本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，特別涉及一種芳基硼酸酯修飾的氨基酸衍生物及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

氨基酸是一類具有氨基和羧基的有機(jī)物，是生物體內(nèi)構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本單位，與生物的生命活動(dòng)密切相關(guān)，因此氨基酸及其縮合構(gòu)成的生物活性多肽和蛋白質(zhì)在醫(yī)療領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。

近年來(lái)，氨基酸類聚合物，包括聚氨基酸、假性氨基酸及氨基酸-非氨基酸共聚物由于具有良好的生物相容性和可降解性，以及可調(diào)控的物理、化學(xué)和生物學(xué)性能等，在基因/藥物載體系統(tǒng)及組織工程與人工器官等生物醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。

利用氨基酸及其衍生物感受外界刺激而產(chǎn)生某些物理或化學(xué)性質(zhì)顯著變化響應(yīng)的性質(zhì)，可將其作為敏感單元引入高分子構(gòu)建刺激響應(yīng)性功能高分子材料，如可用組氨酸構(gòu)建酸堿度敏感性聚合物膠束，實(shí)現(xiàn)藥物和基因的內(nèi)涵體逃逸。

芳基硼酸酯是一種重要的有機(jī)合成中間體及醫(yī)藥、農(nóng)藥、化工中間體，由于其具有低毒性和最終降解成為對(duì)環(huán)境友好的硼酸，近年來(lái)在制備生物活性試劑或生物醫(yī)用材料中發(fā)揮重要作用，如芳基硼酸酯的h2o2氧化降解性用于構(gòu)建氧化應(yīng)激響應(yīng)性釋放系統(tǒng)。

但現(xiàn)有芳基硼酸酯氧化響應(yīng)體系的制備及綜合性能還有待優(yōu)化提升，尚不能滿足實(shí)際的應(yīng)用需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種芳基硼酸酯修飾的氨基酸衍生物，在羥基氨基酸及其衍生物的羥基上引入苯硼酸頻哪醇酯，在保留氨基酸及其衍生物氨基和/或羧基的反應(yīng)性的基礎(chǔ)上，引入氧化響應(yīng)性，拓展其功能。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述芳基硼酸酯修飾氨基酸衍生物的制備方法，獲得一種具有氧化敏感性的生物活性試劑及生物材料的構(gòu)建基元。

本發(fā)明的再一目的在于提供所述芳基硼酸酯修飾氨基酸衍生物的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種芳基硼酸酯修飾的氨基酸衍生物,具有如式i所示的結(jié)構(gòu)：

其中：r為亞甲基、亞乙基或亞苯基；

r1為h、甲?；?、乙?；⑧彵蕉柞；?、叔丁基氧羰基(boc)、笏甲氧羰基(fmoc)或芐基；

r2為h、甲酯或乙酯。

上述芳基硼酸酯修飾的氨基酸衍生物的制備方法，包括以下步驟：

將羥基氨基酸衍生物溶于無(wú)水反應(yīng)介質(zhì)得到溶液a；依次在溶液a中加入堿、苯硼酸頻哪醇酯，無(wú)水條件下反應(yīng)6～24h，薄層色譜(tlc)檢測(cè)其反應(yīng)完全；將得到的芳基硼酸酯修飾氨基酸衍生物粗品經(jīng)分離純化，得到芳基硼酸酯修飾氨基酸純品；

所述的羥基氨基酸衍生物、苯硼酸頻哪醇酯與堿的摩爾比優(yōu)選1.1:1.0:3.0。

所述的羥基氨基酸衍生物具有如式ii所示的結(jié)構(gòu)：

所述的反應(yīng)介質(zhì)優(yōu)選二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰胺或二氯化碳。

所述的堿是有機(jī)堿或無(wú)機(jī)堿；

所述的有機(jī)堿優(yōu)選n,n-二異丙基乙胺或三乙胺。

所述的無(wú)機(jī)堿優(yōu)選k2co3、na2co3、naoh、koh、nah或kh。

所述的苯硼酸頻哪醇酯優(yōu)選4-溴甲基苯硼酸頻哪醇酯。

所述的反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選12～24h。

所述的分離純化優(yōu)選分散、萃取、旋干和層析。

以乙酰絲氨酸為例，采用本發(fā)明方法制備芳基硼酸酯修飾氨基酸衍生物的反應(yīng)式及氧化響應(yīng)性原理如下所示：

制備芳基硼酸酯修飾乙酰絲氨酸的反應(yīng)式

芳基硼酸酯修飾乙酰絲氨酸的氧化響應(yīng)性原理

上述芳基硼酸酯修飾的氨基酸衍生物可以應(yīng)用在智能響應(yīng)性生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別適合于制備智能響應(yīng)型植入物、藥物/基因載體及生物檢測(cè)材料或器械等。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

本發(fā)明氨基酸衍生物的制備方法簡(jiǎn)單，得到的芳基硼酸酯修飾氨基酸衍生物在保留其氨基和/或羧基的反應(yīng)性的基礎(chǔ)上，引入氧化響應(yīng)性，提供了一種新的氧化響應(yīng)性材料的構(gòu)建單元，可利用成熟的氨基酸修飾及縮合技術(shù)，方便地實(shí)現(xiàn)氧化響應(yīng)性活性試劑和材料的結(jié)構(gòu)和性能調(diào)控，在智能響應(yīng)型生物醫(yī)用材料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

附圖說(shuō)明

圖1是芳基硼酸酯修飾boc絲氨酸的¹hnmr譜圖。

圖2是芳基硼酸酯修飾boc絲氨酸的質(zhì)譜圖。

圖3是芳基硼酸酯修飾乙酰絲氨酸的¹hnmr譜圖。

圖4是芳基硼酸酯修飾乙酰絲氨酸的質(zhì)譜圖。

圖5是h2o2處理芳基硼酸酯修飾boc絲氨酸之后的¹hnmr譜圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

芳基硼酸酯修飾叔丁氧羰基絲氨酸的制備，包括以下步驟：

677mg(3.3mmol)的叔丁氧羰基(boc)絲氨酸(c8h15no5)溶于20ml的無(wú)水dmf，加入216mg(9mmol)的nah，攪拌30min，再加入含890mg(3mmol)4-溴甲基苯硼酸頻哪醇酯的20ml無(wú)水dmf，室溫反應(yīng)12h。反應(yīng)完畢用水分散，三氯甲烷、乙酸乙酯萃取體系各三次，收集有機(jī)相，旋干，柱層析得到芳基硼酸酯修飾叔丁氧羰基絲氨酸700mg，其¹hnmr譜圖及分子式如圖1所示，質(zhì)譜圖見(jiàn)圖2。

實(shí)施例2

芳基硼酸酯修飾叔丁氧羰基絲氨酸甲酯的制備，包括以下步驟：

756mg(3.3mmol)的叔丁氧羰基(boc)絲氨酸甲酯(c9h17no5)用20ml的無(wú)水乙腈溶解，加入486mg(9mmol)的氫氧化鉀，攪拌30min，加入890mg(3mmol)的4-溴甲基苯硼酸頻哪醇酯，65℃反應(yīng)2h，抽濾，濾液旋干，柱層析純化得到芳基硼酸酯修飾叔丁氧羰基絲氨酸甲酯。

實(shí)施例3

芳基硼酸酯修飾乙酰絲氨酸的制備，包括以下步驟：

485mg(3.3mmol)的乙酰絲氨酸用8ml的無(wú)水dmf溶解，加216mg(9mmol)的nah，冰浴條件下攪拌30min，取890mg(3mmol)4-溴甲基苯硼酸酯應(yīng)完畢后，水分散，用乙酸乙酯萃取三次，收集有機(jī)相，無(wú)水na2so4干燥過(guò)夜，旋干，柱層析純化得到芳基硼酸酯修飾乙酰絲氨酸，其¹hnmr譜圖如圖3所示，質(zhì)譜圖見(jiàn)圖4。

實(shí)施例4

芳基硼酸酯修飾笏甲氧羰基酪氨酸的制備，包括以下步驟：

1.33g(3.3mmol)的笏甲氧羰基(fmoc)酪氨酸(c24h21no5)用8ml的ch2cl2溶解，加1.44ml(9mmol)的n,n-二異丙基乙胺，攪拌30min，再加入2ml含890mg(3mmol)4-溴甲基苯硼酸頻哪醇酯的ch2cl2溶液，室溫反應(yīng)24h。旋干，柱層析純化得到芳基硼酸酯修飾fmoc酪氨酸。

實(shí)施例5

芳基硼酸酯修飾笏甲氧羰基蘇氨酸的制備，包括以下步驟：

1.13g(3.3mmol)的笏甲氧羰基(fmoc)蘇氨酸(c19h19no5)用8ml的ch2cl2溶解，加入1.25ml(9mmol)三乙胺，攪拌30min，再加入2ml含890mg(3mmol)4-溴甲基苯硼酸頻哪醇酯的ch2cl2，室溫反應(yīng)16h。旋干，柱層析純化得到芳基硼酸酯修飾fmoc蘇氨酸。

實(shí)施例6

芳基硼酸酯修飾叔丁氧羰基絲氨酸的氧化響應(yīng)性

將實(shí)施例1制備的芳基硼酸酯修飾叔丁氧羰基絲氨酸溶于含50mmh2o2的d2o2/dmso-d6溶液中，37℃下保溫3天，測(cè)試其¹hnmr譜圖如圖5所示，芳基硼酸酯修飾叔丁氧羰基絲氨酸發(fā)生氧化分解，證明其具有氧化響應(yīng)性。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。