以Thiol-ene点击反应构筑聚l-半胱氨酸基双重刺激响应性聚合物

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刺激响应性聚合物是一类具有“智能”行为的大分子体系。它可以接收外部环境的刺激信号,如pH值、光、温度和离子强度等,使自身大分子结构或状态发生较大改变,从而影响其物理化学性质,进而体现出相应的功能。由于可控自由基聚合技术的快速发展,聚丙烯酸酯/聚丙烯酰胺类材料的刺激响应性已被深入研究,然而其不可降解的碳-碳主链结构大大限制了这类聚合物在生物体内的应用。而聚肽具有优良的生物相容性、生物可降解性以及独特的二级结构,是一种十分重要的生物医用高分子材料。本论文通过巯基-烯点击化学反应,将具有刺激响应性的双键小分子单体接枝在带有巯基的聚L-半胱氨酸(PLC)侧链上,成功制备出了PLC基双重刺激响应性聚合物。  首先以L-半胱氨酸为原料,通过保护、成环反应,制备出S-苄基L-半胱氨酸N-羧酸内酸酐(SBC-NCA),然后以小分子正己胺为引发剂,通过NCA开环聚合反应和液氨/钠脱保护反应,合成了侧链具有活泼性巯基的PLC。1H NMR、FT-IR等测试结果表明所制备的PLC结构规整,聚合度可控,并且呈β-折叠链构象。以PLC为反应平台,根据巯基-烯点击化学反应,将丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)引入到PLC的侧链上,成功制备出功能化聚肽P(Cys-co-(Cys-g-DMAEA))。使用变温紫外、变温红外和动态光散射光谱研究了聚肽溶液的温度和pH响应性行为,结果表明在加热条件下聚合物侧链容易收缩和塌陷,在pH改变的条件下侧链叔胺容易发生质子化和去质子化的转变,进而会引起聚合物亲疏水平衡的改变,所以该聚合物具有良好的双重刺激响应性。因此,以PLC为可降解的点击反应主链,不同刺激响应性双键小分子为侧基,可赋予聚肽材料不同的多重响应功能。  以mPEG-NH2为引发剂,通过SBC-NCA开环聚合反应以及液氨/钠脱保护反应,成功制备出了聚乙二醇单甲醚-b-聚L-半胱氨酸(mPEG-b-PLC)两亲性嵌段共聚物。1HNMR和FT-IR测试表明成功制备了侧链带巯基(-SH)的两亲性嵌段共聚物。
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