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近年来,将核碱生物分子修饰到聚合物上,形成新型仿生功能材料,因其在纳米技术,生物技术以及药物载体等领域有着极其重要的应用前景,引起了高分子界的极大研究兴趣。动态共价聚合物是一类具有刺激响应性以及环境适应性的聚合物,因此,核碱修饰的动态共价聚合物将具有更为广泛的应用前景。本文将可逆加成-裂解链转移(RAFT)自由基聚合方法与硫醇-硫酯交换反应以及缩合反应相结合,合成了由可逆共价键(硫酯键和酰腙键)构筑的含有核碱生物分子的动态共价生物聚合物,并对其溶液性质进行了详细的研究。 本研究主要内容包括:⑴利用RAFT法聚合吡啶二硫代乙基丙烯酰胺单体(PDSEA)和亲水性单体 N,N-二甲基甲酰胺(DMA),合成了侧链含有二硫吡啶功能基团的无规共聚物P(DMA-co-PDSEA)。利用三(2-羧乙基)膦盐酸盐(TCEP)还原聚合物侧链的二硫吡啶基团,原位得到硫醇基团,然后通过硫醇-硫酯交换反应将胸腺嘧啶(Thymine)修饰到聚合物上,得到硫酯键连接的胸腺嘧啶修饰的动态共价聚合物(CP-dyn-T)。利用核磁(1H NMR)和紫外(UV-vis)对其结构进行表征,证明了这类新型胸腺嘧啶修饰的动态共价聚合物的成功制备。⑵以还原型谷胱甘肽(GSH)为模型分子,研究了胸腺嘧啶修饰的动态共价聚合物(CP-dyn-T)与硫醇分子之间的链交换反应。实验结果证实了CP-dyn-T和 GSH之间硫醇-硫酯交换反应的发生,表明了硫酯键具有动态性。因此,硫酯可以作为一类具有GSH响应性(或者“还原”响应性)的官能团,有望应用于制备作为药物载体的聚合物。⑶通过1H NMR、DLS和TEM等分析技术,我们研究了胸腺嘧啶修饰的动态共价聚合物通过氢键相互作用与互补客体小分子之间的特异识别性。研究表明,在一定条件下,这类含有胸腺嘧啶基团的动态共价聚合物能够与三聚氰胺(Melamine)、腺嘌呤衍生物(A-C16)以及三磷酸腺苷(ATP)等互补客体小分子发生有效的氢键相互作用。⑷合成了端基双醛基功能化的PNIPAM均聚物(HP-BisCHO)、共聚物 P(NIPAM-co-DMA)-BisCHO(CP-BisCHO)以及双酰肼修饰的胸腺嘧啶分子。酸性条件下,通过醛基与酰肼基团之间的缩合反应制备了胸腺嘧啶修饰的动态共价聚合物Thy-dyn-HP和Thy-dyn-CP,并通过1H NMR和GPC进行表征,证明成功得到了由酰腙键构筑的动态共价聚合物。⑸研究了Thy-dyn-HP与单官能团的乙酰肼三甲基氯化铵(GT)之间的反应,通过1H NMR、DLS、GPC以及Zeta电位等表征方法,证明了酸性条件下,这类由酰腙键构筑的动态共价聚合物具有很好的链交换性。又利用DLS研究了Thy-dyn-HP的温敏性,结果表明这类聚合物具有很好的温度响应性。