[发明专利]聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)均聚物、嵌段共聚物及功能化聚合物

说明书

技术领域

本发明属于氨基酸聚合物领域，特别涉及聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)均聚物、嵌段共聚物及功能化聚合物。

背景技术

聚氨基酸具有稳定结构，优良的降解性能及生物相容性，并且具有侧基可修饰性，在生物领域如组织工程、药物控制释放等方面都具有广泛的应用前景。

除了材料本身的结构性能，侧链结构是聚（α-氨基酸）性能的重要影响因素。侧基因其沿着聚合物主链密集分布，对材料的结构性能如亲疏水性，电荷密度，极性以及生物活性等产生直接的影响。因此制备侧基功能化的聚（α-氨基酸）是聚氨基酸类材料在生物医学领域获得广泛应用的基础。传统的侧基键合，一般通过谷氨酸和天冬氨酸侧链上的羧基，赖氨酸和精氨酸侧链上的氨基以及半胱氨酸侧链上巯基进行。但是在制备聚氨基酸的过程中需要先将侧链基团保护起来，聚合得到聚氨基酸后再脱去保护，进一步与目标功能化侧基进行化学键合得到侧基功能化的聚氨基酸。这种氨基酸侧链功能化的方法不仅需要繁琐的保护脱保护过程，而且聚合后再键合的效率一般不高，难以获得高密度的侧基修饰。先制备侧基功能化的单体，再通过开环聚合得到功能化的聚氨基酸，可以100%在侧链引入功能基团且聚合后不需要进一步的脱保护过程。

目前，报导的氨基酸先侧链功能化再聚合得到聚氨基酸比较多，如在谷氨酸侧链修饰炔基，然后经聚合得到侧链炔基化的聚谷氨酸，最后通过Cu（I）催化“Azido-alkyne”click(CuAAC)化学反应进行修饰。然而，由于制备方法的限制，修饰有炔基的谷氨酸侧链较长，而且上述方法在聚合后的进一步修饰不容易进行，不仅需要使用Cu催化剂，还需要严格的冻抽除氧过程，反应时间长等缺点。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)均聚物、嵌段共聚物及功能化聚合物，均聚物和嵌段共聚物的侧链含有双键取代基，易于进行功能化修饰。

本发明公开了一种聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)均聚物，具有式（I）结构：

其中m为聚合度，5≤m≤150。

本发明公开了一种上述技术方案所述的聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)均聚物的制备方法，包括以下步骤：

将ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸制备得到ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸-N-羧酸内酸酐；

将ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸-N-羧酸内酸酐与伯胺引发剂在有机溶剂中反应，得到聚（ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸）均聚物。

优选的，所述ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸-N-羧酸内酸酐与伯胺引发剂的摩尔比为（5～150）：1。

本发明公开了一种聚乙二醇-聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)嵌段共聚物，包括具有式（II）或式（III）结构的第一嵌段和具有式（I）结构的第二嵌段；

其中，x为聚合度，10≤x≤227；

y为聚合度，10≤y≤227；

m为聚合度，5≤m≤150。

本发明公开了上述技术方案所述聚乙二醇-聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

具有式（IV）结构的端氨基化的聚乙二醇单甲醚或具有式（V）结构的端氨基化的聚乙二醇与上述技术方案所述的ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸-N-羧酸内酸酐在有机溶剂中发生聚合反应，得到聚乙二醇-聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)嵌段共聚物；

其中，x为聚合度，10≤x≤227；y为聚合度，10≤y≤227。

优选的，所述具有式（IV）结构的端氨基化的聚乙二醇单甲醚或具有式（V）结构的端氨基化的聚乙二醇与权利要求4所述的ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸-N-羧酸内酸酐的摩尔比为1:（5～150）。

本发明公开了一种功能化聚合物，具有（VI）、式（VII）或式（VIII）所示结构：

其中，x、y、m为聚合度，

10≤x≤227；10≤y≤227；5≤m≤150；

R为末端带有氨基、羧基或羟基的小分子有机基团。

本发明公开了一种上述技术方案所述的功能化聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将上述技术方案所述的聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)均聚物或上述技术方案所述的聚乙二醇-聚(ε-甲基丙烯酰基-L-赖氨酸)嵌段共聚物与光引发剂和含巯基的化合物在无氧有机溶剂中，经紫外光照射，发生反应，得到功能化聚合物。