[发明专利]含聚（2-乙烯吡啶）聚肽嵌段共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含聚(2‑乙烯吡啶)聚肽嵌段共聚物及其制备方法和应用，所述嵌段共聚物由聚(2‑乙烯吡啶)嵌段和聚肽嵌段构成，其制备方法是：通过N‑羧基‑氨基酸酐开环聚合法(NCA‑ROP)得到端基为叠氮基的均聚肽；通过原子转移自由基聚合法(ATRP)得到端基为炔基的聚(2‑乙烯吡啶)均聚物；最后通过点击化学过程得到所述嵌段共聚物。本发明还公开了由所述嵌段聚合物自组装得到的圆饼、螺旋线及毛线团等规整自组装体的方法。本发明所述的聚肽嵌段共聚物制备方法简单、可操作性高；所述嵌段共聚物形成的自组装体在药物释放、纳米模板材料、组织功能材料等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子聚肽合成技术领域，尤其是涉及一种新型含聚(2-乙烯吡啶)聚肽嵌段共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

聚肽嵌段共聚物中一类是组成嵌段含有其它聚合物嵌段的杂化聚肽嵌段共聚物(polypeptide-hybrid)，这类嵌段共聚物兼有普通嵌段共聚物和聚肽的特征和特性。聚肽通常是指一种或几种氨基酸或其衍生物通过聚合反应得到的聚合物，具有良好的生物相容性，其主链是由酰胺键形成的肽链，具有和蛋白质类似的二级结构。由于分子内强的氢键作用，聚肽高分子链能够形成独特有序的二级构象(α-helix，β-sheet等)结构，并且其独特的结构使其区别于传统的聚合物，具有许多传统聚合物所不具备的优点，为大分子自组装提供理想的模板材料。聚(2-乙烯吡啶)是一种典型的聚电解质，广泛应用于医药、工业等领域，其聚合物链上的电荷影响其在溶液介质中的特性以及溶解度。

聚肽共聚物的合成中，含聚(2-乙烯吡啶)的嵌段共聚物不多见，本发明一种含聚(2- 乙烯吡啶)聚肽嵌段共聚物的制备方法，提供含聚(2-乙烯吡啶)聚肽嵌段共聚物材料，有利于拓展聚肽和聚(2-乙烯吡啶)在生物、工业等方面的研究和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的制备方法，用其合成出一类新型含聚(2-乙烯吡啶)聚肽嵌段共聚物，该类嵌段共聚物联合了聚(2-乙烯吡啶)和聚肽的性质，将展现出溶剂敏感性、生物相容性，为生物医用材料、自组装材料和组织功能材料等领域研究和应用提供了一类新型聚肽共聚物材料。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种含聚(2-乙烯吡啶)聚肽嵌段共聚物，特点是所述嵌段共聚物主链由聚(2-乙烯吡啶)和聚肽构成，其结构式如下：

式中，m＝50-150；n＝50-150。

所述的端基为炔基的均聚物以2-乙烯吡啶为单体，通过原子转移自由基聚合法(ATRP) 得到聚(2-乙烯吡啶)均聚物；以化学改性后的氨基酸衍生物为单体通过氨基酸环内酸酐开环聚合法(NCA-ROP)得到端基为叠氮基的均聚肽；通过点击化学法(clickchemistry)将两种均聚物链段连接制得所述嵌段共聚物。

所述的聚肽嵌段共聚物自组装能够形成规整的自组装体结构，能够在自组装过程中，通过调节分子堆积方式得到毛线球、圆盘或螺旋线等形貌的自组装体。

一种含聚(2-乙烯吡啶)聚肽嵌段共聚物的制备方法，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：均聚合反应

i)端基为炔基的聚(2-乙烯吡啶)均聚物的制备

以2-乙烯吡啶为单体,在有机溶剂中，以α-氯丙酸炔丙酯为引发剂,以CuCl和五甲基二乙基三胺(PMDETA)为催化体系，无水无氧环境反应，温度控制在40-60℃，反应时间为48-72小时，反应结束后用沉淀剂沉淀,离心得到式(a)所式的聚(2-乙烯吡啶)均聚物，如反应式(1)所示：

其中，聚(2-乙烯吡啶)的聚合度m＝50-150；

ii)端基为叠氮基的均聚肽