侧基形状、拓扑结构对LCST聚多肽温度响应性质的影响研究

发布时间：2020-07-23 10:02

【摘要】：刺激响应聚合物是在接受外界的刺激时能够产生响应的一类聚合物材料,这类材料在按需药物递送、组织生成及修复、生物传感、智能涂层和人造肌肉等具有重要的研究价值和应用前景。据文献报道,温度响应聚合物是目前研究的热点问题并且对其理解也是最深入的。据文献报道,这类材料大多数为不可降解的聚烯烃主链,这就在一定的程度上限制了它们在生物材料领域中的应用。而温度响应聚多肽具有良好的生物相容性、独特的次级结构,因此具有广泛应用。大量文献报道结果表明,温度响应聚合物的性质与聚合物的分子量和浓度、溶剂种类、侧基亲疏水性和组成等密切相关,但是关于聚合物的侧基形状和拓扑结构对温度响应性质的影响尚不明了。该论文重点研究了的具有Y-形和线形侧基结构的温度响应聚多肽并结合三嵌段的拓扑结构系统研究了聚合物分子结构与温度响应性质的关系。在本论文中,通过酰氯酯化反应、环化反应、开环聚合、加成反应、亲核取代反应等合成一系列的非离子型的含低聚乙二醇(OEG)的均聚物及三嵌段聚合物,得到在水溶液中具有LCST型相转变温度的新型温度响应聚合物。1、采用单边酯化的方法合成了γ-(4-(3-氯丙氧羰基)苄基)-_L-谷氨酸酯和γ-4-(烯丙氧基羰基)苄基-_L-谷氨酸酯,两种酯通过环化反应得到相应的N-羰基酸酐(NCA)的单体。通过两种NCA开环聚合、亲核取代、点击化学等方法制备了一种线型和一种Y型的新型聚多肽:利用~1H NMR及FTIR等仪器对中间体及目标产物进行了结构的表征。利用变温紫外-可见光谱(UV-vis)研究了线型和Y形聚多肽在去离子水中及不同的盐溶液中的溶液相转变,研究表明,当聚合物浓度和OEG长度相同时,Y-形侧基结构能显著提高聚合物的亲水性并提高聚合物的浊点温度(26.1℃),聚合物的溶液相转变温度随OEG长度增加、浓度降低其浊点升高。2、以聚醚胺_(D-2000)为引发剂,引发两种NCA单体的开环聚合得到聚(γ-4-(烯丙氧基羰基)苄基-_L-谷氨酸)-PPG_(34)-聚(γ-4-(烯丙氧基羰和聚(γ-4-(3-氯丙氧基羰基)苄基-_L-谷氨酸酯)-PPG_(34)-聚(γ-4-(γ-4-(3-氯丙氧基羰基)苄基-_L-谷氨酸酯)两种聚合物我们利用~1H NMR,GPC等仪器表征了两种三嵌段聚合物的分子结构,通过UV-vis研究结果表明两种三嵌段聚合物分别在浓度为5mg.mL~(-1)和0.4 mg.mL~(-1)其转变温度在37℃左右,其聚合物浓度在相比于均聚物有所降低。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ317
【图文】：

经开发了温度响应聚合物，这些聚合物可以构建用于生物医学材料。在一定条件下温度响应性聚合物的溶液相行为在生物学，因此温度响应性聚合物受到越来越多的关注。目前所报道的的材料大部分为聚丙烯酰胺及其衍生物，但是这类材料难以降程度上限制了他们的应用。合成多肽是天然多肽的衍生物，由容性和可降解性，温度响应聚多肽成为最重要的智能聚合物材具有温度响应的聚多肽，并研究其溶液相行为有利于充分的了关系，为生物医用材料的应用奠定有力的理论依据。响应聚合物激响应聚合物在人们日常生活中所使用的东西中普遍存在，并且甚至对生命。长久以来，虽然是人们不知道真正的聚合物的性质（例如天然的，但是聚合物已经被用来提高生活质量[1-2]。由于受到橡胶

图 1.2 LCST 的二元混合物的相图。用来研究的，并且其相转变温度的接近人体体温附近 32℃，量大于 15.0×103g/mol 时，PNIPAM 的 LCST 型的溶液相转变浓度、溶液的 pH 及离子强度等因素无关。其溶液相行为主要高于 32℃时，PNIPAM 与水分子形成的氢键被破坏，由于侧水基团，它会将水分子中排出。然而由于在坍塌状态下形成分，而在冷却的过程中的 PNIPAM 与水发生作用时会有延迟，PAM 类材料具有明显的滞后性，与蛋白质具有强烈的氢键相互过程中产生低分子量胺，所有这些特性限制了它们在生物技术越多的科学家们开始致力于研究生物相容性好的聚合物材料度响应聚合物 PNIPAM 是带有短链的低聚（乙二醇）（OEG酸甲酯（POEGMA）和聚乙烯基酰胺类聚合物作为替代品，例）甲基丙烯酸酯]，它的热响应来自 OEG 部分在温度变化时的

Jiang 课题组[51]提出了一种具有温度和 CO2响应行为的新型合物。如图 1.3 所示，以 POEG 为骨架，叔胺为分支点，构建二醇）（HBPOEG）的目标聚合物，通过加热和冷却系统研究 H的相变。研究结果结果表明 HBPOEG 在水溶液中具有浓度依有优异的重复性。此外，HBPOEG 的 LCST 可以通过将 CO2节，因为叔胺可以被质子化并且通过鼓泡 CO2来增加聚合物合物的 LCST 增加，进一步鼓泡 N2以除去 CO2可以可逆地将值。这种基于骨架的超支化 LCST 聚合物具有 CO2和温度响输送，基因转染，功能性涂层等应用领域。

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本文编号：2767179