专利名称：一种L-氨基酸改性的pH响应型凝胶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种pH响应型高分子材料，具体为一种L-氨基酸改性的pH响应型凝胶。该凝胶在PH发生变化时可随之发生体积的溶胀或收缩，同时由于该凝胶含有L-氨基酸手性基团，因此具有识别、吸附手性分子的功能，可 用于手性化合物的拆分。
背景技术：
光学纯的手性药物不仅疗效好(有的手性药物疗效是原来消旋药物的几倍甚至几十倍)，而且副作用较小，在药品安全备受重视的今天颇受市场欢迎。近年来随着手性药物进入市场的种类和销售额急剧增长，对手性药物的研究日益受到医药企业重视。目前，光学纯的手性药物的制备方法大致有3种从天然产物中提取、不对称合成法以及外消旋体拆分法。前两种方法步骤繁多，产物成本高昂，而且所得产物的旋光纯度对于多数应用仍不够高，此外还受到资源的限制，不能够获得大量的低价药物。相比之下，拆分法成本较低，应用广泛，大约有65%的非天然手性药物是由外消旋体或中间产物拆分得到的，该方法具有获得对映体纯度高、经济实用和易于实现工业化的优点。近年来，手性材料的发展大大推进了手性拆分技术的进步，许多高效快捷的手性拆分技术依赖于高性能手性材料，例如手性固定相、手性膜、手性分子印迹聚合物等等。同时，为了提高材料的适用性和识别性能，将手性材料智能化成为该领域又一新的发展趋势。智能型水凝胶作为一种新型的高分子材料，引起了研究者的广泛兴趣。所谓智能凝胶是一类对外界刺激例如温度、PH值、溶剂、离子浓度、光、电场、磁场等的变化能产生响应性的水凝胶，其良好的生物亲和性和环境响应性使之在组织工程、生物分离、固定化酶和药物缓/控释等方面具有很好的应用前景。作为智能凝胶的一种，对于pH敏感型凝胶研究较多。所谓pH敏感型凝胶，是其体积随环境PH值改变而变化的高分子水凝胶。这类凝胶结构中具有可解离成离子的基团(如羧基、磺酸基或氨基等)，它们根据环境PH值变化夺取或释放质子，当外界pH值变化时，这些可解离基团会随之发生相互排斥或吸引，使高分子链相应地发生舒展或聚集，表现在宏观上为体积的可逆性膨胀或收缩。例如，聚丙烯酸(PAAc)是一种典型的阴离子型pH敏感性水凝胶，可离子化基团为-C00H，在高于丙烯酸的pKa (4. 28)时，羧基呈解离状态_C00_，亲水性增加，-C00_之间的静电斥力使得高分子链延展；而低于pKa时，羧基呈-COOH状态，亲水性降低，且不存在_0)0_之间的静电斥力，分子间作用力使高分子链收缩。所以改变pH值将引起丙烯酸类水凝胶的体积相变。这一特性使得该材料在生物分离领域备受重视，并由于其具有操作简便、分离条件温和、可重复使用和批处理量大而受到人们的青睐。然而目前对应用于手性拆分方面的pH敏感型凝胶研究尚少。本发明利用烷基丙烯酸类凝胶的PH敏感性，在其中引入手性识别单元，制备兼具pH敏感性和手性拆分功能的智能型凝胶。该凝胶可以选择性吸附手性药物外旋体中的一种对映体，使其与其他对映体相分离，从而实现对手性药物的拆分。
发明内容
本发明的目的是在pH敏感型聚烷基丙烯酸(PAAc)水凝胶的基础上，在分子链中引入L-氨基酸基团，从而提供一种兼具温度响应型和手性识别能力的智能型微凝胶。利用这种凝胶作固相萃取剂，可通过外界环境PH值变化调节其内部孔隙的大小和形态，进而调节手性识别单元与被分离物质之间的识别、吸附等相互作用，从而实现手性拆分功能，是一种潜在的手性拆分材料。本发明所制备的一种L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶，由结构如M1所示的手性单体、如M2所示的烷基丙烯酸类高分子单体和如M3所示的化学交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺构成。
O
NH-C-CH=CH2
Μι I
Ri》C、C00C HH
R2
他 H2C^0h O
H H
Ma H2C^If" V其中，M1为含有L-氨基酸的手性酰胺类单体，本发明所涉及的L-氨基酸包括L-亮氨酸(L-Leu)、L-色氨酸(L-Trp)、L-苯丙氨酸(L-Phe)，所以R1此处代表-CH(CH3)2
或Oy 或-C6H6，相对应地，本发明中手性单体分别被标记为AAC-L-Leu、AAC-L-Trp和H
AAc-L-Phe0如表M2所示的烷基丙烯酸类高分子单体，R2为-H，或-CH3，这类单体由于其结构含有羧基(-C00H)，在pH值升高至> pKa时，可解离转变为_C00_，因此具有pH敏感性。如表M3所示的化学交联剂为N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺(MBA)。本发明所述L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶合成路线如下
权利要求
1.ー种L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶，所述凝胶由含有L-氨基酸基团的手性单体M1、具有pH敏感特性的烷基丙烯酸M2和化学交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺M3共聚而成，其中M1和M2的质量百分比为0 30 100 70，M3的量为单体总质量的1.5%，所述含有L-氨基酸基团的手性単体M1、具有pH敏感特性的烷基丙烯酸M2、化学交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺M3和L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶的结构式如下
2.根据权利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶，其特征在于手性単体M1由L-氨基酸制备而成，所述的L-氨基酸为L-亮氨酸(L-Leu)、L-色氨酸(L-Trp)、L_苯丙氨酸(L-Phe)中的ー种。
3.根据权利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶，其特征在于所述pH敏感単体M2为丙烯酸或甲基丙烯酸中的ー种。
4.根据权利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶，其特征在于该凝胶的平衡溶胀率随着pH的增加而增加，当pH 7. O时凝胶平衡溶胀率达到最大,对于r为0、0. I、O.2,0. 3的凝胶平衡溶胀率分别为15. 1%U2. 3%U0. 2%和8. 5%。
5.根据权利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶，其特征在于该凝胶同时具有pH敏感性和手性识别性。
6.权利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶的制备方法，其特征在于手性単体M1和烷基丙烯酸M2以及化学交联剂M3在无氧条件下溶解于无水こ醇-水混合溶剂中于70°C下进行自由基共聚反应6h得到。
7.根据权利要求6所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶的制备方法，其特征在于该凝胶中手性单体M1与烷基丙烯酸M2的质量比为O : 100、10 90,20 80、和30 70。
8.根据权利要求6所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶的制备方法，其特征在于该凝胶的制备是在体积比为3 I的无水こ醇-水混合溶剂里共聚而成。
9.权利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶在手性药物拆分中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种L-氨基酸改性的pH敏感型凝胶及其制备方法。所述凝胶由含有L-氨基酸基团的手性单体M1、具有pH敏感特性的烷基丙烯酸M2和化学交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺M3(MBA)构成，其中M1和M2的质量百分比为0～30∶100～70，M3的量为单体总质量的1.5％。本制备方法是在无氧的条件下将M1、M2和交联剂M3在乙醇-水混合溶剂里共聚得到手性pH敏感型凝胶。本方法具有操作简单，反应可控，成本低廉，适合规模化生产和应用等优点；该凝胶的pH敏感性和手性识别特性可以通过改变反应物组分比和交联剂的量来调节，可以用于手性化合物的分离研究。
文档编号C08F220/60GK102659974SQ20121015740
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者侯蔺桐, 时东新, 杜显丽, 王乐乐, 赵云燕, 陈娇娇 申请人:天津工业大学