间隔基和侧基对阳离子型聚多肽温度响应性质的影响研究

发布时间：2020-08-20 09:02

【摘要】：刺激响应聚合物对外界刺激能够做出响应而发生内部结构以及外部状态的变化。聚多肽因其良好的生物相容性和可降解性受到越来越多的关注。合成具有刺激相应性的聚多肽可以使其在生物医用、组织工程、纳米材料等方面具有很大的应用价值。本论文首先在通过浓硫酸催化酯化、三光气环化、正丁胺引发NCA开环聚合的方法合成了聚(γ-3-氯丙基-L-谷氨酸酯)(PCPLG),通过叠氮化反应引入叠氮基团,随后利用CuAAC、N-烷基化、离子交换反应等合成间隔基为3-甲基-1,2,3-三唑摀盐、侧基为甘露糖或对甲苯氧基的聚多肽。利用1HNMR和FTIR分析验证了所得聚合物的分子结构,并测试了它们在二元混合溶剂中的溶解性以及温度响应性质。研究发现3-甲基-1,2,3-三唑摀盐的引入能够诱导出聚合物的温度响应性质,间隔基相同时,聚合物的温度响应性质受到侧基结构、聚合物浓度和二元混合溶剂组分的影响。离子型聚多肽能够通过与适当的反阴离子结合而在甲醇和乙醇/水二元混合溶剂中显示可逆的高临界溶解温度(UCST)型相转变行为。FTIR分析表明,显示UCST型相转变行为的聚合物通过范德华力、氢键或偶极作用与溶剂分子相互作用。变温紫外可见光谱(UV-vis)揭示了相同间隔基的情况下聚合物的温度响应性质与侧基的种类有很大的关系,带有四-乙酰氧基甘露和C1反离子的聚合物在乙醇中显示可逆的UCST型相转变行为。带有四-乙酰氧基甘露糖和I反离子、BF4反离子的聚合物在乙醇/水混合溶剂二元混合溶剂中表现出可逆的UCST型相转变行为,带有对甲苯氧基和I反离子的聚多肽在甲醇和乙醇/水混合溶剂中显示出可逆的UCST型相行为。(Tpt)取决于主链长度,聚合物浓度和乙醇质量百分比(fw)。基于上述工作,我们利用浓硫酸催化酯化、三光气环化、正丁胺引发NCA开环聚合的方法合成间隔基为乙二醇(DEG)的聚(Y-2-(2-氯乙氧基)乙基L-谷氨酸酯)(PCEELG)。通过季铵盐化反应和随后的离子交换将聚多肽与各种离子液体(IL)如三苯基膦、三丁基膦、丁基咪唑侧基和多种阴离子结合。同时为了研究间隔基对聚合物温度响应性质的影响,合成聚合度相似含有戊基间隔基的聚(γ-5-氯戊基L-谷氨酸醋)(PCPeLG)。研究表明,间隔基对聚合物温度响应性质影响较大,DEG间隔基可以有效地提高聚合物的溶解性,调节阳离子侧基和反离子的种类能获得在纯水和Nal水溶液中表现出LCSTUCST(聚合物经历溶解-不溶-溶解的过程)双重温度响应的聚合物PEELG-TBP-I,其LCST型和UCST型相变温度(Tpt)可通过聚合物浓度、聚合度和Nal浓度调节。带有DEG间隔基的氟硼酸三丁基鳞的聚多肽在纯水和PBS缓冲液中均显示出UCST型相转变行为,带有DEG间隔基和碘化三苯基鳞(或四氟硼酸盐)的聚合物以及带有戊基间隔基和碘化三丁基鳞(或四氟硼酸盐)的聚合物在PBS缓冲液中可以显示出UCST型相转变行为。PBS缓冲液可以提高聚合物的溶解性,诱导出聚合物的温度响应性质。聚多肽的UCST型相转变温度其可通过聚合物浓度、聚合度、IL种类、反离子和溶剂中无机盐的种类来调节。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O631
【图文】：

无规共聚物,温度响应,乙酰,丙烯酰

ＮＡＧＡ与亲水性Ｎ－乙酰丙烯酰胺的共聚物中增加其中Ｎ－乙酰丙烯酰逡逑胺的摩尔分数也可以降低聚合物的浊点。Ｍａｋｉｎｅｎ等［３８］合成的同时带有ＰＮＡＧＡ，逡逑ＰＮＩＰＡＭ和聚（环氧乙烷）（ＰＥＯ）三部分的嵌段共聚物（图１．２）。他们发现逡逑２逡逑

聚电解质溶液,反离子,大分子引发剂,中盐

逦Ｈｉ＇Ｎ邋０逡逑ｐ0］ｙ｛ａｌｌｙｌａｍｉｎｅ－ｃｏ－ａｌｌｖｌｕｒｅａ）逡逑图１．２在水溶液中显示ＵＣＳＴ行为的聚合物逡逑Ｑｉ等［３９］通过ＲＡＦＴ聚合合成了以聚［３＿乙基－３－（轻甲基）氧杂环丁烧］为核，以逡逑聚（丙烯酸胺－两烯腈）（Ｐ（ＡＡｍ－ｃｏ－ＡＮ））为臂的超支化多臂共聚物（图１．３）。这逡逑种共聚物在水和电解质溶液中显示出可逆且受控ＵＣＳＴ型相转变行为。ＵＣＳＴ型逡逑相转变温度可以通过增加ＡＮ含量或缩短臂长来提高，其中，ＡＮ含量增加５．９％邋，逡逑聚合物的相转变温度可以从３３．２邋°Ｃ增加到６５．２邋°Ｃ。在加热冷却循环过程中该共逡逑聚物的ＵＣＳＴ型相转变行为是通过Ｐ（ＡＡｍ－ｃｏ－ＡＮ）臂和超支化内核的脱水以及自逡逑组织结构的转变来完成的。逡逑S梦腻义蟸|今逦嘴警逡逑ＨＯ逡逑ｉｉｍ逦Ｈｒｐ？．ｍ％逡逑９邋ａ逡逑ＨＢＩ＇Ｏ－ＤＴＩｉｌＡ逦ｌａ，逦＾逡逑Ａ邋Ａ邋ｍ－ｆ－－邋＾逡逑图１．３大分子引发剂和ＨＢＰＯ－ｓｔａｒ－Ｐ邋（ＡＡｍ－ｃｏ－ＡＮ）的合成路线逡逑聚电解质溶液的性质会受反离子和溶液中盐浓度的影响，因为盐的加入会增逡逑加体系中的反离子。因此一些盐可以在聚电解质溶液中能够诱导出ＵＣＳＴ型相转逡逑变行为。聚电解质在盐溶液中存在着复杂的相互作用，离子大小、极化率、价态逡逑和亲疏水性都会对其有很大的影响。一价或二价阳离子可以在部分中性的聚丙烯逡逑３逡逑

聚合物,溶液,聚电解质溶液,超支化

图１．２在水溶液中显示ＵＣＳＴ行为的聚合物逡逑Ｑｉ等［３９］通过ＲＡＦＴ聚合合成了以聚［３＿乙基－３－（轻甲基）氧杂环丁烧］为核，以逡逑聚（丙烯酸胺－两烯腈）（Ｐ（ＡＡｍ－ｃｏ－ＡＮ））为臂的超支化多臂共聚物（图１．３）。这逡逑种共聚物在水和电解质溶液中显示出可逆且受控ＵＣＳＴ型相转变行为。ＵＣＳＴ型逡逑相转变温度可以通过增加ＡＮ含量或缩短臂长来提高，其中，ＡＮ含量增加５．９％邋，逡逑聚合物的相转变温度可以从３３．２邋°Ｃ增加到６５．２邋°Ｃ。在加热冷却循环过程中该共逡逑聚物的ＵＣＳＴ型相转变行为是通过Ｐ（ＡＡｍ－ｃｏ－ＡＮ）臂和超支化内核的脱水以及自逡逑组织结构的转变来完成的。逡逑S梦腻义蟸|今逦嘴警逡逑ＨＯ逡逑ｉｉｍ逦Ｈｒｐ？．ｍ％逡逑９邋ａ逡逑ＨＢＩ＇Ｏ－ＤＴＩｉｌＡ逦ｌａ，逦＾逡逑Ａ邋Ａ邋ｍ－ｆ－－邋＾逡逑图１．３大分子引发剂和ＨＢＰＯ－ｓｔａｒ－Ｐ邋（ＡＡｍ－ｃｏ－ＡＮ）的合成路线逡逑聚电解质溶液的性质会受反离子和溶液中盐浓度的影响，因为盐的加入会增逡逑加体系中的反离子。因此一些盐可以在聚电解质溶液中能够诱导出ＵＣＳＴ型相转逡逑变行为。聚电解质在盐溶液中存在着复杂的相互作用，离子大小、极化率、价态逡逑和亲疏水性都会对其有很大的影响。一价或二价阳离子可以在部分中性的聚丙烯逡逑３逡逑

【参考文献】