一种raft法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法
【专利摘要】本发明涉及一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，将己二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，在40～50℃条件下，搅拌反应4～5d，得到乙烯基己二酸葡萄糖酯OVAG；将OVAG与N-异丙基丙烯酰胺NIPAm溶于溶剂中，加入引发剂和链转移剂，在60～70℃下反应10～12h，终止反应，提纯得P（NIPAm-OVAG）；将P（NIPAm-OVAG）溶于溶剂中，加入NIPAm和引发剂，在60～70℃下反应6-10h，终止反应，提纯，即得。本发明反应进行稳定，不会发生暴聚，且反应所得产物分子量分散宽度低；反应所得嵌段共聚物具有生物相容性，毒性较低，在生物医药领域可被广泛使用。
【专利说明】一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于含糖聚合物领域，特别涉及一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法。
【背景技术】
[0002]含糖聚合物由于具有较好的亲水性和生物相容性以及易降解性从而成为生物医药等领域的研究热点。
[0003]Rizzardo 在第 37 届国际高分子大会上作了 “Tailored polymers by freeradical processes”的报告，首次提出了可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)的概念。在传统的自由基聚合体系中，自由基浓度较高，容易发生自由基的终止反应，导致反应不可控。如果在聚合体系中加入链转移常数高的特种链转移剂，使得增长自由基和该链转移剂之间进行退化转移，从而降低自由基的浓度，就有可能实现活性自由基聚合。通过可逆加成链断裂转移自由基法(RAFT)所合成的聚合物具有较窄的分子量分散指数(PDI)，在应用上具有更加优良的性能。而且可以通过顺序加料的方法获得不同链段的嵌段共聚物。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，该方法反应进行稳定，不会发生暴聚，且反应所得产物分子量分散宽度低；反应所得嵌段共聚物具有生物相容性，毒性较低，在生物医药领域可被广泛使用；所合成的含葡萄糖嵌段共聚物，由于NIPAm具有温敏特性，所得共聚物也具有温敏性，可用于生物医用材料。
[0005]本发明的一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，包括:
[0006](1)将己二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，在40~50°C条件下，搅拌反应4-5d，得到乙烯基己二酸葡萄糖酯OVAG ;其中己二酸二乙烯酯与葡萄糖的摩尔比为1:1~4:1，碱性蛋白酶与葡萄糖的质量比为1:2~1:4，己二酸二乙烯酯和葡萄糖的总和与溶剂的质量体积比为1:5~1:10 ;
[0007](2 )将上述OVAG与N-异丙基丙烯酰胺NIPAm溶于溶剂中，加入引发剂和链转移剂，在60~70°C油浴氮气保护下反应10~12h，终止反应，提纯，即得葡萄糖共聚物P (NIPAm-OVAG);其中OVAG与NIPAm的摩尔比为1:1~1:10，链转移剂与引发剂的摩尔比为15:1~25:1，链转移剂与OVAG和NIPAm总和的摩尔比为1:80~1:120，OVAG和NIPAm的总和与溶剂的质量体积比为1:1~1:3 ;
[0008](3)将上述P(NIPAm-OVAG)与NIPAm溶于溶剂中，加入引发剂，在60~70°C油浴氮气保护下反应6~10h，终止反应，提纯，即得含葡萄糖的嵌段共聚物P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm ;其中 P (NIPAm-OVAG)与 NIPAm 的摩尔比为 1:100 ~1:300，NIPAm和溶剂的质量体积比为1:2~I~6。
[0009]所述步骤(1)中的溶剂为无水吡啶；碱性蛋白酶为枯草芽孢杆菌蛋白酶。
[0010]所述步骤(1)中的搅拌速率为150-250rpm。[0011 ] 所述步骤(2)和(3)中的溶剂为二甲基甲酰胺DMF。
[0012]所述步骤(2)和(3)中的引发剂为偶氮二异丁腈AIBN。
[0013]所述步骤(2)中的链转移剂为S-十二烷基-S’-(a，α’-二甲基-α "-乙酸)-三硫代碳酸酯(厂家:西格玛奥德里奇公司)。
[0014]所述步骤(2)中的终止反应为冰水浴终止反应；步骤(3)中的终止反应为液氮终止反应。
[0015]所述步骤(2)和(3)中的提纯为用甲醇溶解，然后用乙醚沉淀，重复3-4次。
[0016]有益.效果
[0017](I)本发明采用酶促法合成反应单体，选择性强，产率高，所得含糖单体纯度高；
[0018](2)本发明使用RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物，合成反应进行稳定，不会发生暴聚，且反应所得产物分子量分散宽度低；
[0019](3)本发明反应所得嵌段共聚物具有生物相容性，毒性较低，在生物医药领域可被广泛使用；
[0020](4)本发明所合成的含葡萄糖嵌段共聚物，由于NIPAm具有温敏特性，所得共聚物也具有温敏性，可用于生物医用材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0021 ]图1 为 P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm 的核磁共振氢谱(NMR)；
[0022]图2 为 P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm 的凝胶渗透色谱(GPC)；
[0023]图3为P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm的反应方程式；产品结构式中m的范围是230~260，η的范围是45~55，ρ的范围是220~250，b代表嵌段。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0025]实施例1
[0026](I)将12g己二酸二乙烯酯与4g葡萄糖溶于IOOmL无水吡啶中，加入0.5g碱性蛋白酶，于50°C、210rpm恒温水浴箱反应4天，合成乙烯基己二酸葡萄糖酯(0VAG)，产率为67%。
[0027](2)将0.58g合成的OVAG与1.78g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)溶于2mLDMF中，加入1.5mg AIBN作为引发剂，加入63mg链转移剂于70°C油浴氮气保护下反应12h，放入冰水浴终止反应，用甲醇溶解乙醚沉淀，如此反复3次，纯化后得P (NIPAm-OVAG)，产率为82%。
[0028](3)将0.3g合成的P(NIPAm-OVAG)与0.216g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)溶于ImLDMF中，加入0.25mg AIBN作为引发剂于70°C油浴氮气保护下反应7h，放入液氮终止反应，用甲醇溶解乙醚沉淀，如此反复3次，纯化后得P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm,产率为60%。
[0029]实施例2
[0030](I)将12g己二酸二乙烯酯与6g葡萄糖溶于IOOmL无水吡啶中，加入0.5g碱性蛋白酶，于50°C、200rpm恒温水浴箱反应4天，合成乙烯基己二酸葡萄糖酯(OVAG)，产率为61%。
[0031](2)将0.58g合成的OVAG与0.80g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)溶于2mLDMF中，加入0.75mg AIBN作为引发剂，加入32mg链转移剂于70°C油浴氮气保护下反应12h，放入冰水浴终止反应，用甲醇溶解乙醚沉淀，如此反复3次，纯化后得P (NIPAm-OVAG)，产率为80%。
[0032](3)将0.3g合成的P(NIPAm-OVAG)与0.19g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)溶于ImLDMF中，加入0.23mg AIBN作为引发剂于70°C油浴氮气保护下反应6h，放入液氮终止反应，用甲醇溶解乙醚沉 淀，如此反复3次，纯化后得P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm,产率为58%。
【权利要求】
1.一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，包括: (1)将己二酸二乙烯酯与葡萄糖溶于溶剂中，加入碱性蛋白酶，在40~50°C条件下，搅拌反应4-5d，得到乙烯基己二酸葡萄糖酯OVAG ;其中己二酸二乙烯酯与葡萄糖的摩尔比为1:1~4:1，碱性蛋白酶与葡萄糖的质量比为1:2~1:4，己二酸二乙烯酯和葡萄糖的总和与溶剂的质量体积比为1:5~1:10 ; (2)将上述OVAG与N-异丙基丙烯酰胺NIPAm溶于溶剂中，加入引发剂和链转移剂，在60~70°C油浴氮气保护下反应10~12h，终止反应，提纯，即得葡萄糖共聚物P (NIPAm-OVAG);其中OVAG与NIPAm的摩尔比为1:1~1:10，链转移剂与引发剂的摩尔比为15:1~25:1，链转移剂与OVAG和NIPAm总和的摩尔比为1:80~1:120，OVAG和NIPAm的总和与溶剂的质量体积比为1:1~1:3 ; (3)将上述P(NIPAm-OVAG)与NIPAm溶于溶剂中，加入引发剂，在60~70°C油浴氮气保护下反应6~10h，终止反应，提纯，即得含葡萄糖的嵌段共聚物P (NIPAm-OVAG) -b-PNIPAm ；其中P(NIPAm-OVAG)与NIPAm的摩尔比为1:100~1:300，NIPAm和溶剂的质量体积比为1:2~I~6。
2.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特征在于:所述步骤(1)中的溶剂为无水吡啶；碱性蛋白酶为枯草芽孢杆菌蛋白酶。
3.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特征在于:所述步骤(1)中的搅拌速率为150-250rpm。
4.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特征在于:所述步骤(2)和(3)中的溶剂为二甲基甲酰胺DMF。
5.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特征在于:所述步骤(2 )和(3 )中的引发剂为偶氮二异丁腈AIBN。
6.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特征在于:所述步骤(2)中的链转移剂为S-十二烷基-S’ - ((1,(1’-二甲基-(1"-乙酸)-二硫代碳酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特征在于:所述步骤(2)中的终止反应为冰水浴终止反应；步骤(3)中的终止反应为液氮终止反应。
8.根据权利要求1所述的一种RAFT法合成含葡萄糖嵌段共聚物的方法，其特征在于:所述步骤(2)和(3)中的提纯为用甲醇溶解，然后用乙醚沉淀，重复3-4次。
【文档编号】C08F220/54GK103694427SQ201310699872
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】朱利民, 孙衎, 权静, 巫寒冰, 徐慕儒 申请人:东华大学