[发明专利]一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法

说明书

技术领域

一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法，属于功能材料技术领域。

背景技术

随着新技术的发展和应用，各种各样新的高分子材料异军突起，在人们的生产生活领域起到了举足轻重的作用。然而，在高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时，其使用后的大量废弃物也与日俱增，给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响。本发明所用的单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为环境友好型原料，赖氨酸(L-lysine)为人体所需的氨基酸，有关它们共聚物的制备、结构与性能的研究引起了科研工作者的广泛关注。其中，甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)是非常重要的单体，由HEMA合成的PHEMA是一种亲水性聚合物，吸水量可达自身重量的40％。聚合物中羟基是吸附性很强的极性基，也是活泼基团，易发生反应，作为丙烯酸树脂的共聚组分，赋予聚合物亲水性，提高粘接性，也可通过羟基反应而起交联作用。因带有羟基而具有亲水性和优异的生物相容性。主要用作眼科和牙科的医用高分子材料，是目前制造接触镜的主要材料。PHEMA是有发展前途的医用高分子材料。赖氨酸(L-lysine)是人体所需的氨基酸，聚赖氨酸作为多聚氨基酸中的一种，自从1975年，Laemmli等研究表明PLL具有包裹DNA的能力，聚赖氨酸便由于其线型多肽的主链构型，在生物体内可降解为人体所需的赖氨酸，良好的生物相容性以及易于进行化学修饰等诸多优点，成为阳离子聚合物中研究最多的一类。目前进行聚赖氨酸的研究中，很少有用自由基聚合的方式得到聚赖氨酸的衍生物的研究。而传统的自由基聚合得到的聚合物因为对聚合物结构，分子量及分布的控制性不好，高分子量的聚赖氨酸引起的细胞毒性和低分子量时对DNA的包袱能力不佳，使得对聚合物结构的控制尤为重要。本发明利用可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合的方法，制备PHEMA的均聚物的分子量及其分布可通过调节单体、引发剂与链转移剂的配比和聚合反应时间来实现，通过酯化反应得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物，通过脱保护得到PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物具有良好的生物相容性，可作为生物医用材料广泛应用于药物缓释体系和基因治疗等领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法。

本发明的技术方案：一种聚赖氨酸衍生物的RAFT制备方法，在于直接采用三硫代碳酸酯为链转移剂，以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、赖氨酸(L-lysine)为原料，先采用RAFT自由基聚合方法，制备聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)的均聚物，然后通过酯化反应得到PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物。通过三氟乙酸(TFA)对共聚物进行脱保护，得到PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物。该共聚物可以通过静电作用与质粒DNA(pDNA)形成PHEMA-co-PHEMA-L-lysine/pDNA复合物。

均聚物PHEMA的配比为：单体1(HEMA)∶三硫代碳酸酯∶AIBN的摩尔比为100∶3∶1，采用溶液聚合，溶剂为叔丁醇，用量为单体量的3倍，于75℃反应5h，冰水冷却停止反应；用冷乙醚将产物沉淀三次，最后在30℃下干燥，得白色产物。

PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物的配比为：单体2(Boc-L-lysine)∶聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)∶DCC∶DMAP的摩尔比为1∶1.5∶1.3∶0.6，用DMF为溶剂。

按配比称取单体2、PHEMA、DCC和DMAP置于反应器中，加入一定量的无水乙酸乙酯，于25℃反应24h。反应完毕后，减压蒸馏除去溶剂，在乙醚中沉淀三次，得浅黄色固体。

制备PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物的方法为：将PHEMA-co-PHEMA-Boc-L-lysine共聚物溶于一定量的二氯甲烷中，向中加入三氟乙酸，室温下搅拌12h，用无水乙醚沉淀，得到产物。

通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、透射电子显微镜等表征方法对均聚物和共聚物的结构和性能进行表征，结果表明聚合物结构明确。

本发明的有益效果：根据本发明方法制备的PHEMA-co-PHEMA-L-lysine共聚物，具有优异的生物相容性；聚合物的分子量可通过调节投料比和聚合反应时间来实现；该共聚物作为生物相容性材料在药物缓释系统、基因治疗等领域具有广泛的应用价值。

附图说明

图1均聚物PHEMA的核磁谱图。