专利名称：一种温度响应性水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有温度响应性的水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法，属于高分子生物材料及其制备领域。
背景技术：
聚氨基酸是一种具有良好生物相容性和生物降解性的高分子生物材料，在生物材料领域有着广泛的应用前景。普通的水溶性聚氨基酸(如聚赖氨酸、聚天冬氨酸和聚谷氨酸)为聚电解质，在特定的PH范围内才具有水溶性，而且由于其带电荷，会与体内的生物大分子相互作用而聚集，因而实际应用方面具有局限性。水溶性非离子型聚氨基酸在保留聚氨基酸的生物特性基础上能够克服这些难题，然而所有长链的(大于25个段)非离子聚氨基酸(天然存在的氨基酸)基本上是非水溶性的。目前已经有几个课题组在这方面有很重要的工作，包括1999-2010年在J. Am. Chem. Soc.上发表了关于水溶性聚氨基酸的文章，利用赖氨酸侧链上的氨基和带有NHS基团的短链聚乙二醇和糖类分子缩合，得到了侧链修饰的赖氨酸，然后制成NCA，并用过渡金属催化剂引发聚合，得到了水溶性的非离子聚氨基酸。 然而这些聚氨基酸不具有任何对外界环境的刺激响应性。而传统的智能响应性高分子，在生物分离、药物控制释放方面有很大的用途，但是其生物相容性和生物可降解性是一个难题。因此如果通过化学合成的方法将刺激响应官能团与天然氨基酸结合起来，制备具有温度响应性的水溶性非离子型聚氨基酸将是高分子领域的一个突破。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有温度响应性的水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法。本发明提供的水溶性非离子型聚氨基酸，如式(I)
权利要求
1. 一种式(I)所示聚氨基酸
2.权利要求1所述水溶性非离子型聚氨基酸的制备方法，包括如下步骤(1)谷氨酸或天冬氨酸和聚乙二醇单甲醚在酸性催化剂下进行反应得到侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物；(2)所述侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物与三光气进行反应得到N-羧基-环内酸酐化合物；(3)所述N-羧基-环内酸酐化合物在引发剂的作用下进行聚合反应即得所述水溶性非离子型聚氨基酸。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(1)所述聚乙二醇单甲醚为乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚或三乙二醇单甲醚。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于步骤(1)所述酸性催化剂为浓硫酸、无水氯化氢或三甲基氯硅烷。
5.根据权利要求2-4中任一所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述谷氨酸或天冬氨酸与所述聚乙二醇单甲醚的质量份数比为1 G-8)；所述谷氨酸或天冬氨酸与所述酸性催化剂的质量份数比为1 (0.5-2)；所述反应的温度为20°C-30°C;所述反应的时间为8小时-48小时。
6.根据权利要求2-5中任一所述的制备方法，其特征在于步骤( 所述侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物与所述三光气的摩尔份数比为1 (0. 30-0. 50)；步骤( 所述反应在惰性气体下进行。
7.根据权利要求2-6中任一所述的制备方法，其特征在于步骤( 所述反应的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；步骤(2)所述反应的温度为35°C -55°C ；步骤(2)所述反应的时间为4小时-6小时。
8.根据权利要求2-7中任一所述的制备方法，其特征在于步骤(3)所述引发剂为伯胺、仲胺、叔胺、六甲基二硅胺或1，5-环辛二烯-1，2-二(二乙基膦基)乙烷-镍(零价) 络合物或1，5-环辛二烯-二联吡啶-镍(零价)络合物；步骤( 所述聚合反应的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃或二氧六环。
9.根据权利要求2-8中任一所述的制备方法，其特征在于步骤(3)所述聚合反应中， 所述引发剂和所述N-羧基-环内酸酐化合物的摩尔份数比为1 (50-200)。
10.根据权利要求2-9中任一所述的制备方法，其特征在于步骤(3)所述聚合反应的温度为20°C -50°C ；步骤(3)所述聚合反应的时间为M小时-36小时。
全文摘要
本发明提供了一种水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法。所述水溶性非离子型聚氨基酸的结构式如式(I)所示，其中，x为1或2，m为1、2或3，n为30-500之间的数。本发明提供的所述聚氨基酸的制备方法包括如下步骤(1)谷氨酸或天冬氨酸和聚乙二醇单甲醚在酸性催化剂下进行反应得到侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物；(2)所述侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物与三光气进行反应得到N-羧基-环内酸酐化合物；(3)所述N-羧基-环内酸酐化合物在引发剂的作用下进行聚合反应即得所述水溶性非离子型聚氨基酸。本发明提供的制备方法的原料来源广泛，成本低廉，合成方法简单易行；本发明提供的水溶性非离子聚氨基酸在控制释放、生物传感器等领域有广泛的应用前景。
文档编号C08G69/40GK102167819SQ20111006457
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者李志波, 陈重一 申请人:中国科学院化学研究所