专利名称：一种固相有机合成载体材料及其制备的制作方法
在三大类生物活性分子中(蛋白质、核酸和糖)，糖类的合成是最为复杂和困难的。在寡糖合成中，涉及到多个相似活性羟基的选择性保护和去保护；每一步偶联反应都存在α和β的立体构型控制问题；特别是糖苷键的形成要困难的多，这表现为偶联反应由于偶联试剂不稳定而导致的副反应多，反应产物复杂和收率低下，因而每步产物的分离过程特别费时费力。
固相合成法在多肽和寡聚核苷酸合成中的成功应用自然使人们想到用它来解决寡糖合成中的问题。固相法相对于传统液相法的优点是每步反应后通过过滤和洗涤就能达到纯化的目的，可用过量的试剂来加速反应进行，还可通过反复反应提高收率。
1971年Frechet和Schuerch发表了第一篇固相合成寡糖的论文(Frechet，M.J.；Schuerch，C.，J.AM.Chem，Soc.，1971，93，492.)，随后其他科学家也开展了这方面的研究。然而，固相法合成寡糖一开始就遇到很多难以克服的困难，在传统的固相载体材料如常用的交联度为1-2％的聚苯乙烯-二乙烯基苯微球上，即使延长偶联反应时间，过量使用糖苷化试剂和反复反应，由于糖苷化试剂在这些固相载体中扩散速度慢，反应的可接近性差。偶联反应活性不高和偶联试剂不稳定等原因。偶联产率难以提高。以至于自1977年以后到80年代末，关于这方面的研究几乎再没有文献报道。
九十年代以来，许多世界著名的实验室和一流的科学家都加入到糖化学的研究中，糖化学的合成得到很大发展，固相法合成寡糖也取得了一定的进展。每一次进展，都被视为重要的科学突破[2.3](Danishefsky，S.J.et al，Science，1993，260，1307；Kahne，D.et al，Science，1996，274，1520.)。然而由于糖苷化试剂在固相载体中扩散速度慢，反应的可接近性差所导致的偶联反应活性不高和偶联产率难以提高的问题仍然没有得到解决。
为了解决固相合成寡糖中所遇到的问题，Krepinsky等人(Krepinsky，et al，J.AM.Chem，Soc.，1995，117，2116.)采用线性可溶性的聚乙二醇单甲醚[HOCH2CH2(OCH2CH2)nOCH3，PEG]作为固相合成载体，使糖苷化反应在均相溶液中进行，获得了类似常规液相中糖苷化反应的动力学速度，每次反应完成后，均相溶液中连有糖的聚乙二醇单甲醚载体可用乙醚或特丁基甲基醚沉淀出来，并可进一步在乙醇中重结晶以除去杂质。通过反复加入糖基化供体使偶联反应进行得很完全。应用这一策略Krepinsky等人成功地合成了病源体酵母细胞壁甘露聚糖中的1-2联接的五聚甘露寡糖片段。Van Boom则成功采用该策略合成了十糖片段。
但是，可溶性高分子载体在反应后处理过程中不仅比较繁琐，而且反复的沉淀和重结晶也会造成许多损失。因此，实际上这种载体在固相有机合成中用的并不多，有鉴于此，我们发明了一种固相有机合成材料。本发明的载体材料与传统载体材料的主要区别点在于在传统固相有机合成载体中反应物是依靠浓度梯度进行扩散传质的，反应速度慢，而在将要合成的材料中，反应物是依靠对流传质的方式接近反应点，可大大加快固相有机合成中的反应速度。因而将会解决目前固相合成寡糖中遇到的反应速度低下，偶联产率难以提高的问题。
本发明的目的是提供一种固相有机合成材料，该材料是具有特定结构的超大孔型聚苯乙烯-二乙烯基苯微球，在微球的大孔表面接枝一定聚合度的聚乙二醇高分子使这种载体在固相有机反应中形成一种类似真溶液体系的环境。
所述的微球粒度范围在25-100微米之间，其载体内部分布着两种结构的孔隙，一种是贯穿整个颗粒的超大孔，孔径为60-800nm，可称为穿透孔或对流孔另一种是连接这些特大孔的较小一点的大孔，孔径为50-150nm，孔深将不超过1μm，可称为连接孔或扩散孔。在这些孔表面接枝一定聚合度的聚乙二醇高分子使这种载体在固相有机反应中形成一种类似真溶液体系的环境，所述的聚乙二醇的聚合度为4-40。在一定的搅拌速度下，反应物在载体中以对流传质的方式迅速接近反应点，而不是靠浓度梯度进行扩散传质，长链锚动的聚乙二醇分子链则可有效地解决反应物在高聚物载体表面反应可接近性差的问题。这种载体中，虽然在穿透孔之间还存在若干扩散孔，它们不能形成快速对流传质，但这种孔的深度一般不超过1μm，扩散程很短，不会造成明显的传质阻力，而且扩散孔的存在恰恰可提供较大的比表面积和负载量。
所述的材料，用作解决固相合成寡糖时所遇到的由于糖苷化试剂在固相载体中扩散速度慢，反应的可接近性差等原因导致的反应速度低下，偶联产率难以提高的问题。
下面描述本发明的载体材料的制备过程及其用作固相合成寡糖载体材料的具体应用。1.载体材料的制备(1)在2升的三口瓶反应器中加入1升含有0.2％PVA水溶液，待温度升高到45℃时，加入溶有引发剂和线性聚苯乙烯的苯乙烯，二乙烯苯组成的油相混合液500毫升，开动搅拌，每分钟维持在700转，半小时后，升温至78℃，恒温聚合4小时，再升温至90-95℃，继续反应5小时后，结束反应，按标准处理，得到400克具有特大孔结构的白球，白球的平均粒度50微米。(2)将(1)中白球烘干后，对其进行氯甲基化，得到氯含量大于15％的氯球，备用。(3)按说明书附
图1所示过程及以下反应条件对(2)所得氯球进行修饰得到固相合成寡糖用载体材料。
说明书附图1中所用的试剂与反应条件(a)NaH，NaI，30 equiv of xyleneC1，THF，96h；(b)10％ aqueous Na2CO3，70C，16h。2.载体材料在固相合成寡糖中的具体应用按照固相合成寡糖的一般过程(见说明书附图2)，合成寡糖，结果表明，在相同的条件下，寡糖的偶联产率与文献报道的相当，证明该载体材料是固相合成寡糖的良好好载体。
说明书附图2中所用的试剂与反应条件(a)imidate，TMSOTf，4 A ms，CH2Cl2，0-5°C，4h；(b)DBU，CHOH，16h；(c)CH2Cl2；(d)high vacuum；(e)Raney nickel W2，EtOH，reflux 16h.
权利要求
1.一种固相有机合成材料，该材料是具有特定结构的超大孔型聚苯乙烯-二乙烯基苯微球，在微球的大孔表面接枝一定聚合度的聚乙二醇高分子使这种载体在固相有机反应中形成一种类似真溶液体系的环境。
2.按照权利要求1，所述的微球粒度范围在25-100微米之间。
3.按照权利要求1，所述的超大孔，孔径为600-800nm，称作穿透孔或对流孔。
4.按照权利要求1，所述的聚乙二醇的聚合度为4-40。
全文摘要
本发明涉及一种固相有机合成材料。该材料是具有特定结构的超大孔型聚苯乙烯－二乙烯基苯微球，其微球的大孔表面接枝一定聚合度的聚乙二醇高分子使这种载体在固相有机反应中形成一种类似真溶液体系的环境，反应物在载体中以对流传质的方式迅速接近反应点，而不是靠浓度梯度进行扩散传质，以解决固相合成寡糖时所遇到的由于糖苷化试剂在固相载体中扩散速度慢，反应的可接近性差等原因导致的反应速度低下，偶联产率难以提高的问题。
文档编号C07K1/00GK1448377SQ0210382
公开日2003年10月15日 申请日期2002年3月29日 优先权日2002年3月29日
发明者宁君, 邢颖, 孔繁祚 申请人:中国科学院生态环境研究中心