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聚肽材料作为一种主链由肽键相连接的高分子材料,具有独特的二级结构、良好的生物可降解性和生物相容性,在药物释放和组织工程等领域有广阔的应用前景。将聚乙二醇引入聚肽并形成嵌段共聚物对提高材料的水溶性、控制降解速度有着重要的意义;对聚肽材料结构的改性为聚肽材料拓宽应用领域提供了新的可能。 通过α-氨基酸的N-羧酸内酸酐开环聚合得到相应聚肽是聚肽合成研究的热点领域,聚L-谷氨酸及其衍生物作为经典的聚肽材料被众多的研究者们合成并报道。但是大部分聚L-谷氨酸衍生物的合成是通过对聚合物侧链羧基进行酯化修饰所得到的,其亲水性以及结晶性较差使得材料的应用受到一定限制。就目前来说,相对亲水的侧链酰胺化修饰的聚L-谷氨酸衍生物还鲜有报道,本论文通过在聚L-谷氨酸的侧链羧基上引入异丙胺,并与结构相似的二乙胺修饰的聚合物进行对比探讨了侧链酰胺键的存在(氢键)对聚肽材料性能的影响,同时也拓展了其在药物载体及水凝胶材料方面的应用。 本论文主要在此目的上开展了以下的实验工作: 1.以L-谷氨酸为原料,首先用邻苯二甲酸酐保护α-氨基后用乙酸酐促使L-谷氨酸两端的羧基分子内缩合形成酸酐;其次用异丙胺进攻酸酐开环修饰γ位羧基并脱除氨基保护,得到L-谷氨酰异丙胺单体,对每一步产物都使用核磁(1HNMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)、高效液相色谱(HPLC)和质谱(MS)进行了表征。最后尝试了L-谷氨酸异丙胺与三氯甲基碳酸酯反应生成L-谷氨酰异丙胺-N-羧酸内酸酐的合成,用FTIR、液相色谱和质谱联用(LC-MS)表征了反应的可行性。 2.以端基修饰成氨基的聚乙二醇单甲醚(mPEG-NH2)作为大分子引发剂,引发L-谷氨酸苄酯-N-羧酸内酸酐单体开环聚合得到聚乙二醇单甲醚-b-聚L-谷氨酸苄酯(mPEG-b-PBLG)嵌段共聚物。将共聚物在酸性条件下以水解的方式脱去苄酯保护基团,脱保护后裸露出来羧基分别与异丙胺、二乙胺偶合得到了聚乙二醇单甲醚-b-聚(N-异丙基-L-谷氨酰胺)(mPEG-b-PIGA)和聚乙二醇单甲醚-b-聚(N-二乙基-L-谷氨酰胺)(mPEG-b-PDEGA)嵌段共聚物,通过核磁、凝胶渗透色谱法(GPC)等手段对每一步产物结构和分子量进行了表征;对mPEG-b-PIGA的热力学和结晶性能研究是通过差示量热扫描法(DSC)、热重分析仪(TGA)等测试手段进行表征,并与mPEG-b-PDEGA共聚物进行了对比探讨了酰胺键的存在(氢键)对聚肽材料热力学性能的影响。 3.通过动态光散射(DLS)、荧光光谱(FS)等表征了mPEG-b-PIGA和mPEG-b-PDEGA的稀溶液性质,结果表明了侧链酰胺键的存在使得mPEG-b-PIGA的亲水性大大增强。通过“小瓶倒置法”宏观表征mPEG-b-PIGA聚合物水凝胶的形成,通过圆二色谱(CD)、旋转流变的表征以及与mPEG-b-PDEGA共聚物的对比,初步探索了其水凝胶的形成机理:侧链酰胺键形成的分子间氢键作用导致了水凝胶的形成。