專利名稱：可調(diào)lcst聚合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及低臨界溶液溫度(LCST)聚合物的組合物，及其合成方法和用途。
背景技術(shù)：
在水性溶液中，LCST聚合物在臨界(即LCST)溫度表現(xiàn)出突然的體積相轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫度升高至高于LCST時(shí)，假定聚合物鏈的疏水性突然增加，其導(dǎo)致聚合物在水性溶液中幾乎不溶。LCST聚合物的這個(gè)獨(dú)特性質(zhì)使得其在諸如作為用于控制或修正細(xì)菌聚集、蛋白吸收和釋放、蛋白-配體識(shí)別、和藥物遞送的試劑的此類應(yīng)用中受到特別關(guān)注。然而，將其整合至這些應(yīng)用和未來應(yīng)用中所面對的一個(gè)重要障礙是，其幾乎不能被多種可選的官能團(tuán)中的任意一個(gè)衍生化。在不具備這種能力的情況下，對此類聚合物的使用及其可以使用的條件將受到很大限制。例如，現(xiàn)有LCST聚合物的性質(zhì)通常非常難以精確調(diào)節(jié)，因?yàn)橐话悴豢赡軐ζ浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行精確調(diào)整。某些缺乏這種能力的特定LCST聚合物為聚(N-取代)丙烯酰胺。因此，通過對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)精確調(diào)整就能調(diào)節(jié)諸如臨界溫度和與宿主之間相互作用能力的性質(zhì)的LCST聚合物具有顯著的優(yōu)勢。發(fā)明簡述本發(fā)明的第一個(gè)方面涉及在制備本申請所述的LCST聚合物中使用的單體組合
物。在具體實(shí)施方式
中，單體組合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種以下述化學(xué)結(jié)構(gòu)表示的單體組合物
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中X是-O-。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中X是-NR5-。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中Y表示-0-基團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中Y表示-S-基團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中Y表示-NR3R4-基團(tuán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中X是-0-并且Y表示-0-基團(tuán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中X是-0-并且Y表示-S-基團(tuán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中X是-0-并且Y表示-NR3R4-基團(tuán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中X是-NR5-并且Y表示-0-基團(tuán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中X是-NR5-并且Y表示-S-基團(tuán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中X是-NR5-并且Y表示-NR3R4-基團(tuán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中R1是氫原子或甲基基團(tuán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中下標(biāo)n表示至少是5的整數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中下標(biāo)m表示至少是I的整數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物，其中下標(biāo)m表示至少是2的整數(shù)。
17.一種以下述化學(xué)結(jié)構(gòu)表示的單體組合物
18.根據(jù)權(quán)利要求17所示的單體組合物，其中下標(biāo)n表示至少是4的整數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所示的單體組合物，其中下標(biāo)m表示至少是I的整數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所示的單體組合物，其中下標(biāo)m表示至少是2的整數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所示的單體組合物，其中Y表示-0-基團(tuán)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所示的單體組合物，其中Y表示-S-基團(tuán)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所示的單體組合物，其中Y表示-NR3R4-基團(tuán)。
24.—種以下述化學(xué)結(jié)構(gòu)表示的單體組合物
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的單體組合物，其中X是-O-。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的單體組合物，其中X是-NR5-。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的單體組合物，其中n至少是2。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的單體組合物，其中n至少是3。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的單體組合物，其中m至少是I。
30.一種以下述化學(xué)結(jié)構(gòu)表示的單體組合物
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的單體組合物，其中X是-O-。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的單體組合物，其中X是-NR5-。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的單體組合物，其中n至少是2。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的單體組合物，其中n至少是3。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的單體組合物，其中m至少是I。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的單體組合物，其中R2、R3和R4中的至少一個(gè)是被至少一個(gè)親水性基團(tuán)取代的烴基。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的單體組合物，其中所述的至少一個(gè)親水性基團(tuán)選自下組氨基、亞氨基、酰胺基、羥基、醚、聚醚、羧基、酯、氨基甲酸酯、脲基、醛基、酮基、硫酸鹽、磺酸鹽、砜、亞砜、亞硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽、亞膦酸鹽、亞磷酸鹽、硝基、亞硝基、和帶電基團(tuán)。
38.根據(jù)權(quán)利要求30所述的單體組合物，其中R2、R3和R4中的至少一個(gè)是烴基，所述烴基僅含有碳原子和氫原子，以及任選地一個(gè)或多個(gè)鹵原子。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的單體組合物，其中所述烴基含有至少兩個(gè)碳原子。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的單體組合物，其中所述烴基含有至少三個(gè)碳原子。
41.根據(jù)權(quán)利要求30所述的單體組合物，其中R2、R3和R4中的至少一個(gè)是含有疏水性部分和親水性部分的兩親性基團(tuán)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的單體組合物，其中所述的兩親性基團(tuán)包括通過至少一個(gè)親水性基團(tuán)封端的疏水性連接部分。
43.一種以下述化學(xué)結(jié)構(gòu)表示的聚合物組合物
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中p至少是10。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中n至少是2。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中n至少是3。
47.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中n至少是4。
48.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中n至少是I。
49.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中n至少是2。
50.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中所述聚合物的重均分子量至少是1，000。
51.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中所述聚合物的多分散性值大于2。
52.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物，其中所述聚合物的多分散性值小于I.5。
53.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中X是-O-。
54.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中X是-NR5-。
55.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中Y表示-O-基團(tuán)。
56.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中Y表示-S-基團(tuán)。
57.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中Y表示-NR3R4-基團(tuán)。
58.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中X是-0-并且Y表示-0-基團(tuán)。
59.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中X是-0-并且Y表示-S-基團(tuán)。
60.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中X是-0-并且Y表示-NR3R4-基團(tuán)。
61.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中X是-NR5-并且Y表示-0-基團(tuán)。
62.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中X是-NR5-并且Y表示-S-基團(tuán)。
63.根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物組合物，其中X是-NR5-并且Y表示-NR3R4-基團(tuán)。
64.權(quán)利要求55所述聚合物的酰胺基共聚物衍生物，其中O-R2基團(tuán)部分被氨基基團(tuán)取
65.權(quán)利要求56所述聚合物的酰胺基共聚物衍生物，其中S-R2基團(tuán)的一部分被氨基基團(tuán)取代，從而得到聚合物衍生物，其中至少單體單元的一部分具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)
66.權(quán)利要求55所述聚合物的巰基共聚物衍生物，其中O-R2基團(tuán)的一部分被巰基基團(tuán)取代，從而得到聚合物衍生物，其中至少單體單元的一部分具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)
67.權(quán)利要求55所述聚合物的當(dāng)R2為H時(shí)的共聚物衍生物，其中R2基團(tuán)的至少一部分被烴基取代。
68.生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求43所述的聚合物的方法，所述方法包括具有下述結(jié)構(gòu)的單體組合物的聚合
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中所述聚合是游離自由基聚合。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其中所述游離自由基聚合是RAFT聚合，其中在所述RAFT聚合中，根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物在存在至少一種硫代羰基硫鏈轉(zhuǎn)移劑和自由基引發(fā)劑的條件下發(fā)生自由基聚合。
71.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其中所述游離自由基聚合是ATRP聚合，其中在所述ATRP聚合中，根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體組合物在存在ATRP催化劑和ATRP抑制劑的條件下發(fā)生自由基聚合。
72.生產(chǎn)共聚物的方法，所述方法包括 (i)根據(jù)權(quán)利要求68所述的過程將單體組合物聚合，其中Y為-0-并且R2為H，以生產(chǎn)帶有羧酸末端基團(tuán)的前體聚合物；以及 (ii)使用選自氨基基團(tuán)、巰基基團(tuán)、和醇鹽基團(tuán)的功能性基團(tuán)取代所述羧酸末端基團(tuán)的OH基團(tuán)部分。
73.生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求64所述的酰胺基共聚物衍生物的方法，所述方法包括 (i)根據(jù)權(quán)利要求68所述的過程將單體組合物聚合，其中Y為-0-，以生產(chǎn)前體聚合物；以及 (ii)通過酰胺基基團(tuán)對所述前體聚合物進(jìn)行功能化以產(chǎn)生酰胺基聚合物衍生物，其中所述前體聚合物的O-R2基團(tuán)的至少一部分被氨基基團(tuán)所取代，從而得到酰氨基聚合物衍生物，其中所述單體單元的至少一部分具有權(quán)利要求64所述的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其中通過使用酰胺縮合劑實(shí)現(xiàn)酰胺基基團(tuán)的功能化。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其中所述酰胺縮合劑是4-(4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪基-2-基)-4-甲基氯化嗎啉(DMTMM)。
76.根據(jù)權(quán)利要求43所述的LCST聚合物的組合文庫，其中所述的LCST聚合物的一個(gè)或多個(gè)選自X、Y、R1、R2、n、m、和p的變量改變。
77.對權(quán)利要求43所述的LCST聚合物的組合物庫進(jìn)行高通量篩選以解析其LCST性質(zhì)的方法，所述方法包括對所述的LCST聚合物的組合文庫進(jìn)行高通量光譜光度測量分析以確定所述的LCST性質(zhì)。
全文摘要
本申請描述了具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚合物組合物，以及用于生產(chǎn)所述聚合物的單體組合物。本申請還描述了制備這些聚合物以及這些聚合物的組合文庫的方法。
文檔編號C08F20/38GK102971348SQ201180033546
公開日2013年3月13日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者D·普特南, L·黃 申請人:康奈爾大學(xué)