專利名稱：一種l-氨基酸改性的溫敏型微凝膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫敏型高分子材料，具體為一種L-氨基酸改性的溫敏型微凝膠。該微凝膠大小在200 950nm范圍內(nèi)，具有溫度敏感性，同時由于該微凝膠含有L-氨基酸手性基團，因此具有識別、吸附手性分子的功能，可用于手性化合物的拆分。
背景技術(shù)：
手性和手性拆分技術(shù)已成為目前研究的熱點，隨著科技的發(fā)展，手性藥物的研發(fā)將成為新藥研究與開發(fā)的新方向。因此，隨著對手性分子認(rèn)識的不斷深入，人們對單一手性 物質(zhì)的需求量越來越大，對其純度的要求也越來越高。單一手性物質(zhì)的獲得方法大致有3種①從天然產(chǎn)物中提取，這種提取方法后期合成步驟繁多，產(chǎn)物成本高昂。不僅如此，天然產(chǎn)物來源有限，不能夠獲得大量的低價藥物。②不對稱合成法，不對稱化學(xué)合成所得產(chǎn)物的旋光純度對于多數(shù)應(yīng)用仍不夠高；生物不對稱合成具有很高的選擇性，反應(yīng)條件溫和，但對底物要求高、反應(yīng)慢、產(chǎn)物的分離困難，因而在應(yīng)用上也受到一定的限制。③外消旋體拆分法，成本較低，應(yīng)用廣泛，大約有65%的非天然手性藥物是由外消旋體或中間產(chǎn)物拆分得到的，該方法具有獲得對映體純度高、經(jīng)濟實用和易于實現(xiàn)工業(yè)化的優(yōu)點，是最有希望、最有前途的獲得手性藥物的方法。近年來，手性材料的發(fā)展大大推進(jìn)了手性拆分技術(shù)的進(jìn)步，許多高效快捷的手性拆分技術(shù)依賴于高性能手性材料，例如手性固定相、手性膜、手性分子印跡聚合物等等。同時，為了提高材料的適用性和識別性能，將手性材料智能化成為該領(lǐng)域又一新的發(fā)展趨勢。智能型水凝膠作為一種新型的高分子分離材料，引起了研究者的廣泛興趣。所謂智能凝膠是一類對外界刺激例如溫度、pH值、溶劑、離子濃度、光、電場、磁場等的變化能產(chǎn)生響應(yīng)性的水凝膠，其良好的生物親和性和環(huán)境響應(yīng)性使之在組織工程、生物分離、固定化酶和藥物緩/控釋等方面具有很好的應(yīng)用前景。作為智能凝膠的一種，溫度敏感型微凝膠比宏觀凝膠具有尺寸小、比表面積大、響應(yīng)速度快和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，可更好和有效地應(yīng)用于手性分離領(lǐng)域。因此，目前對于溫度敏感型微凝膠的研究較多，例如典型的溫度敏感性材料聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)，它具有低臨界溶解溫度LCST ( 32. (TC )。當(dāng)溫度低于32. (TC時，微凝膠的大分子鏈水合而伸展，微凝膠吸水溶脹；當(dāng)溫度高于32. (TC時，微凝膠發(fā)生急劇的脫水合作用。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因，一般認(rèn)為與“疏水/親水平衡”有關(guān)。溫敏型微凝膠具有一定比例的疏水基團(例如異丙基)和親水基團(例如酰胺基團)，低溫時，由于酰胺基與水發(fā)生氫鍵作用，而使高分子鏈延展，微凝膠呈現(xiàn)溶脹狀態(tài)。當(dāng)溫度升高時，聚合物與溶劑之間的氫鍵被破壞，聚合物之間的疏水相互作用增強，從而使微凝膠收縮，發(fā)生體積相變。這一特殊性質(zhì)使得PNIPAM等溫敏材料在生物分離領(lǐng)域備受重視，并由于其具有操作簡便、分離條件溫和、可重復(fù)使用和批處理量大而受到人們的青睞。溫敏型微凝膠可以通過改變溫度來調(diào)控微凝膠粒徑大小，從而吸收和釋放手性分子，達(dá)到分離的目的。目前，已有研究用微乳液聚合制備的PNIPAM微凝膠對蛋白質(zhì)和酶進(jìn)行吸附，結(jié)果表明蛋白質(zhì)和酶通過物理吸附作用結(jié)合到PNIPAM微凝膠上，可以通過改變溫度控制微凝膠對蛋白質(zhì)和酶的吸附和脫附。還有研究者分別將不同的蛋白質(zhì)(血清白蛋白、卵清蛋白和溶解酵素)在不同溫度下在溫敏性微凝膠上吸附，研究發(fā)現(xiàn)，在相轉(zhuǎn)變溫度以下，吸附的量隨分子量的降低而增加，而在相轉(zhuǎn)變溫度以上，吸附的量沒有明顯差別。然而目前對應(yīng)用于手性拆分方面的智能微凝膠的研究尚少。本發(fā)明利用烷基丙烯酰胺類微凝膠的溫敏性，在微凝膠中引入手性識別單元，通過無皂乳液聚合和自由基聚合方法制備兼具溫度敏感性和手性拆分功能的智能型微凝膠。該微凝膠可以選擇性吸附手性藥物外旋體中的一種對映體，使其與其他對映體相分離，從而實現(xiàn)對手性藥物的拆分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服常規(guī)分離材料和宏觀凝膠材料的不足，制備一種L-氨基酸改性的溫敏型微凝膠，從而提供一種兼具溫度響應(yīng)性和手 性識別能力的智能型微凝膠。這種微凝膠可通過外界環(huán)境變化調(diào)節(jié)其粒徑大小和形態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)手性識別單元與被分離物質(zhì)之間的識別、吸附等相互作用，從而實現(xiàn)手性拆分功能，因此是一種潛在的手性拆分材料。本發(fā)明所制備的一種L-氨基酸改性的溫敏型微凝膠，由結(jié)構(gòu)如M1所示的手性單體、如M2所示的烷基丙烯酰胺類高分子單體和如M3所示的化學(xué)交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.ー種L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠，所述微凝膠大小在納米范圍內(nèi)，由含有L-氨基酸基團的手性単體M1、具有溫度敏感特性的烷基丙烯酰胺M2和化學(xué)交聯(lián)劑N，N’_亞甲基雙丙烯酰胺M3在不同溶劑里共聚而成，其中M1和M2的質(zhì)量百分比為0 15 100 85，M3的量為單體總質(zhì)量的10%，所述的含有L-氨基酸基團的手性単體M1、具有溫度敏感特性的烷基丙烯酰胺M2、化學(xué)交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺M3和L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠結(jié)構(gòu)式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠，其特征在于手性単體M1由L-氨基酸制備而成，所述的L-氨基酸為L-亮氨酸(L-Leu)、L-色氨酸(L-Trp)、L_苯丙氨酸(L-Phe)中的ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠，其特征在于所述溫敏性単體M2為N-異丙基丙烯酰胺、N-異丙基甲基丙烯酰胺、N-雙こ基丙烯酰胺或N-雙こ基甲基丙烯酰胺中的ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠，其特征在于該微凝膠的膠粒均成良好的球形，膠粒排列規(guī)整，單分散性較好，直徑大約在256 950nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠，其特征在于該微凝膠的低臨界溶解溫度為28. 4-34. 90C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠，其特征在于該微凝膠同時具有溫敏性和手性識別性。
7.權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠的制備方法其特征在于手性単體M1和烷基丙烯酰胺類高分子M2以及化學(xué)交聯(lián)劑M3在無氧條件下于不同溶劑中70°C下進(jìn)行自由基共聚反應(yīng)6h得到。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠的制備方法，其特征在于制備凝膠的手性単體M1和烷基丙烯酰胺類高分子M2以及化學(xué)交聯(lián)劑M3質(zhì)量比為O 100 10、5 95 10,10 90 10、或 15 85 10。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠的制備方法，其特征在于該微凝膠的制備所使用的溶劑可以是去離子水、氯仿或四氫呋喃。
10.權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的手性溫敏微凝膠在手性藥物拆分中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種L-氨基酸改性的溫度響應(yīng)型手性高分子微凝膠及其制備方法。所述微凝膠由含有L-氨基酸基團的手性單體M1、具有溫度敏感特性的烷基丙烯酰胺M2和化學(xué)交聯(lián)劑N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺M3(MBA)構(gòu)成，其中M1和M2的質(zhì)量百分比為0～15∶100～85，M3的量為單體總質(zhì)量的10％。本制備方法是先以L-氨基酸為原料進(jìn)行酯化，再與丙烯酰氯縮合制備手性單體M1，然后在無氧的條件下將M1、M2和交聯(lián)劑M3在不同溶劑里共聚得到手性溫敏型微凝膠。本方法具有操作簡單，反應(yīng)可控，成本低廉，適合規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用等優(yōu)點；該微凝膠的溫度敏感性和手性識別特性可以通過改變反應(yīng)物組分比和交聯(lián)劑的量來調(diào)節(jié)，可以用于手性化合物的分離研究。
文檔編號C08F220/60GK102659981SQ20121015740
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者叢光明, 侯藺桐, 時東新, 杜顯麗, 王樂樂, 趙云燕, 陳嬌嬌 申請人:天津工業(yè)大學(xué)