[发明专利]一种胱氨酸胆固醇凝胶因子及其制备方法

说明书

本发明涉及一种胱氨酸胆固醇凝胶因子及其制备方法，该凝胶因子是以天然产物胆固醇以及胱氨酸为原料，通过化学反应得到的。发明还公开了一种超分子凝胶，由上述的凝胶因子在苯类溶剂、正丙醇或环己烷等溶剂中自组装得到，微观形貌为规整的纳米带或纳米纤维网络结构。本发明的凝胶因子和超分子凝胶制备过程所采用原料属于天然小分子化合物，具有来源广泛、生物相容性好、结构独特等优点，并表现出较好的离子选择性识别和还原响应特性。这样的凝胶体系具有良好的生物相容性和环境友好性，为智能响应凝胶材料的构建提供了新的思路，也为拓展胱氨酸和胆固醇天然小分子化合物在超分子领域的应用提供了新的参考。

技术领域

本发明涉及超分子凝胶技术领域，具体涉及一种具有“蝶形”分子结构的胱氨酸胆固醇凝胶因子的合成及超分子凝胶的制备方法。

背景技术

凝胶因其独特的流变力学性能在许多领域表现出独一无二的优势，目前已经被广泛应用于食品、化妆品、农业、医药、污水处理等多个领域。其中，低分子量凝胶由于分子结构易设计、性能易调控、制备方法简单、对外界刺激响应灵敏等诸多优势受到研究者的广泛关注。目前，已有较多构筑基元被用于低分子量凝胶的构建，但是关于凝胶因子结构的合理设计以及对形貌和性能的精准调控仍然是比较大的难题。同时，人们发现在凝胶材料的应用过程中，除了需要考虑力学性能，凝胶材料的环境友好性、生物相容性、可降解性等性能也需要重点关注。因此，若能设计合成出以天然小分子化合物为原料，并具有独特分子结构的凝胶体系，充分利用天然产物来源广泛、含量丰富、结构多样、生物相容性好等优势，可以很好的解决当下凝胶材料发展的局限。

胆固醇是动物体内一种非常重要的成分，具有良好的生物相容性，与生理活动密切相关。胆固醇结构中含有4个环组成的刚性结构及一个柔性尾链，在溶剂中有较强的聚集趋势。胱氨酸是动物体内唯一含二硫键的天然氨基酸，对动物体内蛋白质的结构与功能起着重要作用。若能将具有氧化还原响应的胱氨酸与具有良好生物相容性的胆固醇相结合，获得具有独特分子结构的凝胶因子，研究其组装过程，不仅可以丰富超分子凝胶构筑基元的种类，拓展天然小分子化合物在超分子领域的应用，而且可以帮助我们更好地理解生命活动。因此，在本发明中，选择生物体内广泛存在的胆固醇和胱氨酸为原料，通过简单的化学修饰，得到具有独特“蝶形”分子结构的胱氨酸胆固醇凝胶因子，并探究其超分子凝胶性质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有“蝶形”分子结构的胱氨酸胆固醇凝胶因子的合成及超分子凝胶的制备方法，以解决上述背景技术中提到的缺陷，拓展天然产物小分子在超分子领域的应用。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种胱氨酸胆固醇凝胶因子，其结构式如下：

该胱氨酸胆固醇凝胶因子的结构中同时包含可以提供π-π堆积作用的萘基团、胱氨酸上可以提供氢键作用的酰胺键、以及容易形成范德华作用力的胆固醇骨架，使分子在溶剂中容易在π-π堆积、氢键、范德华作用力的协同驱动下，有序排列组装成规整的微纳米结构。

本发明提供了一种胱氨酸胆固醇凝胶因子的制备方法，包括以下步骤：

第一步，N-1-萘基乙二胺的合成：将N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶于水中，加入氢氧化钠固体，室温下搅拌2h。用乙酸乙酯将水相萃取三次，有机相合并，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干溶剂得到N-1-萘基乙二胺黄色油状液体；

第二步，叔丁氧羰基(Boc)保护的胱氨酸的合成：将胱氨酸溶于水中，冰浴下加入三乙胺(Et₃N)和二碳酸二叔丁酯(Boc₂O)搅拌，温度自然升至室温下反应4h，薄层色谱(TLC)监测反应完全。将反应液旋干，残渣溶于乙酸乙酯中，分别用稀盐酸和饱和食盐水洗涤，分有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干得到白色固体。所得白色固体进行柱层析分离，旋蒸得到Boc保护的胱氨酸白色固体。