[发明专利]一种糖基密度可控的糖基化聚膦腈制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及糖基密度可控的糖基化聚膦腈制备方法，具体涉及一种利用点击化学方法来制备糖基密度可精密调控的聚膦腈高分子材料。

背景技术

糖是生命体内重要的信息物质，在细胞间的信息传递过程中起着非常重要的作用。糖具有极好的亲水性和生物相容性，同时对蛋白质具有特异性识别作用，例如，葡萄糖与伴刀豆球蛋白(Con A)之间有特异性结合作用，而与花生凝集素(PNA)则没有作用。近年来，许多含糖聚合物(Glycopolymer)被合成出来，并被用于研究其与蛋白质之间的相互作用，进而模拟生命体内细胞间的信息传递过程。

聚膦腈是一种由氮、磷原子以交替的单双键构成主链、有机基团作为的聚合物。它具有主链柔顺、侧链可调控以及主链降解产物无毒害的特点，是一种生物相容性较好的高分子材料。由聚膦腈中间体聚二氯膦腈出发，通过亲核取代反应可以制备得到一系列基团不同的聚合物。利用聚膦腈的易修饰性可以制备得到糖基含量由高到低的一系列聚膦。此外，聚膦腈主链的柔顺性赋予了其糖基化产物更好的运动能力，使其在与蛋白质的相互作用过程中能有更多的构象变化，能够更加真实地模拟生命活动过程。自1983年Allcock首次报道糖基化聚膦腈以来(Macromolecules 1983，16，715-719；Macromolecules 1991，24，23-34)，国内外相继开展了相关研究，北京化工大学蔡晴(Acta Polym Sin 2008，141-147)、国外学者Schacht(Biomacromolecules 2007，8，1436-1445)和Stewart(Polym Int 2000，49，57-62)在将葡萄糖引入聚膦腈侧链过程中，为避免葡萄糖多个羟基与聚二氯膦腈发生交联反应，均将葡萄糖羟基选择性保护，与聚二氯膦腈取代反应过后，再通过脱保护实现葡萄糖羟基的“再生”。但现有的方法如保护-脱保护法存在反应过程冗长，操作繁琐，保护后糖基体积位阻增大导致氯原子取代不完全和合成高密度多糖聚膦腈困难等不足。

“点击化学”的概念最早是由诺贝尔化学奖得主Sharpless提出的。它是一种模块化的杂原子偶联反应，以叠氮基团和炔基为例，在变价金属离子如铜的催化作用下才能够进行反应。点击化学反应的特点是反应条件温和、可在室温下进行，对水气、氧气不敏感，反应效率高。中国专利CN101215736报道了一种糖基修饰丙烯腈纳米纤维及其制备方法和应用，该发明首先在聚丙烯腈纳米纤维膜表面引入炔基，再利用炔基-叠氮点击反应将含叠氮基团的糖固定到纳米纤维表面，该方法有效提高了聚丙烯腈纳米纤维膜表面的糖基化率，但是该过程用到了大量的Cu(I)进行催化反应，在后续的蛋白质分离中有一定的危害性。

目前，越来越多的点击反应类型被人们发现，其中炔基-巯基点击反应受到了人们的广泛关注。炔基-巯基反应具有反应效率高、产物易分离、非金属离子催化等优点。操作方便、易放大以及环境友好等优点为炔基-巯基点击化学反应在材料修饰、表面改性、聚合物合成等领域的应用奠定了基础。Perrier等人(Macromolecules 2010，43，1438-1443)结合活性自由基聚合物及紫外光照下的炔基-巯基点击反应，成功合成了一类枝化糖基聚合物。Hensarling等人(Journal of the American Chemical Society 2009，131，14673-14675)利用紫外光引发接枝聚合将甲基丙烯酸丙炔醇酯固定在硅片上，随后再利用炔基-巯基点击反应，分别将亲水的巯基丙酸、巯基甘油和疏水的十二烷基巯醇等固定在硅片表面。结果表明点击反应效率几乎可达100％。因此将炔基-巯基点击反应反应于糖基化聚膦腈的合成中，可以制备得到高糖基密度的聚膦腈。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有高糖基密度聚膦腈在合成方法上的不足，提供一种环保、高效、简便糖基密度可精密调控的聚膦腈制备方法，具体步骤如下：

提供一种糖基密度可控的糖基化聚膦腈制备方法，是先合成聚二氯膦腈，然后再合成炔基聚膦腈，最后合成制备糖基化聚膦腈高分子材料。

该方法具体包括如下步骤：

(1)将六氯环三磷腈置于密封反应容器中，在真空高温条件下进行热开环聚合反应6～24小时，得到聚二氯膦腈的弹性体，该聚合物数均分子量为2～50万；