一種raft法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法
2023-10-17 03:53:44 2
一種raft法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法
【專利摘要】本發明涉及一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，將己二酸二乙烯酯與葡萄糖溶於溶劑中，加入鹼性蛋白酶，在40～50℃條件下，攪拌反應4～5d，得到乙烯基己二酸葡萄糖酯OVAG；將OVAG與N-異丙基丙烯醯胺NIPAm溶於溶劑中，加入引發劑和鏈轉移劑，在60～70℃下反應10～12h，終止反應，提純得P（NIPAm-OVAG）；將P（NIPAm-OVAG）溶於溶劑中，加入NIPAm和引發劑，在60～70℃下反應6-10h，終止反應，提純，即得。本發明反應進行穩定，不會發生暴聚，且反應所得產物分子量分散寬度低；反應所得嵌段共聚物具有生物相容性，毒性較低，在生物醫藥領域可被廣泛使用。
【專利說明】一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於含糖聚合物領域，特別涉及一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法。
【背景技術】
[0002]含糖聚合物由於具有較好的親水性和生物相容性以及易降解性從而成為生物醫藥等領域的研究熱點。
[0003]Rizzardo 在第 37 屆國際高分子大會上作了 「Tailored polymers by freeradical processes」的報告，首次提出了可逆加成-斷裂鏈轉移自由基聚合(RAFT)的概念。在傳統的自由基聚合體系中，自由基濃度較高，容易發生自由基的終止反應，導致反應不可控。如果在聚合體系中加入鏈轉移常數高的特種鏈轉移劑，使得增長自由基和該鏈轉移劑之間進行退化轉移，從而降低自由基的濃度，就有可能實現活性自由基聚合。通過可逆加成鏈斷裂轉移自由基法(RAFT)所合成的聚合物具有較窄的分子量分散指數(PDI)，在應用上具有更加優良的性能。而且可以通過順序加料的方法獲得不同鏈段的嵌段共聚物。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，該方法反應進行穩定，不會發生暴聚，且反應所得產物分子量分散寬度低；反應所得嵌段共聚物具有生物相容性，毒性較低，在生物醫藥領域可被廣泛使用；所合成的含葡萄糖嵌段共聚物，由於NIPAm具有溫敏特性，所得共聚物也具有溫敏性，可用於生物醫用材料。
[0005]本發明的一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，包括:
[0006](1)將己二酸二乙烯酯與葡萄糖溶於溶劑中，加入鹼性蛋白酶，在40~50°C條件下，攪拌反應4-5d，得到乙烯基己二酸葡萄糖酯OVAG ;其中己二酸二乙烯酯與葡萄糖的摩爾比為1:1~4:1，鹼性蛋白酶與葡萄糖的質量比為1:2~1:4，己二酸二乙烯酯和葡萄糖的總和與溶劑的質量體積比為1:5~1:10 ;
[0007](2 )將上述OVAG與N-異丙基丙烯醯胺NIPAm溶於溶劑中，加入引發劑和鏈轉移劑，在60~70°C油浴氮氣保護下反應10~12h，終止反應，提純，即得葡萄糖共聚物P (NIPAm-OVAG);其中OVAG與NIPAm的摩爾比為1:1~1:10，鏈轉移劑與引發劑的摩爾比為15:1~25:1，鏈轉移劑與OVAG和NIPAm總和的摩爾比為1:80~1:120，OVAG和NIPAm的總和與溶劑的質量體積比為1:1~1:3 ;
[0008](3)將上述P(NIPAm-OVAG)與NIPAm溶於溶劑中，加入引發劑，在60~70°C油浴氮氣保護下反應6~10h，終止反應，提純，即得含葡萄糖的嵌段共聚物P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm ;其中 P (NIPAm-OVAG)與 NIPAm 的摩爾比為 1:100 ~1:300，NIPAm和溶劑的質量體積比為1:2~I~6。
[0009]所述步驟(1)中的溶劑為無水吡啶；鹼性蛋白酶為枯草芽孢桿菌蛋白酶。
[0010]所述步驟(1)中的攪拌速率為150-250rpm。[0011 ] 所述步驟(2)和(3)中的溶劑為二甲基甲醯胺DMF。
[0012]所述步驟(2)和(3)中的引發劑為偶氮二異丁腈AIBN。
[0013]所述步驟(2)中的鏈轉移劑為S-十二烷基-S』-(a，α』-二甲基-α "-乙酸)-三硫代碳酸酯(廠家:西格瑪奧德裡奇公司)。
[0014]所述步驟(2)中的終止反應為冰水浴終止反應；步驟(3)中的終止反應為液氮終止反應。
[0015]所述步驟(2)和(3)中的提純為用甲醇溶解，然後用乙醚沉澱，重複3-4次。
[0016]有益.效果
[0017](I)本發明採用酶促法合成反應單體，選擇性強，產率高，所得含糖單體純度高；
[0018](2)本發明使用RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物，合成反應進行穩定，不會發生暴聚，且反應所得產物分子量分散寬度低；
[0019](3)本發明反應所得嵌段共聚物具有生物相容性，毒性較低，在生物醫藥領域可被廣泛使用；
[0020](4)本發明所合成的含葡萄糖嵌段共聚物，由於NIPAm具有溫敏特性，所得共聚物也具有溫敏性，可用於生物醫用材料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021 ]圖1 為 P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm 的核磁共振氫譜(NMR)；
[0022]圖2 為 P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm 的凝膠滲透色譜(GPC)；
[0023]圖3為P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm的反應方程式；產品結構式中m的範圍是230~260，η的範圍是45~55，ρ的範圍是220~250，b代表嵌段。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
[0025]實施例1
[0026](I)將12g己二酸二乙烯酯與4g葡萄糖溶於IOOmL無水吡啶中，加入0.5g鹼性蛋白酶，於50°C、210rpm恆溫水浴箱反應4天，合成乙烯基己二酸葡萄糖酯(0VAG)，產率為67%。
[0027](2)將0.58g合成的OVAG與1.78g N-異丙基丙烯醯胺(NIPAm)溶於2mLDMF中，加入1.5mg AIBN作為引發劑，加入63mg鏈轉移劑於70°C油浴氮氣保護下反應12h，放入冰水浴終止反應，用甲醇溶解乙醚沉澱，如此反覆3次，純化後得P (NIPAm-OVAG)，產率為82%。
[0028](3)將0.3g合成的P(NIPAm-OVAG)與0.216g N-異丙基丙烯醯胺(NIPAm)溶於ImLDMF中，加入0.25mg AIBN作為引發劑於70°C油浴氮氣保護下反應7h，放入液氮終止反應，用甲醇溶解乙醚沉澱，如此反覆3次，純化後得P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm,產率為60%。
[0029]實施例2
[0030](I)將12g己二酸二乙烯酯與6g葡萄糖溶於IOOmL無水吡啶中，加入0.5g鹼性蛋白酶，於50°C、200rpm恆溫水浴箱反應4天，合成乙烯基己二酸葡萄糖酯(OVAG)，產率為61%。
[0031](2)將0.58g合成的OVAG與0.80g N-異丙基丙烯醯胺(NIPAm)溶於2mLDMF中，加入0.75mg AIBN作為引發劑，加入32mg鏈轉移劑於70°C油浴氮氣保護下反應12h，放入冰水浴終止反應，用甲醇溶解乙醚沉澱，如此反覆3次，純化後得P (NIPAm-OVAG)，產率為80%。
[0032](3)將0.3g合成的P(NIPAm-OVAG)與0.19g N-異丙基丙烯醯胺(NIPAm)溶於ImLDMF中，加入0.23mg AIBN作為引發劑於70°C油浴氮氣保護下反應6h，放入液氮終止反應，用甲醇溶解乙醚沉 澱，如此反覆3次，純化後得P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm,產率為58%。
【權利要求】
1.一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，包括: (1)將己二酸二乙烯酯與葡萄糖溶於溶劑中，加入鹼性蛋白酶，在40~50°C條件下，攪拌反應4-5d，得到乙烯基己二酸葡萄糖酯OVAG ;其中己二酸二乙烯酯與葡萄糖的摩爾比為1:1~4:1，鹼性蛋白酶與葡萄糖的質量比為1:2~1:4，己二酸二乙烯酯和葡萄糖的總和與溶劑的質量體積比為1:5~1:10 ; (2)將上述OVAG與N-異丙基丙烯醯胺NIPAm溶於溶劑中，加入引發劑和鏈轉移劑，在60~70°C油浴氮氣保護下反應10~12h，終止反應，提純，即得葡萄糖共聚物P (NIPAm-OVAG);其中OVAG與NIPAm的摩爾比為1:1~1:10，鏈轉移劑與引發劑的摩爾比為15:1~25:1，鏈轉移劑與OVAG和NIPAm總和的摩爾比為1:80~1:120，OVAG和NIPAm的總和與溶劑的質量體積比為1:1~1:3 ; (3)將上述P(NIPAm-OVAG)與NIPAm溶於溶劑中，加入引發劑，在60~70°C油浴氮氣保護下反應6~10h，終止反應，提純，即得含葡萄糖的嵌段共聚物P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm ；其中P(NIPAm-OVAG)與NIPAm的摩爾比為1:100~1:300，NIPAm和溶劑的質量體積比為1:2~I~6。
2.根據權利要求1所述的一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特徵在於:所述步驟(1)中的溶劑為無水吡啶；鹼性蛋白酶為枯草芽孢桿菌蛋白酶。
3.根據權利要求1所述的一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特徵在於:所述步驟(1)中的攪拌速率為150-250rpm。
4.根據權利要求1所述的一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特徵在於:所述步驟(2)和(3)中的溶劑為二甲基甲醯胺DMF。
5.根據權利要求1所述的一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特徵在於:所述步驟(2 )和(3 )中的引發劑為偶氮二異丁腈AIBN。
6.根據權利要求1所述的一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中的鏈轉移劑為S-十二烷基-S』 - ((1,(1』-二甲基-(1"-乙酸)-二硫代碳酸酯。
7.根據權利要求1所述的一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中的終止反應為冰水浴終止反應；步驟(3)中的終止反應為液氮終止反應。
8.根據權利要求1所述的一種RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特徵在於:所述步驟(2)和(3)中的提純為用甲醇溶解，然後用乙醚沉澱，重複3-4次。
【文檔編號】C08F220/54GK103694427SQ201310699872
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】朱利民, 孫衎, 權靜, 巫寒冰, 徐慕儒 申請人:東華大學