賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法技術

本發明專利技術公開賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法，以將單體D型或者L型賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，以二硫代苯甲酸?4?氰基戊酸為鏈轉移劑，偶氮二異丁腈為引發劑進行可逆加成?斷裂鏈轉移聚合；本發明專利技術的聚合物表現出優異的抗菌性能，能夠明顯的破壞細菌膜結構引起細菌的死亡；溶血實驗和體外平滑肌細胞相容性實驗表明其保持顯著的生物相容性。

Preparation of Lysine Methacrylate Homopolymer

The invention discloses a preparation method of lysine methacrylate homopolymer, which is prepared by homopolymer of monomer D-type or L-type lysine methacrylate, chain transfer agent of dithiobenzoic acid 4 cyanovalerate acid and initiator of azodiisobutyronitrile, and reversible addition fragmentation chain transfer polymerization. The polymer of the invention exhibits excellent antimicrobial performance and can obviously damage fine. The structure of bacterial membrane causes the death of bacteria. Hemolysis test and in vitro smooth muscle cell compatibility test show that it maintains remarkable biocompatibility.

【技術實現步驟摘要】
賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法本申請是母案申請“賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物及制備方法和在抗菌中的應用”的分案申請，母案申請的申請號為2016110193156，申請日為2016年11月14日。
本專利技術屬于生物醫用高分子材料領域，涉及新型仿抗菌肽聚合物的設計合成方法，具體涉及一種陽離子手性氨基酸甲基丙烯酸酯聚合物的制備及其抗菌應用。
技術介紹
目前，抗生素耐藥菌的出現已經給公共健康衛生帶來了極大的威脅，細菌的粘附、增殖和形成的生物膜會導致患者感染并引發一系列并發癥甚至危及患者生命。盡管可替代的新型抗菌聚合物的研究已經取得一定進展，但是其在生物醫用和臨床應用上仍然存在極大的挑戰。可替代的新型抗菌聚合物不僅要具有高效的抗菌性能，同時不能影響到機體組織正常的生理作用，簡單來說即能夠選擇性的殺滅細菌而對正常的哺乳動物細胞無毒性。因此，兼具高效抗菌活性與選擇性的抗菌聚合物仍然有待研究。
技術實現思路
本專利技術的目的是制備一種基于手性氨基酸的陽離子型聚甲基丙烯酸酯聚合物，并研究其在抗菌方面的應用，以克服現有抗菌聚合物抗菌活性較弱、生物相容性較差的缺點。本專利技術采用了以下技術方案：L-亮氨酸甲基丙烯酸酯均聚物，即P(L-Leu-HEMA)，以單體D-亮氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，分子式示意結構如下：n為聚合度，聚合物的數均分子量為10-23kDa，分子量分布系數為1.10-1.25。上述均聚物的制備方法，將單體L-亮氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，以二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸為鏈轉移劑，偶氮二異丁腈為引發劑進行RAFT聚合，單體L-亮氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(45—60)：1：0.2，優選(50—60)：1：0.2。在上述技術方案中，在惰性氣體(氮氣、氦氣或者氬氣)保護下進行，反應溫度為60—80攝氏度，反應時間為6-10小時，溶劑N，N-二甲基甲酰胺提供反應氛圍和環境。在上述技術方案中，單體L-亮氨酸甲基丙烯酸酯按照下述步驟進行制備：將L-亮氨酸和甲基丙烯酸羥乙酯以4-二甲氨基吡啶為催化劑，N,N’-二環己基碳二亞胺為脫水縮合劑，以二氯甲烷為溶劑在冰水浴中反應30-60分鐘，再于室溫20—25攝氏度下攪拌反應24-48小時，其中L-亮氨酸、4-二甲氨基吡啶、N,N’-二環己基碳二亞胺和甲基丙烯酸羥乙酯的質量比為5：(0.2—0.25)：(4—5)：(2—3)，L-亮氨酸為叔丁氧羰基保護的L-亮氨酸。在上述技術方案中，制備的均聚物在三氟乙酸作用下進行脫保護，優選將均聚物溶于二氯甲烷中，在三氟乙酸作用下，于20—25攝氏度下進行脫保護反應2—4小時，純化后溶解透析，冷凍干燥即可。由于采用三氟乙酸作用，脫保護反應后的聚合物中帶有三氟乙酸集團，由于Leu的等電點為pH6.01，Lys的等電點為pH9.60，調節pH為7.2時，leu的-NH3+發生去質子化，生成-NH2，如下化學式所示：D-亮氨酸甲基丙烯酸酯均聚物，即P(D-Leu-HEMA)，以單體D-亮氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，分子式示意結構如下，n為聚合度，聚合物的數均分子量為10-23kDa，分子量分布系數為1.10-1.25。上述均聚物的制備方法，將單體D-亮氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，以二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸為鏈轉移劑，偶氮二異丁腈為引發劑進行RAFT聚合，單體D-亮氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(45—60)：1：0.2，優選(50—60)：1：0.2。在上述技術方案中，在惰性氣體(氮氣、氦氣或者氬氣)保護下進行，反應溫度為60—80攝氏度，反應時間為6-10小時，溶劑N，N-二甲基甲酰胺提供反應氛圍和環境。在上述技術方案中，單體D-亮氨酸甲基丙烯酸酯按照下述步驟進行制備：將D-亮氨酸和甲基丙烯酸羥乙酯以4-二甲氨基吡啶為催化劑，N,N’-二環己基碳二亞胺為脫水縮合劑，以二氯甲烷為溶劑在冰水浴中反應30-60分鐘，再于室溫20—25攝氏度下攪拌反應24-48小時，其中D-亮氨酸、4-二甲氨基吡啶、N,N’-二環己基碳二亞胺和甲基丙烯酸羥乙酯的質量比為5：(0.2—0.25)：(4—5)：(2—3)，D-亮氨酸為叔丁氧羰基保護的D-亮氨酸。在上述技術方案中，制備的均聚物在三氟乙酸作用下進行脫保護，優選將均聚物溶于二氯甲烷中，在三氟乙酸作用下，于20—25攝氏度下進行脫保護反應2—4小時，純化后溶解透析，冷凍干燥即可。由于采用三氟乙酸作用，脫保護反應后的聚合物中帶有三氟乙酸集團，由于Leu的等電點為pH6.01，Lys的等電點為pH9.60，調節pH為7.2時，leu的-NH3+發生去質子化，生成-NH2，如下化學式所示：L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物，即P(L-Lys-HEMA)，以單體L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，分子式示意結構如下，n為聚合度，聚合物的數均分子量為10-23kDa，分子量分布系數為1.10-1.25。上述均聚物的制備方法，將單體L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，以二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸為鏈轉移劑，偶氮二異丁腈為引發劑進行RAFT聚合，單體L-賴氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(45—60)：1：0.2，優選(50—60)：1：0.2。在上述技術方案中，在惰性氣體(氮氣、氦氣或者氬氣)保護下進行，反應溫度為60—80攝氏度，反應時間為6-10小時，溶劑N，N-二甲基甲酰胺提供反應氛圍和環境。在上述技術方案中，單體L-賴氨酸甲基丙烯酸酯按照下述步驟進行制備：將L-賴氨酸和甲基丙烯酸羥乙酯以4-二甲氨基吡啶為催化劑，N,N’-二環己基碳二亞胺為脫水縮合劑，以二氯甲烷為溶劑在冰水浴中反應30-60分鐘，再于室溫20—25攝氏度下攪拌反應24-48小時，其中L-賴氨酸、4-二甲氨基吡啶、N,N’-二環己基碳二亞胺和甲基丙烯酸羥乙酯的質量比為5：(0.2—0.25)：(4—5)：(2—3)，L-賴氨酸為叔丁氧羰基保護的L-賴氨酸。在上述技術方案中，制備的均聚物在三氟乙酸作用下進行脫保護，優選將均聚物溶于二氯甲烷中，在三氟乙酸作用下，于20—25攝氏度下進行脫保護反應2—4小時，純化后溶解透析，冷凍干燥即可。由于采用三氟乙酸作用，脫保護反應后的聚合物中帶有三氟乙酸集團，調節pH為7.2，lys不受影響，如下化學式所示：D-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物，即P(D-Leu-HEMA)，以單體D-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，分子式示意結構如下，n為聚合度，聚合物的數均分子量為10-23kDa，分子量分布系數為1.10-1.25。上述均聚物的制備方法，將單體D-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，以二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸為鏈轉移劑，偶氮二異丁腈為引發劑進行RAFT聚合，單體D-賴氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(45—60)：1：0.2，優選(50—60)：1：0.2。在上述技術方案中，在惰性氣體(氮氣、氦氣或者氬氣)保護下進行，反應溫度為60—80攝氏度，反應時間為6-10小時，溶劑N，N-二甲基甲酰胺提供反應氛圍和環境。在上述技術方案中，單體D-賴氨酸甲基丙烯酸酯按照下述步驟進行制備：將D-賴氨酸和甲基丙烯酸羥乙酯以4-二甲氨基吡啶為催化劑，N,N’-二環己基碳二亞胺為脫水縮合劑，以二氯甲本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法，其特征在于，在L?賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法中，將單體L?賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，以二硫代苯甲酸?4?氰基戊酸為鏈轉移劑，偶氮二異丁腈為引發劑進行RAFT聚合，單體L?賴氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(45—60)：1：0.2，制備的均聚物在三氟乙酸作用下進行脫保護，純化后溶解透析，冷凍干燥即可；在D?賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法中，單體D?賴氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(45—60)：1：0.2，制備的均聚物在三氟乙酸作用下進行脫保護，純化后溶解透析，冷凍干燥即可；所述L?賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的數均分子量為10?23kDa，分子量分布系數為1.10?1.25；所述D?賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物聚合物的數均分子量為10?23kDa，分子量分布系數為1.10?1.25。

【技術特征摘要】
1.賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法，其特征在于，在L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法中，將單體L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚而成，以二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸為鏈轉移劑，偶氮二異丁腈為引發劑進行RAFT聚合，單體L-賴氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(45—60)：1：0.2，制備的均聚物在三氟乙酸作用下進行脫保護，純化后溶解透析，冷凍干燥即可；在D-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法中，單體D-賴氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(45—60)：1：0.2，制備的均聚物在三氟乙酸作用下進行脫保護，純化后溶解透析，冷凍干燥即可；所述L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的數均分子量為10-23kDa，分子量分布系數為1.10-1.25；所述D-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物聚合物的數均分子量為10-23kDa，分子量分布系數為1.10-1.25。2.根據權利要求1所述的賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法，其特征在于，在L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法中，單體L-賴氨酸甲基丙烯酸酯、鏈轉移劑和引發劑的投料摩爾比為(50—60)：1：0.2；在惰性氣體保護下進行，反應溫度為60—80攝氏度，反應時間為6-10小時，溶劑N，N-二甲基甲酰胺提供反應氛圍和環境；制備的均聚物在三氟乙酸作用下進行脫保護。3.根據權利要求2所述的賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法，其特征在于，在L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法中，惰性氣體為氮氣、氦氣或者氬氣，將均聚物溶于二氯甲烷中，在三氟乙酸作用下，于20—25攝氏度下進行脫保護反應2—4小時。4.根據權利要求2所述的賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法，其特征在于，在L-賴氨酸甲基丙烯酸酯均聚物的制備方法中，單體L-賴氨酸甲基丙烯酸酯按照下...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙蘊慧，胡素利，胡文虹，李珍光，袁曉燕，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津,12