本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法，首先在炔丙基溴和丙烯酰氯的分別作用下，利用威廉森成醚反應(yīng)，制備出帶有端炔烴和端烯烴的化合物。接著端烯烴與巰基化合物進(jìn)行巰基?烯加成反應(yīng)，端炔烴與乙酰基保護(hù)的α?D?吡喃甘露糖疊氮化物進(jìn)行CuAAC反應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利技術(shù)首次通過巰基?烯加成反應(yīng)和GuAAC聯(lián)用的方法，成功的將不同結(jié)構(gòu)的硫醇物質(zhì)同α?D?吡喃甘露糖基疊氮化物結(jié)合起來，制備出一種可運用于后聚合改性的含甘露糖的衍生物，該合成方法穩(wěn)定、高效，為后期獲得分子量可控、分子量分布較窄的含糖均聚物提供一個可觀的途徑等。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法
本專利技術(shù)屬于含糖衍生物合成
，涉及一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法。
技術(shù)介紹
含糖聚合物是具有非碳水化合物主鏈，但具側(cè)鏈或末端含有碳水化合物的聚合物，通常通過分步生長縮合反應(yīng)或開環(huán)聚合來制備。該聚合物具有高度的親水性，并且能夠選擇性地與多種生物分子相互作用，如轉(zhuǎn)運蛋白(GLUTs)、蛋白質(zhì)(凝集素)、酶(如β-葡萄糖醛酸酶)等物質(zhì)。含糖聚合物介導(dǎo)的相互作用主要涉及到糖結(jié)合蛋白(GBP)的特異性識別，這有利于研究糖和蛋白質(zhì)的相互作用，在一系列復(fù)雜的生物過程中所起到的不可或缺的作用：例如細(xì)胞間識別，信號傳遞和感染，因此人們對合成結(jié)構(gòu)可控的糖類聚合物十分感興趣。同時，α-D-吡喃甘露糖，因為其廣泛可用，環(huán)境友好，通常無毒，結(jié)構(gòu)多樣，以及相對容易功能化等優(yōu)點，逐漸成為含糖聚合物構(gòu)建單元的一個有吸引力的選擇。因此，設(shè)計合成不同功能性的含甘露糖的衍生物對后期物質(zhì)的聚合改性，具有重大的意義。點擊化學(xué)(ClickChemistry)，又稱“鏈接化學(xué)”、“動態(tài)組合化學(xué)”，是在溫和條件下通過小單元的拼接的形式，高選擇性的實現(xiàn)分子多樣性構(gòu)建。目前有機(jī)合成領(lǐng)域主要分四種點擊化學(xué)反應(yīng)：端基炔與疊氮之間的CuAAC反應(yīng)；烯烴間的D-A反應(yīng)；巰基-烯反應(yīng)；以及自由基引發(fā)的巰基-炔反應(yīng)。其中CuAAC反應(yīng)(Huisgen偶極環(huán)加成反應(yīng))能在溫和的條件下快速引入特定的功能性基團(tuán)。巰基-烯點擊化學(xué)，能夠充分的將光引發(fā)過程的優(yōu)點和傳統(tǒng)的點擊反應(yīng)的優(yōu)點相結(jié)合，反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)率高、具有高度的選擇性、生物相容性和環(huán)境友好性，能廣泛的應(yīng)用于聚合物功能化、大分子構(gòu)建、材料的設(shè)計和合成。目前，現(xiàn)有的甘露糖衍生物大多使用單一的CuAAC反應(yīng)制備得來，其結(jié)構(gòu)簡單且多數(shù)為不可逆轉(zhuǎn)的剛性結(jié)構(gòu)。因此，如何制備具有不同性質(zhì)的甘露糖衍生物，以用于后期聚合改性，就顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是為了提供一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法。本專利技術(shù)創(chuàng)新性的將兩種點擊化學(xué)(巰基-烯加成反應(yīng)和GuAAC反應(yīng))聯(lián)用，制備出一系列同時含有剛性三氮唑環(huán)和柔性硫醇鏈的甘露糖衍生物，可用于后期聚合改性，有利于探究不同的剛?cè)嵝枣湺螌事短蔷酆衔锾禺愋宰R別功能的影響。本專利技術(shù)將兩種“點擊化學(xué)”方法相結(jié)合，使得實驗操作簡單、高效、具有一定的環(huán)境友好性，在一定程度上改善了以往含糖衍生物的制備方法，為含糖衍生物對聚合物骨架的后聚合改性提供了一個可觀的途徑。本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法，包括以下步驟：(1)取5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐和2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇溶于無水甲苯，攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，洗滌、干燥、純化處理得到白色固體，即為化合物1；(2)取化合物1溶于無水N,N-二甲基甲酰胺，滴加炔丙基溴，隨后加入氫氧化鉀繼續(xù)攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色油狀產(chǎn)物，即為化合物2；(3)取化合物2溶于無水二氯甲烷中，隨后加入三乙胺和丙烯酰氯，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色油狀產(chǎn)物，即為化合物3；(4)取化合物3和硫醇HS-Rn溶于無水二氯甲烷中，隨后加入二甲基苯基膦，反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色油狀液體，即為化合物Gn；(5)取化合物Gn和乙酰基保護(hù)的α-D-吡喃甘露糖基疊氮化物(Man-OAc-N3)，加入叔丁醇和去離子水的混合溶液，攪拌均勻后加入五水硫酸銅和抗壞血酸鈉繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色粘稠液體化合物Mn，即為目的產(chǎn)物；其中，HS-Rn中，n為正整數(shù)(即1、2、3)，-Rn為CH3(CH2)4-(即R1)、-(CH2)3-OH(即R2)或-(CH2)2COOCH3(即R3)，對應(yīng)的HS-R1、HS-R2、HS-R3分別為1-戊硫醇、3-巰基-1-丙醇和3-巰基丙酸甲酯，同時，Gn與Mn的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式分別如下：或進(jìn)一步的，步驟(1)中，5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐和2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇的摩爾比為1：(1-1.4)，優(yōu)選的摩爾比約為1:1.2。進(jìn)一步的，步驟(1)中，攪拌反應(yīng)的溫度為120℃，反應(yīng)時間為16h。進(jìn)一步的，步驟(2)中，化合物1、炔丙基溴和氫氧化鉀的摩爾比例為1：(1.4-1.6)：(1.5-2.5)，優(yōu)選的，摩爾比約為1:1.5:2。進(jìn)一步的，步驟(2)中，攪拌反應(yīng)的溫度為0℃，反應(yīng)時間為2-3h。進(jìn)一步的，步驟(3)中，化合物2、丙烯酰氯、三乙胺的摩爾比例為1:(1.5-2.5):(1.5-2.5)，優(yōu)選的，摩爾比約為1:2:2；攪拌反應(yīng)的溫度為0℃，反應(yīng)時間為12h。進(jìn)一步的，步驟(4)中，化合物3、硫醇HS-Rn和二甲基苯基膦的摩爾比為1：(1.0-1.4)：(0.05-0.1)，優(yōu)選的，摩爾比約為1:1.2:0.07。此外，將催化劑二甲基苯基膦在CH2Cl2中稀釋以便于量取(稀釋至濃度為0.1MinCH2Cl2，即取14.2μL的純二甲基苯基磷溶于1mL的CH2Cl2)，且催化劑的使用量相對于化合物3而言為0.07當(dāng)量(即7mmol％)。進(jìn)一步的，步驟(4)中，化合物3和硫醇HS-Rn先在二氯甲烷中攪拌30min，隨后加入二甲基苯基膦后，室溫下反應(yīng)3h。進(jìn)一步的，步驟(5)中，化合物Gn、α-D-吡喃甘露糖基疊氮化物、五水硫酸鈉和抗壞血酸鈉的摩爾比為1:(1.0-1.5):(0.4-0.6):(0.8-1.2)，優(yōu)選的，摩爾比約為1:1.2:0.5:1。進(jìn)一步的，步驟(5)中，叔丁醇與水按體積比1:1混溶。本專利技術(shù)中，首先在炔丙基溴和丙烯酰氯的分別作用下，利用威廉森成醚反應(yīng)制備出帶有端炔烴和端烯烴的化合物3。然后利用巰基-烯加成反應(yīng)和CuAAC反應(yīng)，制備出含巰基和吡喃甘露糖的單體衍生物，可運用于后聚合改性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)本專利技術(shù)首次通過巰基-烯加成反應(yīng)和GuAAC聯(lián)用的方法，成功的將不同結(jié)構(gòu)的硫醇物質(zhì)同α-D-吡喃甘露糖基疊氮化物結(jié)合起來，制備出一種可運用于后聚合改性的含甘露糖的衍生物，且合成方法穩(wěn)定、高效。(2)本專利技術(shù)所合成的含糖衍生物適用于后聚合改性，可制備出能夠與生物蛋白特異性識別、診斷的材料。(3)本專利技術(shù)制備含糖衍生物的方法還可適用于同種類型的其它硫醇化合物與其它單糖物質(zhì)的合成。同時也適用于其它類功能材料的制備，如含硅、含氟類材料等。附圖說明圖1為化合物2(二醇+酯烯)的核磁氫譜圖。圖2為化合物2(二醇+酯烯)的核磁碳譜圖。圖3為化合物3(單炔+酯烯)的核磁氫譜圖。圖4為化合物3(單炔+酯烯)的核磁碳譜圖。圖5為化合物G1(單炔+戊硫醇)的核磁氫譜圖。圖6為化合物G1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法，其特征在于，包括以下步驟：/n(1)取5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐和2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇溶于無水甲苯，攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，洗滌、干燥、純化處理得到白色固體，即為化合物1；/n(2)取化合物1溶于無水N,N-二甲基甲酰胺，滴加炔丙基溴，隨后加入氫氧化鉀繼續(xù)攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色油狀產(chǎn)物，即為化合物2；/n(3)取化合物2溶于無水二氯甲烷中，隨后加入三乙胺和丙烯酰氯，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色油狀產(chǎn)物，即為化合物3；/n(4)取化合物3和硫醇HS-R
【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)取5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐和2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇溶于無水甲苯，攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，洗滌、干燥、純化處理得到白色固體，即為化合物1；
(2)取化合物1溶于無水N,N-二甲基甲酰胺，滴加炔丙基溴，隨后加入氫氧化鉀繼續(xù)攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色油狀產(chǎn)物，即為化合物2；
(3)取化合物2溶于無水二氯甲烷中，隨后加入三乙胺和丙烯酰氯，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色油狀產(chǎn)物，即為化合物3；
(4)取化合物3和硫醇HS-Rn溶于無水二氯甲烷中，隨后加入二甲基苯基膦，反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色油狀液體，即為化合物Gn；
(5)取化合物Gn和乙酰基保護(hù)的α-D-吡喃甘露糖基疊氮化物，加入叔丁醇和去離子水的混合溶液，攪拌均勻后加入五水硫酸銅和抗壞血酸鈉繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥、純化，得到淡黃色粘稠液體化合物Mn，即為目的產(chǎn)物；
其中，HS-Rn為C5H12S、C3H8OS或C4H8O2S；
Gn與Mn的化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法，其特征在于，步驟(1)中，5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐和2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇的摩爾比為1：(1-1.4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙點擊化學(xué)聯(lián)用制備可用于后聚合改性的含甘露糖衍生物的方法，其特征在于，步驟(1)中，攪拌反應(yīng)的溫度為120℃，反應(yīng)時間為16h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王夢彤，劉美娜，劉志峰，周志，葉飛，梁雯，趙美玲，
申請(專利權(quán))人：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31
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