[发明专利]一种含酚羟基氨基酸-N-硫代羧酸酐单体及其合成和聚合方法

说明书

本发明公开了一种含酚羟基氨基酸‑N‑硫代羧酸酐(NTA)单体的合成及聚合方法。我们首次合成了酚羟基未经保护的氨基酸(包括N‑取代甘氨酸)‑NTA单体，在该合成方法中，原料廉价易得，合成路线简单，目标产物结构明确。对单体进行的可控开环聚合反应中，本发明的聚合反应条件温和，有机胺可引发氨基酸‑NTA的一种或者多种在溶剂中开环聚合，在0℃至150℃的温度下反应0.5小时至4天，制备得到对应的聚氨基酸均聚物或共聚物。聚合物链长可以通过单体/引发剂的投料比控制，且结构表征明确。本发明为侧链带酚羟基的氨基酸聚合物合成提供了新方法，在生物材料领域存在巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子合成领域，具体涉及一种含酚羟基氨基酸-N-硫代羧酸酐(NTA)单体的合成及聚合方法。

背景技术

聚氨基酸具有优异的生物相容性和可降解性，被广泛地应用于生物医学领域，如药物载体和组织工程等(J.Am.Chem.Soc.2007,129,5362-5363)。氨基酸-N-羧酸酐(N-carboxyanhydride，简称NCA)和氨基酸-N-硫代羧酸酐(N-thiocarboxyanhydride，简称NTA)是两类常见的合成聚氨基酸的环状单体。早期的研究发现，羟基具有亲核性，可以引发NCA单体聚合(Angew.Chem.,Int.Ed.,2006,45,5752-5784)。因此带羟基的NCA单体在合成与聚合时需要保护羟基，聚合后需要脱保护。最新研究发现，与NCA单体相比，NTA单体更为稳定，羟基不能引发其聚合(Macromolecules,2017,50,3066-3077)。

氨基酸-N-硫代羧酸酐(包括N-取代氨基酸-N-硫代羧酸酐)，是NCA单体的硫代类似物。与NCA单体相比，其对水和热不敏感，易于储存。同时合成和提纯过程不需要严格的无水无氧操作。有机胺可以引发氨基酸-NTA单体的一种或多种进行活性开环聚合，得到均聚、嵌段和多嵌段的聚氨基酸(J.Polym.Sci.Part A:Polym.Chem.,2017,55,404-410)。氨基酸-NTA单体一般可由相应的N-乙氧基硫代羰基氨基酸与三溴化磷反应制备(J.Macromol.Sci.Part A-Pure Appl.Chem.2008,45,425-430)。

目前尚未见侧链带有酚羟基的聚氨基酸的直接合成的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种含酚羟基氨基酸-N-硫代羧酸酐(NTA)单体及其合成及聚合方法。该合成方法中，原料廉价易得，合成路线简单，目标产物结构明确。该聚合方法中，聚合反应条件温和，得到的聚氨基酸链长可以通过单体/引发剂的投料比控制，且聚合物结构明确。

所述含酚羟基的氨基酸-N-硫代羧酸酐单体和N-取代甘氨酸-N-硫代羧酸酐单体的结构式分别如下式(1)和(2)所示：

式(1)和式(2)中，n＝1～5，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅独立地选自H、羟基、烷基、烷氧基、卤素、三氟甲基、硝基、氰基，可以相同也可以不同。其聚合活性上不存在显著差异。

所述的-CH₂-个数(n)优选为1～5，进一步优选为n＝1。