一种聚蒜氨酸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚蒜氨酸以及通过聚脱氧蒜氨酸选择性氧化合成聚蒜氨酸的方法。本发明专利技术首次通过选择性氧化聚脱氧蒜氨酸的均聚物或与聚乙二醇嵌段共聚物，合成了聚蒜氨酸的均聚物或与聚乙二醇嵌段共聚物。本发明专利技术氧化条件温和，聚脱氧蒜氨酸可以在六氟异丙醇中选择性氧化为聚蒜氨酸。本发明专利技术为合成聚蒜氨酸提供了新路径，在生物材料领域存在巨大的应用前景。在生物材料领域存在巨大的应用前景。在生物材料领域存在巨大的应用前景。在生物材料领域存在巨大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种聚蒜氨酸及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子领域，具体涉及一种聚蒜氨酸以及通过聚脱氧蒜氨酸聚合后氧化合成聚蒜氨酸的方法。

技术介绍

[0002]聚氨基酸具有和天然蛋白质类似的二级结构，是一种生物相容性和可降解性优异的高分子，被广泛应用于药物输送、生物成像、抗菌等领域。氨基酸
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N
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羧酸酐(N
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carboxyanhydride，简称NCA)和N
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苯氧羰基氨基酸(N
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phenoxycarbonylα
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amino acids，简称NPC)是合成聚氨基酸的两种重要方法。
[0003]脱氧蒜氨酸(也称为S
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烯丙基半胱氨酸)和蒜氨酸(也称为S
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烯丙基半胱氨酸亚砜)是大蒜特有的含硫氨基酸，具有抗肿瘤、抗菌杀毒、清除自由基等多种功效(J.Agr.Food Chem.,2015,63,10778
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10784)。在先前的研究中，蒜氨酸的食用及药用价值都聚焦在小分子上，关于其聚合物的合成及表征未见报道。仅1955年的文献中有通过脱氧蒜氨酸
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NCA单体合成聚脱氧蒜氨酸的报道，但未有详细的结构表征(Nature,1955,175,1045
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1046)。目前尚未见聚蒜氨酸的合成报道，更没有聚蒜氨酸的性质表征方面的文献。
[0004]聚氨基酸的硫醚侧基能够被氧化成亚砜或者砜(Chin.Chem.Lett.2020,31,1931
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1935；Biomacromolecules 2019,20,3435
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3444；Biomacromolecules 2013,14,3610
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3614)，但是产物结构强烈依赖于氧化条件，过强的氧化剂容易使部分亚砜侧基进一步氧化成砜。烯丙基也是容易被氧化的官能团，聚脱氧蒜氨酸的侧基兼有烯丙基和硫醚结构，目前在氨基酸及其聚合物范围内，尚未见选择性氧化硫醚到亚砜基团且保留烯丙基的报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种聚蒜氨酸，并提供通过聚脱氧蒜氨酸及其嵌段共聚物选择性氧化合成聚蒜氨酸及其嵌段共聚物的方法。该氧化过程中，反应选择性强，条件温和，操作简单，得到的聚合物结构明确。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种聚蒜氨酸，所述聚蒜氨酸的结构式如下式(1)所示：式(1)中，n为聚合度，2≤n≤300。
[0007]式(1)中，R为C1～C10的烷基或如式(3)所示的聚乙二醇链段，所述C1～C10的烷基上的H不被取代或者被C6～C10的芳香基取代；优选R为新戊基、正己基、苄基或如式III所示
的聚乙二醇链段；的聚乙二醇链段；代表取代位置，式(3)中的m代表聚合度，5≤m≤227。
[0008]一种通过聚脱氧蒜氨酸氧化合成聚蒜氨酸的方法，所述的方法为：将式(2)所示的聚脱氧蒜氨酸经过选择性氧化反应，合成得到式(1)所示的聚蒜氨酸；所述选择性氧化反应的氧化剂为H2O2。
[0009]所述聚脱氧蒜氨酸结构式如下式(2)所示：式(2)中，n为聚合度，2≤n≤300。
[0010]式(2)中，R为C1～C10的烷基或如式III所示的聚乙二醇链段，所述C1～C10的烷基上的H不被取代或者被C6～C10的芳香基取代；优选R为新戊基、正己基、苄基或如式III所示的聚乙二醇链段；的聚乙二醇链段；代表取代位置，式III中的m代表聚合度，5≤m≤227。
[0011]本专利技术氧化剂H2O2的物质的量是脱氧蒜氨酸重复单元的物质的量的1～20倍，进一步优选为2～10倍。
[0012]氧化剂H2O2通常以双氧水的方式加入，计算氧化剂用量时以其中H2O2的物质的量来计量。
[0013]进一步地，本专利技术所述的选择性氧化反应的反应温度为0～37℃。
[0014]进一步地，本专利技术所述选择性氧化反应的溶剂为六氟异丙醇。
[0015]进一步，六氟异丙醇的体积用量以聚脱氧蒜氨酸的质量计为50～200mL/g。
[0016]进一步地，本专利技术所述选择性氧化反应的反应时间为0.5小时～24小时。
[0017]本专利技术的聚脱氧蒜氨酸由脱氧蒜氨酸
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NCA或脱氧蒜氨酸
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NPC单体与胺引发剂经过聚合反应制得，所述脱氧蒜氨酸
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NCA的化学式如式A所示，所述脱氧蒜氨酸
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NPC的化学式如式B所示：
所述胺引发剂为R
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NH2，R的定义如前所述。
[0018]所述脱氧蒜氨酸
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NCA或脱氧蒜氨酸
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NPC、胺引发剂的物质的量之比为2～300:1。
[0019]进一步，脱氧蒜氨酸
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NPC单体聚合制备聚脱氧蒜氨酸可采用下列方法：脱氧蒜氨酸
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NPC、胺引发剂在有机溶剂DMSO中，在60～80℃温度下密闭反应6～48小时，所得反应液倒入乙醚中沉淀、离心、收集沉淀物干燥、制得所述胺基封端的聚脱氧蒜氨酸；所述胺引发剂为R
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NH2，其中的R的定义如所述；优选胺引发剂为新戊胺、正己胺、苄胺或氨基聚乙二醇单甲醚；所述脱氧蒜氨酸
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NPC、胺引发剂的物质的量之比为2～300:1。
[0020]脱氧蒜氨酸
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NCA单体聚合制备聚脱氧蒜氨酸可采用下列方法：脱氧蒜氨酸
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NCA、胺引发剂在有机溶剂DMF中，在0～60℃温度下密闭反应6～48小时，所得反应液倒入乙醚中沉淀、离心、收集沉淀物干燥、制得所述胺基封端的聚脱氧蒜氨酸；所述胺引发剂为R
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NH2，其中的R的定义如所述；优选胺引发剂为新戊胺、正己胺、苄胺或氨基聚乙二醇单甲醚；所述脱氧蒜氨酸
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NCA、胺引发剂的物质的量之比为2～300:1。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)首次通过选择性氧化聚脱氧聚蒜氨酸的方式合成聚蒜氨酸，通过选择性氧化聚脱氧蒜氨酸的均聚物或与聚乙二醇嵌段共聚物，合成了聚蒜氨酸的均聚物或与聚乙二醇嵌段共聚物，氧化条件温和，效率高，产物侧基全部转化为烯丙基亚砜。(2)聚蒜氨酸能够酶和热降解释放出可以杀菌的蒜素，聚蒜氨酸
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聚乙二醇聚合物可以自组装成纳米胶束，而且聚蒜氨酸具有良好的生物相容性、生物降解性、可后功能化等特性，是一种优良的生物材料，聚蒜氨酸在生物材料领域存在巨大的应用前景。
附图说明
[0022]图1为实施例1中聚脱氧蒜氨酸及氧化后的聚蒜氨酸的核磁氢谱图。
[0023]图2为实施例1中聚脱氧蒜氨酸及氧化后的聚蒜氨酸的红外谱图。
[0024]图3为实施例5中制得的聚蒜氨酸
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聚乙二醇聚合物的核磁氢谱图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚蒜氨酸，其特征在于所述聚蒜氨酸结构式如下式(1)所示：式(1)中，n为聚合度，2＜n≤300；式(1)中，R为C1～C10的烷基或如式(3)所示的聚乙二醇链段，所述C1～C10的烷基上的H不被取代或者被C6～C10的芳香基取代；H不被取代或者被C6～C10的芳香基取代；代表取代位置，式(3)中的m代表聚合度，5≤m≤227。2.如权利要求1所述的聚蒜氨酸，其特征在于所述R为新戊基、正己基、苄基或如式III所示的聚乙二醇链段。3.如权利要求1所述的聚蒜氨酸的制备方法，其特征在于所述方法是通过聚脱氧蒜氨酸氧化合成得到聚蒜氨酸，所述的方法为：将式(2)所示的聚脱氧蒜氨酸经过选择性氧化反应，合成得到式(1)所示的聚蒜氨酸；所述选择性氧化反应的氧化剂为H2O2；所述聚脱氧蒜氨酸结构式如下式(2)所示：式(2)中，n、R的定义如权利要求1所述。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述氧化剂H2O2的物质的量是脱氧蒜氨酸重复单元的物质的量的1～20倍。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述氧化剂H2...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓东，金国首，卢艳枝，
申请(专利权)人：浙江微度医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：