专利名称：一种聚赖氨酸衍生物的raft制备方法
技术领域：
一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法，属于功能材料技术领域。
背景技术：
随着新技术的发展和应用，各种各样新的高分子材料异军突起，在人们的生产生活领域起到了举足轻重的作用。然而，在高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时，其使用后的大量废弃物也与日俱增，给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响。本发明所用的单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为环境友好型原料，赖氨酸(L-Iysine)为人体所需的氨基酸，有关它们共聚物的制备、结构与性能的研究引起了科研工作者的广泛关注。其中，甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)是非常重要的单体，由HEMA合成的PHEMA是一种亲水性聚合物，吸水量可达自身重量的40%。聚合物中羟基是吸附性很强的极性基，也 是活泼基团，易发生反应，作为丙烯酸树脂的共聚组分，赋予聚合物亲水性，提高粘接性，也可通过羟基反应而起交联作用。因带有羟基而具有亲水性和优异的生物相容性。主要用作眼科和牙科的医用高分子材料，是目前制造接触镜的主要材料。PHEMA是有发展前途的医用高分子材料。赖氨酸(L-Iysine)是人体所需的氨基酸，聚赖氨酸作为多聚氨基酸中的一种，自从1975年，Laemmli等研究表明PLL具有包裹DNA的能力，聚赖氨酸便由于其线型多肽的主链构型，在生物体内可降解为人体所需的赖氨酸，良好的生物相容性以及易于进行化学修饰等诸多优点，成为阳离子聚合物中研究最多的一类。目前进行聚赖氨酸的研究中，很少有用自由基聚合的方式得到聚赖氨酸的衍生物的研究。而传统的自由基聚合得到的聚合物因为对聚合物结构，分子量及分布的控制性不好，高分子量的聚赖氨酸引起的细胞毒性和低分子量时对DNA的包褓能力不佳，使得对聚合物结构的控制尤为重要。本发明利用可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合的方法，制备PHEMA的均聚物的分子量及其分布可通过调节单体、引发剂与链转移剂的配比和聚合反应时间来实现，通过酯化反应得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine 共聚物，通过脱保护得到 PHEMA-co-PHEMA-L-lysine 共聚物具有良好的生物相容性，可作为生物医用材料广泛应用于药物缓释体系和基因治疗等领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法。本发明的技术方案一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法，在于直接采用三硫代碳酸酯为链转移剂，以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、赖氨酸(L-Iysine)为原料，先采用RAFT自由基聚合方法，制备聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)的均聚物，然后通过酯化反应得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物。通过三氟乙酸(TFA)对共聚物进行脱保护，得到PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物。该共聚物可以通过静电作用与质粒DNA (pDNA)形成PHEMA-co-PHEMA-L-lysine/pDNA 复合物。均聚物PHEMA的配比为单体I (HEMA)三硫代碳酸酯AIBN的摩尔比为100 3 1，采用溶液聚合，溶剂为叔丁醇，用量为单体量的3倍，于75°C反应5h，冰水冷却停止反应；用冷乙醚将产物沉淀三次，最后在30°C下干燥，得白色产物。PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine 共聚物的配比为单体 2 (Boc-L-lysine):聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA) DCC DMAP的摩尔比为I : I. 5 : 1.3 0.6，用DMF为溶剂。按配比称取单体2、PHEMA, DCC和DMAP置于反应器中，加入一定量的无水乙酸乙酯，于25°C反应24h。反应完毕后，减压蒸馏除去溶剂，在乙醚中沉淀三次，得浅黄色固体。制备PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物的方法为将PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物溶于一定量的二氯甲烷中，向中加入三氟乙酸，室温下搅拌12h，用无水乙醚沉淀，得到产物。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、透射电子显微镜等表征方法 对均聚物和共聚物的结构和性能进行表征，结果表明聚合物结构明确。本发明的有益效果根据本发明方法制备的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物，具有优异的生物相容性；聚合物的分子量可通过调节投料比和聚合反应时间来实现；该共聚物作为生物相容性材料在药物缓释系统、基因治疗等领域具有广泛的应用价值。
图I均聚物PHEMA的核磁谱图。图2 共聚物 PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine 的核磁谱图。
具体实施例方式实施例I称取甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) I. OOg (7. 684X l(T3mol)，三硫代碳酸酯
0.0839g(2. 305X l(r4mol)，AIBN0. 0128g(7. 684X l(T5mol)，叔丁醇 4ml,加入 50ml 反应器中，反应前通氮气30min保护，在磁力搅拌下升温至75 °C，反应5h后，冰水冷却停止反应，用冷乙醚沉淀三次，然后在30°C下恒温干燥得到均聚物PHEMA，产物为白色，分子量Mnttrc)=
5.4X104，分子量分布为I. 52。实施例2称取Boc 保护的赖氛酸(Boc-L-lysine) I. OlOg(2. 15X 10 2mol),PHEMA0. 38g(7. 6X10_6mol)，DCC 0. 793g(3. 84X 10_3mol)，DMAP 0. 0202g (I. 65 X 10_4mol)，DMF15ml，加入50ml反应器中，在磁力搅拌下保持温度在25°C，反应24h后，减压蒸馏除去溶齐U，在乙醚中沉淀，得PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物，产物为浅黄色。
权利要求
1.一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法，属于功能材料技术领域。本发明以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、赖氨酸(L-Iysine)为原料，三硫代碳酸酯为链转移剂，先采用可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合方法得到了具有不同链段长度的PHEMA均聚物，然后通过酯化反应得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物。利用三氟乙酸(TFA)对共聚物进行脱保护，得到PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物。均聚物的分子量可控，该PHEMA-c0-PHEMA-L-lysine共聚物可与质粒DNA(pDNA)复合,形成复合物。
制备PHEMA均聚物的配比为单体(HEMA)三硫代碳酸酯偶氮二异丁氰(AIBN)的摩尔比为100 3 1，采用溶液聚合，于75°C反应5h，冰水冷却停止反应；用冷乙醚将产物沉淀三次，最后在30°C下干燥，得白色产物。
制备 PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine 共聚物的摩尔配比为单体 2 (Boc-L-Iysine):聚甲基丙稀酸羟乙酯(PHEMA) : 二环己基碳二酰亚胺(DCC) : 4-二甲基氨基吡啶(DMAP)=I I. 5 I. 3 0.6，溶剂为 N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。
按配比称取单体2、PHEMA, DCC和DMAP置于反应器中，于25°C反应24h。反应完毕后，减压蒸馏除去溶剂，在乙醚中沉淀三次，得浅黄色固体。 制备PHEMA-co-PHEMA-L-lysine 共聚物的方法为将PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物溶于一定量的二氯甲烷中，向中加入三氟乙酸，室温下搅拌12h，用无水乙醚沉淀，得到产物。
2.根据权利要求I所述的溶液聚合制备方法，所得PHEMA均聚物为
3.根据权利要求I所述的制备方法制得的PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物为
4.根据权利要求I所述的制备方法制得的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物为
5.根据权利要求I所述的制备方法制得的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物，可与质粒 DNA 复合成 PHEMA-co-PHEMA-L-lysine/pDNA 复合物。
全文摘要
一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法，属于功能材料技术领域。本发明以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、赖氨酸(L-lysine)为原料，三硫代碳酸酯为链转移剂，依次采用可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合方法得到了具有不同链段长度的PHEMA均聚物，其分子量可控，通过酯化反应得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物。本发明制备方法简单，制得的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物具有生物相容性，并可与质粒DNA(pDNA)经静电作用形成的复合物，广泛应用于药物缓释体系、基因治疗等领域。
文档编号C08F120/28GK102775530SQ20121017208
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者倪忠斌, 娄宇, 张明, 施东健, 陈明清 申请人:江南大学