一种固相合成载体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种固相合成载体及其制备方法和应用，本发明专利技术选用与苯乙烯竞聚率相近的两个乙烯基不在同一个苯环上的双烯交联剂作为交联单体，经悬浮聚合制备得到多孔树脂。再对多孔树脂进行官能化，得到官能团为氨基或羟基的多孔树脂。与现有制备方法相比，该类交联剂与苯乙烯的竞聚率相近，有利于提高树脂内部化学结构的均匀性，形成均匀分布的活性位点和孔道，有利于提高反应效率和降低传质阻力。使用该载体作为固相合成载体制备寡核苷酸可以提高寡核苷酸的收率和纯度。提高寡核苷酸的收率和纯度。提高寡核苷酸的收率和纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种固相合成载体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种固相合成载体及其制备方法和应用，该载体可以应用于寡核苷酸的固相合成，属于功能高分子材料制备领域。

技术介绍

[0002]作为精准医疗的有效手段之一，越来越多的寡核苷酸药物获得批准上市。寡核苷酸药物常使用化学方法合成，最通用的是固相亚磷酰胺三酯法合成，具体方法是将固相合成载体装填在反应柱中，将溶解有反应物的溶液在一定的压力下快速流过反应柱完成反应。
[0003]在寡核苷酸固相合成技术发展初级，常使用的固相合成载体有孔径可控玻璃微球(CPG)、改性硅胶等无机颗粒符合上述要求，但其缺点也很明显，即取代度(Loading)低(一般小于100μmmol/g)，导致寡核苷酸单批次产量受限，设备利用率低，生产成本高。为提高载体的取代度，Nitto Denko公司和Ionis公司联合申请的专利技术专利WO2006029023以苯乙烯、4
‑
乙酰氧基苯乙烯、二乙烯基苯作为聚合单体，使用异辛烷、2
‑
乙基己醇作为致孔剂制备出有机高分子聚合物作为固相合成载体，该载体的取代度可以达到100
‑
350μmmol/g。为进一步提高寡核苷酸的收率和纯度，Nitto Denko公司申请的专利技术专利US8653152以苯乙烯、(甲基)丙烯腈、4
‑
乙酰氧基苯乙烯、二乙烯基苯作为聚合单体，使用异辛烷、2
‑
乙基己醇作为致孔剂制备出固相合成载体。通过加入(甲基)丙烯腈抑制固相合成载体在不同溶剂中的溶胀波动来提高合成效率。
[0004]上述两种高分子聚合物载体均使用二乙烯基苯作为交联剂。在使用过程中，二乙烯基苯有两个主要问题，一是纯度不高，二是其具有三种不同性质的异构体。这就导致不同厂家、不同质量的二乙烯基苯所生产的树脂在性能上存在很大的差异。目前，一般工业二乙烯基苯纯度在40
‑
60％之间，除了二乙烯基苯之外，还含有一定数量的乙基苯乙烯，有的还含有少量的二乙苯。
[0005]在于其他单体进行共聚反应时，二乙烯基苯的三种异构体呈现出不同的反应活性，这对共聚物的结构和性能有着显著的影响。He Binglin等(Reactive Polymer，12(1990)，269
‑
275)在对苯乙烯
‑
二乙烯基苯共聚动力学的研究中发现，在共聚过程中，对二乙烯基苯和间二乙烯基本的转化速率都比苯乙烯快。这就导致聚合反应初期形成的共聚物交联度高，在聚合后期形成的共聚物交联度低，进而导致树脂内部化学结构的不均匀。以苯乙烯
‑
二乙烯基苯为骨架的大孔吸附树脂因为这种化学结构的不均匀，在使用过程中存在一系列问题，如会发生不同程度的破碎、达到吸附平衡的时间长、吸附后脱附易发生拖尾、再生不完全等。
[0006]1,2
‑
二(4
‑
乙烯基苯基)乙烷等两个乙烯基不在同一个苯环上的双烯交联剂与苯乙烯的反应活性相近，Sundell等(Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry，31(1993)，2305
‑
2311)以此类单体为交联剂制备制备出强酸性树脂，实验结果表明这些树脂比基于苯乙烯
‑
二乙烯基苯共聚物的强酸树脂具有更高的机械强度。《1,2
‑
双
(对乙烯基苯基)乙烷聚合物的合成及其吸附性能研究》分别以1,2
‑
双(对乙烯基苯基)乙烷和二乙烯基苯为交联剂制备出超高交联聚苯乙烯吸附树脂，实验结果表明以1,2
‑
双(对乙烯基苯基)乙烷为交联剂的吸附树脂在使用过程中没有拖尾现象、易再生。
[0007]寡核苷酸药物因具有治疗效率高、药物毒性低、特异性强和应用领域广等优点，在病毒、高胆固醇、基因表达编辑、视觉失明和肝静脉阻塞等疾病中崭露头角。寡核苷酸药物的需求量逐年增加。同时现有寡核苷酸固相合成载体存在内部结构不均匀，传质阻力大等问题导致寡核苷酸合成效率低，生产成本高。因此有必要开发一种固相合成载体使寡核苷酸药物可以大规模、低成本、高效率地合成，以满足寡核苷酸药物市场需求。

技术实现思路

[0008]为实现寡核苷酸大规模、低成本的生产，克服现有寡核苷酸固相合成载体存在的内部结构不均匀，传质阻力大缺点，本专利技术提供了一种固相合成载体及其制备方法和应用。
[0009]本专利技术选用两个乙烯基不在同一个苯环上的双烯化合物作为交联单体主要有以下三点作用：第一，该类单体和苯乙烯的竞聚率相近，有利于提高树脂内部化学结构的均匀性，形成均匀分布的活性位点。第二，树脂内部化学结构均匀性的提高，在树脂内部有利于形成均匀的孔道，降低传质阻力。第三，和二乙烯基苯相比，该类交联剂中存在柔性分子链，可以改善树脂在不同有机溶剂中的溶胀性能。
[0010]本专利技术公开了一种固相合成载体，所述载体聚合物骨架和官能团结构可用下式表示：
[0011][0012]其中，R1＝(CH2)
n
(n＝0
‑
3)或O
‑
CH2
‑
CH2
‑
CH2
‑
CH2
‑
O
‑
；R2＝OH或NH2。
[0013]所述载体的羟基或氨基的含量范围为100
‑
1000μmmol/g，优选为400
‑
700μmmol/g。
[0014]所述载体的粒径范围为35
‑
200μm，优选为50
‑
100μm。
[0015]所述载体的平均孔径为10
‑
200nm，优选为40
‑
100nm。
[0016]本专利技术还公开了上述固相合成载体的制备方法，制备过程包含以下步骤：分别配制水相和油相，水相组成为水、分散剂、无机盐；油相组成为单乙烯基化合物、交联单体、功能单体、改性单体、油溶性表面活性剂、稀释剂和引发剂，其中，单乙烯基化合物、交联单体、功能单体和改性单体可以参与聚合反应，统称为单体，油溶性表面活性剂和稀释剂不参与
聚合反应，主要起致孔作用，统称为致孔剂；将油相加入水相中，开动搅拌并升温进行反应，反应结束后除去致孔剂，得到多孔聚合物树脂；多孔聚合物树脂可以进一步反应，得到含有官能团为羟基或氨基的固相合成载体。
[0017]更具体地，所述交联单体为两个乙烯基不在同一个苯环上的双烯交联剂，包括二(4
‑
乙烯基苯基)甲烷、1,2
‑
二(4
‑
乙烯基苯基)乙烷、1,3
‑
二(4
‑
乙烯基苯基)丙烷、1,4
‑
二(4'
‑
乙烯苯氧基)丁烷。优选的交联单体为、1,2
‑
二(4
‑
乙烯基苯基)乙烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固相合成载体，其特征在于，所述载体聚合物骨架和官能团的结构可用下式表示：其中，R1＝(CH2)
n
(n＝0
‑
3)或
‑
O
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
O
‑
；R2＝OH或NH2。2.根据权利要求1所述的固相合成载体，其特征在于，所述载体羟基或氨基的含量范围为100
‑
1000μmmol/g。3.根据权利要求2所述的固相合成载体，其特征在于，所述载体羟基或氨基的含量范围为400
‑
700μmmol/g。4.根据权利要求1所述的固相合成载体，其特征在于，所述载体粒径范围为35
‑
200μm。5.根据权利要求4所述的固相合成载体，其特征在于，所述载体粒径范围为50
‑
100μm。6.根据权利要求1所述的固相合成载体，其特征在于，所述载体的平均孔径为10
‑
200nm。7.根据权利要求6所述的固相合成载体，其特征在于，所述载体的平均孔径为40
‑
100nm。8.根据权利要求1所述的固相合成载体的制备工艺，其特征在于：制备过程包括以下步骤：A.分别配制水相和油相，水相组成：水、分散剂、无机盐；油相组成：交联单体、单乙烯基化合物、功能单体、改性单体、致孔剂和引发剂，其中，单乙烯基化合物、交联单体、功能单体和改性单体可以参与聚合反应，统称为单体；B.将油相加入水相中，开动搅拌并升温进行反应，反应结束后除去致孔剂，得到多孔聚合物树脂。9.根据权利要求8所述的固相合成载体的制备工艺，其特征在于，所述多孔聚合物树脂可以进一步反应，得到含有官能团基为羟基或氨基的固相合成载体。10.根据权利要求8所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述交联单体为两个乙烯基不在同一个苯环上的双烯交联剂。11.根据权利要求10所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述交联单体包括二(4
‑
乙烯基苯基)甲烷、1,2
‑
二(4
‑
乙烯基苯基)乙烷、1,3
‑
二(4
‑
乙烯基苯基)丙烷、1,4
‑
二(4'
‑
乙烯苯氧基)丁烷。
12.根据权利要求8所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述单乙烯基化合物为芳香族单乙烯基化合物。13.根据权利要求12所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述单乙烯基化合物包括苯乙烯及其苯环取代衍生物，取代基为含有1至5个碳原子的烷基或烷氧基。14.根据权利要求8所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述功能单体是指单体中既具有可进行自由基聚合的双键，又含有羟基、氨基、卤代基团或其他可通过反应转化为羟基、氨基的基团。15.根据权利要求14所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述功能单体包括羟基苯乙烯及其衍生物，如4
‑
羟基苯乙烯；羟烷基苯乙烯及其衍生物，如4
‑
羟甲基苯乙烯；酰氧基苯乙烯及其衍生物，如4
‑
乙酰氧基苯乙烯、苯甲酰氧基苯乙烯；氨基苯乙烯及其衍生物，如4
‑
氨基苯乙烯；氨烷基苯乙烯及其衍生物，如4
‑
氨甲基苯乙烯；卤烷基苯乙烯单体，如4
‑
(4
‑
溴丁基)苯乙烯、对氯甲基苯乙烯；4
‑
乙烯基苯基酯单体，如4
‑
乙烯基苯甲酸甲酯，4
‑
乙烯基苯乙酸乙酯。16.根据权利要求8所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述改性单体是指单体中具有可以参与自由基聚合的双键，又含有氰基、酯基、酰胺基。17.根据权利要求16所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述改性单体包括丙烯腈、甲基丙烯腈、反丁烯二腈、1,4
‑
二氰基
‑2‑
丁烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺。18.根据权利要求8所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述引发剂为有机过氧化物或偶氮化合物。19.根据权利要求18所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化
‑2‑
乙基己酸叔丁酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈。20.根据权利要求8所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述致孔剂为不参与聚合反应，不溶于水或微溶于水的有机溶剂或表面活性剂。21.根据权利要求20所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述致孔剂为芳香烃如苯、甲苯、乙苯；脂肪烃如含有6个到12个碳的直链、支链或环烷烃如己烷、庚烷、辛烷、十二烷、异辛烷、异十二烷、环己烷等；卤代烃如氯仿、氯苯；含有4个碳以上的酯如乙酸乙酯、乙酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯等；醇如含有4个到12个碳的直链、支链或环烷烃醇如己醇、环己醇、辛醇、异辛醇、癸醇、十二醇；油溶性表面活性剂剂如失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯、聚氧乙烯山梨醇油酸酯、单硬脂酸甘油酯、羟基化羊毛脂、失水山梨醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯中的一种或几种的组合。22.根据权利要求8所述的固相合成载体制备方法，其特征在于，所述水相中分散剂的重量百分比为0.1
‑
5％，无机盐的重量百分比不超过20％；所述油相和水相的重量比为1:3
‑
1:20；所述油相中单乙烯基化合物占单体总量的重量百分比为45
‑
95％；所述油相中交联单体占单体总量的重量百分比为2.9
‑
20％；所述油相中功能单体占单体总量的重量百分比为2
‑
20％；
所述油相中改性单体占单体总量的重量百分比为0.1
‑
15％；所述油相中致孔剂的重量为单体总重量的15<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝阳，张赪，吴丹，赵伟杰，李延军，刘琼，寇晓康，
申请(专利权)人：高陵蓝晓科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：