的方法，其还包括：
(f)提供包含水和多个金属离子的水性混合物，从而形成络合物，所述络合物包含与所述多个金属离子螯合的所述第二单层的多个金属螯合基团，从而形成第二双层。
27.权利要求26的方法，其中所述多个金属螯合基团是S原子。
28.权利要求27的方法，其中所述多个金属螯合基团是Se原子。
29.权利要求26-28中任一项的方法，其中所述多个金属离子是多个金属阳离子。
30.权利要求29的方法，其中所述金属阳离子具有+1的电荷。
31.权利要求30的方法，其中所述金属阳离子是Ag或Au的阳离子。
32.权利要求29的方法，其中所述金属阳离子具有+2的电荷。
33.权利要求32的方法，其中所述金属阳离子是Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Er、Fe、Hg、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Sc、Sn、Sr、V或Zn的阳离子。
34.权利要求29的方法，其中所述金属阳离子具有+3的电荷。
35.权利要求34的方法，其中所述金属阳离子是Au、Ce、Dy、Er、Eu、Fe、Gd、Ho、La、Lu、Nb、Nd、Pm、Pr、Sm、Tb、Tm或Yb的阳离子。
36.权利要求26-35中任一项的方法，其还包括
(f)使所述第二双层与多个第三分子接触，所述第三分子包含式I的部分：
式I
其中
W独立地选自S和Se；
Y独立地选自S、Se、S(O)、Se(O)、S(O)2和Se(O)2；并且
X与W和Y一起形成取代或未取代的3-10元杂环；
从而形成三层，其中所述多个第三分子与所述多个金属离子螯合。
37.权利要求22-36中任一项的方法，其中W和Y是S。
38.权利要求22-36中任一项的方法，其中W是S且Y是S(O)。
39.权利要求22-36中任一项的方法，其中W和Y是S。
40.权利要求22-36中任一项的方法，其中W是Se且Y是Se(O)。
41.权利要求22-36中任一项的方法，其中W是Se且Y是S。
42.权利要求22-36中任一项的方法，其中W是S且Y是Se。
43.权利要求22-36中任一项的方法，其中W是Se且Y是S(O)。
44.权利要求22-36中任一项的方法，其中W是S且Y是Se(O)。
45.权利要求22-44中任一项所述的方法，其中
X是-(CR1R2)n-，其中n是选自1、2、3、4、5、6、7和8的整数；并且
每个CR1R2基团上的每个R1和每个R2独立地选自H、OH、NO2、CN、NH2、任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的C2-C12杂烷基、任选取代的C3-C12环烷基、任选取代的C2-C12杂环烷基、任选取代的C2-C1...
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