一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，包括：將壬二酸二乙烯酯與葡萄糖溶于溶劑中，加入堿性蛋白酶，45～55℃下攪拌反應(yīng)4?5d，得到OVNG；將OVNG與DEGMA溶于溶劑中，加入鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑，在70℃油浴和氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)9～15h，終止反應(yīng)，提純，干燥，得到P(DEGMA?co?OVNG)；將P(DEGMA?co?OVNG)與HAuCl4溶于溶劑中，加入還原劑，室溫避光下攪拌12h，離心，純化，即得。本發(fā)明采用酶促法合成反應(yīng)單體，選擇性強(qiáng)，產(chǎn)率高，所得含糖單體純度高，通過“一鍋法”可以快速獲得溫敏含糖共聚物接枝納米金膠束。
【專利說明】
一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于葡萄糖共聚物接枝納米金的制備領(lǐng)域，特別涉及一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含糖聚合物接枝的納米金膠束由于具有較好的親水性和生物相容性、易降解性以及金納米粒子的光學(xué)性從而成為生物醫(yī)藥、醫(yī)療影像、腫瘤檢測等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]在1857年，F(xiàn)araday用磷將四氯化銅水溶液還原，得到了呈深紅色的黃金納米粒子膠體溶液，這一現(xiàn)象打破了人們對金顏色的認(rèn)識。1908年，Mic對黃金的表面等離子共振進(jìn)行了解釋，通過求解Maxwe 11方程對球形黃金納米粒子的表面等離子共振進(jìn)行了定量描述。發(fā)現(xiàn)黃金納米粒子還具有熒光特性、超分子與分子識別特性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，該方法采用酶促法合成反應(yīng)單體，選擇性強(qiáng)，產(chǎn)率高，所得含糖單體純度高，可快速獲得溫敏含糖共聚物接枝納米金膠束;使用RAFT法合成含葡萄糖共聚物，合成反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定，不會發(fā)生爆聚，且反應(yīng)所得產(chǎn)物分子量分散寬度低;使用“一鍋法”將含糖共聚物與金納米粒子進(jìn)行接枝所得均聚物具有生物相容性，毒性較低，在生物醫(yī)藥、醫(yī)療影像、腫瘤檢測等領(lǐng)域可被廣泛使用。
[0005 ]本發(fā)明的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，包括:
[0006](I)將壬二酸二乙烯酯與葡萄糖溶于溶劑中，加入堿性蛋白酶，45?55°C下攪拌反應(yīng)4-5d，得到乙烯基壬二酸葡萄糖酯OVNG;
[0007](2)將步驟(I)中得到的OVNG與二甘醇二甲基丙烯酸酯DEGMA溶于溶劑中，加入鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑，在70°C油浴和氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)9?15h，終止反應(yīng)，提純，得到溫敏葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-OVNG)；
[0008](3)將步驟(2)中得到的P (DEGMA-co-OVNG)與氯金酸HAuCl4溶于溶劑中，攪拌6h，加入還原劑，室溫避光下攪拌6h，離心，純化，得到溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束P(DEGMA-co-OVNG)-S-Au。
[0009]所述步驟(I)中壬二酸二乙烯酯與葡萄糖的摩爾比為2:1?4:1;堿性蛋白酶與葡萄糖的質(zhì)量比為1:1?1:3。
[0010]所述堿性蛋白酶為枯草芽孢桿菌蛋白酶。
[0011 ]所述步驟(I)中溶劑為無水吡啶;加入溶劑與溶質(zhì)質(zhì)量比為5:1。
[0012]所述步驟(I)中壬二酸二乙烯酯合成方法包括:將40-70重量份的壬二酸與乙酸乙烯酯混合，壬二酸的質(zhì)量與乙酸乙烯酯的體積的比例為40-70g:100-200ml;加入2-4重量份的乙酸萊，再加入4-8mg的無水乙酸銅混合后，在60-80 °C油浴反應(yīng)0.1-1小時(shí)后，滴加濃硫酸，每10-20重量份的壬二酸滴加1-2滴濃硫酸，繼續(xù)在60-80 °C油浴反應(yīng)6-10小時(shí)，冷卻，加入2-6重量份的無水乙酸鈉后，再加入10-30重量份的碳酸氫鈉進(jìn)行萃取，分離出上層清液，純化即得壬二酸二乙烯酯。
[0013]所述步驟(I)中攪拌速率為150-200rpm。
[0014]所述步驟(2)中OVNG與DEGMA的摩爾比為1:8?1:6。
[0015]所述步驟(2)中溶劑為二甲基甲酰胺DMF ； OVNG與溶劑的質(zhì)量比為1:8?1:1O。
[0016]所述步驟(2)中鏈轉(zhuǎn)移劑為S-十二烷基-S’_(2-羧基-異丙基)三硫酯DDATCdI*劑為偶氮二環(huán)乙基甲腈VAZ0-88 ;DEGMA、0VNG、鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑的重量比為200-500: 100:10:0.2—0.4o
[0017]所述步驟(2)中終止反應(yīng)為冰水浴終止反應(yīng)。
[0018]所述步驟(2)中提純?yōu)橛萌軇┤芙猓缓蟪恋韯┏恋?，重?fù)3-4次;其中，溶劑為二氯甲烷，沉淀劑為正己烷。
[0019]所述步驟(3)中P(DEGMA-co-0VNG)與HAuCl4的摩爾比為3:l?5:l。。
[0020]所述步驟(3)中溶劑為甲醇，溶劑的加入量為25ml。
[0021]所述步驟(3)中還原劑為NaBH4;加入NaBH4與氯金酸的質(zhì)量比為4: 5;加入NaBH^DMF溶液，濃度為0.lmol/L。
[0022]本發(fā)明利用“一鍋法”將RAFT法制備的葡萄糖共聚物與金納米粒子進(jìn)行接枝的反應(yīng)如圖3所示。
[0023]本發(fā)明將可逆加成鏈斷裂轉(zhuǎn)移自由基法(RAFT)所合成的聚合物與金納米粒子進(jìn)行接枝，制備出具有較窄的分子量分散指數(shù)(PDI)，在應(yīng)用上具有更多優(yōu)良的性能的復(fù)合材料。
[0024]有益效果
[0025](I)本發(fā)明采用酶促法合成反應(yīng)單體，選擇性強(qiáng)，產(chǎn)率高，所得含糖單體純度高；
[0026](2)本發(fā)明使用RAFT法合成含葡萄糖共聚物，合成反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定，不會發(fā)生暴聚，且反應(yīng)所得產(chǎn)物分子量分散寬度低；
[0027](4)本發(fā)明使用“一鍋法”將葡萄糖共聚物與金納米粒子同時(shí)進(jìn)行還原，接枝方法簡單，接枝效率高。
[0028](3)本發(fā)明反應(yīng)所得含糖溫敏共聚物接枝的納米金均聚物具有生物相容性，毒性較低，在生物醫(yī)藥、醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域可被廣泛使用；
[0029](4)本發(fā)明所合成的葡萄糖共聚物，由于DEGMA具有溫敏特性，所得共聚物接枝的納米金也具有溫敏性，可用于生物醫(yī)藥材料。
【附圖說明】
[0030]圖1為實(shí)施例1中P(DEGMA-co-OVNG)-S-Au的紅外光譜圖；
[0031 ] 圖2為實(shí)施例2中P(DEGMA-co-OVNG)-S-Au的化學(xué)結(jié)構(gòu)；
[0032]圖3為本發(fā)明利用“一鍋法”將含糖共聚物與金納米粒子進(jìn)行接枝的反應(yīng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0034]實(shí)施例1
[0035]“一鍋法”合成葡萄糖共聚物接枝金納米均聚物的方法，如圖3所示，具體步驟為:
[0036](I)稱取壬二酸57.76g與乙酸乙稀酯150ml混勾后加入2g乙酸萊，再加入4mg無水乙酸銅混合后，70 0C油浴反應(yīng)半小時(shí)后，滴加四滴濃硫酸后，繼續(xù)在70 0C油浴反應(yīng)8小時(shí)，冷卻。加入2g無水乙酸鈉后，再加入8g碳酸氫鈉粉末后進(jìn)行萃取，分離出上層清液，通過硅膠柱層析純化后即得壬二酸二乙烯酯。
[0037](2)將壬二酸二乙烯酯與葡萄糖按照摩爾比為3:1溶于10mL無水吡啶中，加入0.5g枯草芽孢桿菌蛋白酶，于500C、200rpm恒溫水浴箱攪拌反應(yīng)4天，合成乙稀基壬二酸葡萄糖酯(OVNG);其中，枯草芽孢桿菌蛋白酶與葡萄糖的質(zhì)量比為1:0.9。
[0038](3)將合成的OVNG與二甘醇二甲基丙烯酸酯(DEGMA)溶于1.1lmL DMF中，加入偶氮二環(huán)乙基甲腈(VAZ0-88)引發(fā)劑，DEGMA、0VNG、DDATC、VAZ0-88的摩爾比為8:1:0.1:0.005,OVNG與溶劑DMF的質(zhì)量比為1:10，于90°C油浴和氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)12h，放入冰水浴終止反應(yīng)，把反應(yīng)產(chǎn)物用2mL 二氯甲烷溶解后，30mL正己烷沉淀，如此反復(fù)3次，純化后得葡萄糖共聚物P (DEGMA-co-OVNG)，產(chǎn)率為 77%。
[0039](4)將合成的葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-0VNG)與氯金酸(HAuCl4)按照摩爾比4:l溶于25ml無水甲醇中，避光、室溫下攪拌8h，逐滴加入Iml用DMF溶解的NaBH4(NaBH4與氯金酸的質(zhì)量比為4:5)，攪拌6h后，將混合物5000rpm離心，將上層液在低溫下透析，即得P(DEGMA-CO-0VNG)-S-Au，其紅外圖譜如圖1所示。在紅外圖譜中聚合物本身所含的硫酯鍵由于不對稱，所以會在波數(shù)為lieO-lUOcm—1處出現(xiàn)峰，然而從圖中發(fā)現(xiàn)此處的峰消失了，僅僅出現(xiàn)一個(gè)峰在1111cm—1處。
[0040]實(shí)施例2
[0041]“一鍋法”合成葡萄糖共聚物接枝金納米均聚物的方法，如圖3所示，具體步驟為:
[0042I (I)稱取壬二酸57.76g與乙酸乙稀酯150ml混勾后加入2g乙酸萊，再加入4mg無水乙酸銅混合后，70 0C油浴反應(yīng)半小時(shí)后，滴加四滴濃硫酸后，繼續(xù)在70 0C油浴反應(yīng)8小時(shí)，冷卻。加入2g無水乙酸鈉后，再加入8g碳酸氫鈉粉末后進(jìn)行萃取，分離出上層清液，通過硅膠柱層析純化后即得壬二酸二乙烯酯。
[0043](2)將壬二酸二乙烯酯與葡萄糖按照摩爾比為3:1溶于10mL無水吡啶中，加入0.5g枯草芽孢桿菌蛋白酶，于500C、200rpm恒溫水浴箱攪拌反應(yīng)4天，合成乙稀基壬二酸葡萄糖酯(OVNG);其中，枯草芽孢桿菌蛋白酶與葡萄糖的質(zhì)量比為1:0.9。
[0044](3)將合成的OVNG與二甘醇二甲基丙烯酸酯(DEGMA)溶于1.1lmL DMF中，加入偶氮二環(huán)乙基甲腈(VAZ0-88)引發(fā)劑，DEGMA、0VNG、DDATC、VAZ0-88的摩爾比為6:1:0.1:0.005,OVNG與溶劑DMF的質(zhì)量比為1:10，于90°C油浴和氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)12h，放入冰水浴終止反應(yīng)，把反應(yīng)產(chǎn)物用2mL 二氯甲烷溶解后，30mL正己烷沉淀，如此反復(fù)3次，純化后得葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-OVNG)ο
[0045](4)將合成的葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-0VNG)與氯金酸(HAuCl4)按照摩爾比4:l溶于25ml無水甲醇中，避光、室溫下攪拌8h，逐滴加入Iml用DMF溶解的NaBH4(NaBH4與氯金酸的質(zhì)量比為4:5)，，攪拌6h后，將混合物5000rpm離心，將上層液在低溫下透析，即得P (DEGMA-co-OVNG) -S-Au。其結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，包括: (1)將壬二酸二乙烯酯與葡萄糖溶于溶劑中，加入堿性蛋白酶，45?55°C下攪拌反應(yīng)4-5d，得到乙烯基壬二酸葡萄糖酯OVNG; (2)將步驟(I)中得到的OVNG與二甘醇二甲基丙烯酸酯DEGMA溶于溶劑中，加入鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑，在70°C油浴和氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)9?15h，終止反應(yīng)，提純，干燥，得到葡萄糖共聚物P(DEGMA-co-OVNG)； (3)將步驟(2)中得到的P(DEGMA-co-OVNG)與氯金酸HAuCl4溶于溶劑中，加入還原劑，室溫避光下攪拌12h，離心，純化，得到溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束P(DEGMA-co-OVNG)-S-Au02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述步驟(I)中壬二酸二乙烯酯與葡萄糖的摩爾比為2:1?4:1;堿性蛋白酶與葡萄糖的質(zhì)量比為1:1?1:3。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述堿性蛋白酶為枯草芽孢桿菌蛋白酶。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述步驟(I)中溶劑為無水吡啶，加入的溶劑與溶質(zhì)的質(zhì)量比為5:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述步驟(2)中OVNG與DEGMA的摩爾比為1:8?1:6。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述步驟(2)中溶劑為二甲基甲酰胺DMF ； OVNG與溶劑的質(zhì)量比為1:8?1:1O。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述步驟(2)中鏈轉(zhuǎn)移劑為S-十二烷基-S’ _(2-羧基-異丙基)三硫酯DDATC;引發(fā)劑為偶氮二環(huán)乙基甲腈VAZ0-88;DEGMA、0VNG、鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑的重量比為200-500:100:10:0.2—0.4o8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述步驟(3)中P(DEGMA-co-0VNG)與HAuCl4的摩爾比為3:l?5:l。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述步驟(3)中溶劑為甲醇。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成溫敏含糖聚合物接枝的納米金膠束的方法，其特征在于，所述步驟(3)中還原劑為NaBH4 ； NaBH4與氯金酸的質(zhì)量比為4:5。
【文檔編號】C08G83/00GK105860089SQ201610443295
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】權(quán)靜, 周開春, 邵棟杰, 沈發(fā)偉
【申請人】東華大學(xué)