一种以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)制备二代赖氨酸树状分子；(2)制备α‑氨基酸环内酸酐单体；(3)单体的开环聚合；(4)聚合物前体的PEG化与脱保护。本发明专利技术制备方法避免了传统的固相多肽合成方法，具有生产成本低的优点，并且制得的肽类聚合物分子具有独特的结构，其具有α‑螺旋的主链结构和树状分子为侧链的复合放射螺旋结构，赋予其高效广谱杀菌效果及细胞毒性和溶血性低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物及其制备方法
本专利技术属于肽类抗菌聚合物
，具体涉及一种以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物及其制备方法。
技术介绍
由微生物引起的传染病对全球公共卫生产生了极大的威胁。但随着抗生素的广泛使用，在临床上出现细菌耐药的情况日益严重。而肽类抗菌聚合物作为一种不易产生耐药且具有广谱杀菌效果的应对手段受到了人们的关注。现有的肽类抗菌聚合物在结构和成分上多为对天然抗菌肽的模仿或修饰。这使得其多为利用固相多肽合成法合成，在结构和成分上为线型单链氨基酸，但这类肽类聚合物具有生产成本较高、杀菌效果与细胞毒性难易互相平衡、对红细胞溶血毒性大等缺陷。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种新型的以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物及其制备方法，以解决现有肽类抗菌聚合物采用固相多肽合成法进行合成造成的生产成本高，且对红细胞溶血毒性大的问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物的制备方法，包括以下步骤：(1)制备二代赖氨酸树状分子；(2)制备α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体：在二代赖氨酸树状分子上接枝带保护基团的赖氨酸分子，然后在无水环境下与三光气混合，制得α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体；(3)单体的开环聚合：将α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体分子在无水环境下与引发剂混合，进行开环聚合反应，制得聚合物前体；(4)聚合物前体的PEG化与脱保护：将聚合物前体与TCEP混匀，然后加入双丙烯酸酯PEG，室温反应10-15h，然后再进行脱保护，制得以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物。进一步地，步骤(1)中二代赖氨酸树状分子的制备过程具体为：将2,6-二叔丁氧羰基氨基己酸、赖氨酸甲酯二盐酸盐、HOBt和EDC·HCl混合，在冰浴中维持40-80min，然后升温至室温反应45-50h，制得；其中2,6-二叔丁氧羰基氨基己酸、赖氨酸甲酯二盐酸盐、HOBt和EDC·HCl的摩尔比为1:2-4:2-4:2-4，优选1:2.5:2.5:2.5；在冰浴中维持时间优选1h，室温反应时间优选48h；反应原料2,6-二叔丁氧羰基氨基己酸为Boc-L-Lys(Boc)-OH或Boc-D-Lys(Boc)-OH，赖氨酸甲酯二盐酸盐为H-L-Lys-OMe·2HCl或H-D-Lys-OMe.2HCl。进一步地，步骤(1)中在冰浴的同时向体系中加入二异丙基乙胺，减少副反应的产生，在提高产率的同时还可以保持氨基酸的手性构型，减少消旋现象的产生。进一步地，步骤(1)中反应结束后还进行洗涤、干燥、纯化步骤，具体为：用饱和碳酸氢钠溶液、稀盐酸、饱和氯化钠溶液进行交替洗涤3-5次，收集有机相用无水硫酸钠进行干燥，最后进行柱层析提纯。进一步地，步骤(2)中α-氨基酸环内酸酐单体的制备过程具体为：①将二代赖氨酸树状分子、Fmoc-Lys-OH·HCl、HOBt、EDC在溶液中按摩尔比为1:1-2:2-4:2-4进行混合，然后将混合溶液在冰浴中放置40-80min，然后将反应体系温度升至室温并反应45-50h；②将步骤①所得产物加入有机溶液中，于无水条件下加入三光气，于45-55℃反应10-15h，制得；其中，步骤①所得产物与三光气的摩尔比为4-7:1-3。进一步地，步骤①中二代赖氨酸树状分子、Fmoc-Lys-OH·HCl、HOBt、EDC的摩尔比为1:1:2:2。进一步地，步骤①中在冰浴的同时向体系中加入二异丙基乙胺，减少副反应的产生，在提高产率的同时还可以保持氨基酸的手性构型，减少消旋现象的产生。进一步地，步骤①中冰浴中放置1h，然后将反应体系升至室温后反应48h。进一步地，步骤①中反应结束后还进行洗涤、干燥、纯化步骤，具体为：用饱和碳酸氢钠溶液、稀盐酸、饱和氯化钠溶液进行交替洗涤3-5次，收集有机相用无水硫酸钠进行干燥，最后进行柱层析提纯。进一步地，步骤②中步骤①所得产物与三光气的摩尔比为5:2，反应温度为50℃，反应时间为12h。进一步地，步骤(3)中具体过程为：室温下，α-氨基酸环内酸酐与引发剂以摩尔比为1:0.01-0.02反应45-50h，制得。进一步地，α-氨基酸环内酸酐与引发剂的摩尔比为60:1，反应时间为48h。进一步地，引发剂为含氨基和二硫键的引发剂，优选胱胺。进一步地，步骤(4)中聚合物前体、TCEP和双丙烯酸酯PEG的摩尔比为1:20-30:8-12，优选摩尔比为1:25:10。进一步地，步骤(4)中向PEG化的产物中加入三氟乙酸进行脱保护，脱保护温度为室温，时间为5-8h，优选6h。本专利技术提供的以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术中先制备了二代赖氨酸树状分子，由于二代赖氨酸树状分子无法直接通过三光气得到相应的NCA分子，因此，需在二代赖氨酸树状分子上先接枝一个赖氨酸分子，接枝的赖氨酸分子可以是制备二代赖氨酸树状分子时所用的氨基酸，但应选用带不同保护基团的赖氨酸反应物，氨基酸分子中的氨基与羧基进行缩合反应，氨基酸分子中的保护基如甲酯保护基团在碱性环境下进行水解反应，然后再与三光气发生取代反应，形成α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体，然后采用引发剂尤其是含氨基的引发剂引发α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体发生开环聚合反应，所得聚合物前体再发生还原反应以及巯基-烯点击反应，随后脱去氨基酸的保护基，最终制得以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物。本专利技术制备方法避免了传统的固相多肽合成方法，具有生产成本低的优点，并且制得的肽类聚合物分子具有独特的结构，其具有α-螺旋的主链结构和树状分子为侧链的复合放射螺旋结构，赋予其高效广谱杀菌效果及细胞毒性和溶血性低的优点。附图说明图1为实施例1制备的左旋分子的H-NMR表征结果图。图2为实施例1制备的左旋分子的MALDI-TOFMS表征结果图。图3为实施例1制备的右旋分子的H-NMR表征结构图。图4为实施例1制备的右旋分子的MALDI-TOFMS表征结果图。图5为实施例1制备α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体时步骤1中采用左旋分子作为原料时的H-NMR表征结构图。图6为实施例1制备α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体时步骤1中采用左旋分子作为原料时的MALDI-TOFMS表征结果图。图7为实施例1制备α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体时步骤1中采用右旋分子作为原料时的H-NMR表征结构图。图8为实施例1制备α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体时步骤1中采用右旋分子作为原料时的MALDI-TOFMS表征结果图。图9为实施例1制备α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体时步骤2中采用左旋分子作为原料时的H-NMR表征结构图。图10为实施例1制备α-氨基酸环内酸酐(NCA)单体时步骤2中采用右旋分子作为原料时的H-NM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)制备二代赖氨酸树状分子；/n(2)制备α-氨基酸环内酸酐单体：在二代赖氨酸树状分子上接枝带保护基团的赖氨酸分子，然后在无水环境下与三光气混合，制得α-氨基酸环内酸酐单体；/n(3)单体的开环聚合：将α-氨基酸环内酸酐单体分子在无水环境下与引发剂混合，进行开环聚合反应，制得聚合物前体；/n(4)聚合物前体的PEG化与脱保护：将聚合物前体与TCEP混匀，然后加入双丙烯酸酯PEG，室温反应10-15h，然后再进行脱保护，制得以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备二代赖氨酸树状分子；
(2)制备α-氨基酸环内酸酐单体：在二代赖氨酸树状分子上接枝带保护基团的赖氨酸分子，然后在无水环境下与三光气混合，制得α-氨基酸环内酸酐单体；
(3)单体的开环聚合：将α-氨基酸环内酸酐单体分子在无水环境下与引发剂混合，进行开环聚合反应，制得聚合物前体；
(4)聚合物前体的PEG化与脱保护：将聚合物前体与TCEP混匀，然后加入双丙烯酸酯PEG，室温反应10-15h，然后再进行脱保护，制得以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物。


2.根据权利要求1所述的以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中二代赖氨酸树状分子的制备过程具体为：将2,6-二叔丁氧羰基氨基己酸、赖氨酸甲酯二盐酸盐、HOBt和EDC·HCl混合，在冰浴中维持40-80min，然后升温至室温反应45-50h，制得；其中2,6-二叔丁氧羰基氨基己酸、赖氨酸甲酯二盐酸盐、HOBt和EDC·HCl的摩尔比为1:2-4:2-4:2-4。


3.根据权利要求1所述的以树状分子为侧链的手性肽类抗菌聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中α-氨基酸环内酸酐单体的制备过程具体为：
①将二代赖氨酸树状分子、Fmoc-Lys-OH·HCl、HOBt、EDC在溶液中按摩尔比为1:1-2:2-4:2-4进行混合，然后将混合溶液在冰浴中放置40-80min，然后将反应体系温度升至室温并反应45-50h；
②将步骤①所得产物加入有机溶液中，于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴尧，张宇佳，易强英，康珂，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51