專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可生物降解聚(α,β-L-天冬氨酸)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料制備技術(shù)，特別是一種可生物降解聚(a，0-L-天冬氨 酸)的制備方法。
背景技術(shù)：
聚(a，0-L-天冬氨酸)具有良好的生物相容性和生物降解性，而且合成簡(jiǎn)便，成 本較低，可作為藥物載體和組織工程支架材料。天然的聚氨基酸中，聚天冬氨酸片段都是以 a-型的形式存在的，在聚(a，0-L-天冬氨酸)衍生物中，a-型聚天冬氨酸含量越高，聚 合物的性質(zhì)與天然蛋白質(zhì)越接近，但純聚a-氨基酸的制備路線(xiàn)則相對(duì)較復(fù)雜，制備成本 較高，所以在有關(guān)聚天冬氨酸作為生物醫(yī)用材料的研究中，利用天冬氨酸熱縮聚制備聚琥 珀酰亞胺，然后聚琥珀酰亞胺在堿性條件下水解是研究人員普遍采用的反應(yīng)路線(xiàn)。這種方 法得到的是a-和混合型聚氨基酸。一般情況下聚琥珀酰亞胺堿性水解得到的聚(a， 3-L天冬氨酸)中的的型含量遠(yuǎn)大于a-型，其中氫氧化鈉堿性水解得到的聚(a， 3 _L天冬氨酸)的a-型聚天冬氨酸含量只有30%，造成聚合物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)與天然蛋白 質(zhì)相差較遠(yuǎn)，在作為藥物載體和組織工程支架材料的應(yīng)用方面存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種可生物降解聚(a，0-L-天冬氨 酸)的制備方法，該制備方法合成簡(jiǎn)便、易于實(shí)施、制造成本低，制得的聚(a，0-L-天冬氨 酸)含有較高的a-結(jié)構(gòu)，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案一種可生物降解聚(a，0 -L-天冬氨酸)的制備方法，步驟如下1)利用熱縮聚反應(yīng)制成聚琥珀酰亞胺以L(fǎng)-天冬氨酸為原料，以磷酸為催化劑，以環(huán)丁砜和1，3，5_三甲苯的混合溶劑為 反應(yīng)溶劑，在氮?dú)夥諊蜏囟葹?80 220°C條件下進(jìn)行反應(yīng)，機(jī)械攪拌反應(yīng)4. 5小時(shí)，并 在反應(yīng)過(guò)程中用水分離器除去反應(yīng)生成的水及揮發(fā)的溶劑；然后趁熱用N，N-二甲基甲酰 胺(DMF)溶解產(chǎn)物，攪拌條件下在40°C水浴中恒溫2小時(shí)，使聚琥珀酰亞胺全部溶解于DMF 中；將上清液倒入沉淀劑甲醇中沉淀、離心，將得到的離心產(chǎn)物再重復(fù)一次上述操作；將離 心產(chǎn)物用丙酮洗滌三次，再用蒸餾水洗滌至洗滌液PH值呈中性，4000rpm離心沉淀物，50°C 真空干燥24小時(shí)，得到淺粉色固體聚琥珀酰亞胺；2)以醇鈉為親核試劑，進(jìn)攻聚琥珀酰亞胺進(jìn)行開(kāi)環(huán)反應(yīng)得到不同a，0含量的聚 (a，0 -L-天冬氨酸酯)將聚琥珀酰亞胺溶于N，N-二甲基甲酰胺中，磁力攪拌至完全溶解制得聚琥珀酰 亞胺溶液；將醇鈉溶解到相應(yīng)的醇中制成醇鈉溶液；將醇鈉溶液滴加到上述聚琥珀酰亞胺 溶液中，滴加速度為2 5滴/分鐘；滴加完成后，在室溫下磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)；將反應(yīng)液 倒入沉淀劑丙酮中沉淀，抽濾后得到沉淀物；用乙醚洗滌沉淀物三次，40°C真空干燥24小時(shí)，得到固體產(chǎn)物聚(a，0-L-天冬氨酸酯)。所述熱縮聚反應(yīng)中，磷酸的重量百分比濃度為85%，磷酸的的用量為每100g的 L-天冬氨酸加7. 5mL;反應(yīng)溶劑中環(huán)丁砜與1，3，5-三甲苯的體積比為3 7，反應(yīng)溶劑的 用量為每100g的L-天冬氨酸為225mL ；溶解產(chǎn)物的N，N_ 二甲基甲酰胺的用量為每克產(chǎn)物 加入4mL;上清液與沉淀劑甲醇的體積比為1 10。所述開(kāi)環(huán)反應(yīng)中，聚琥珀酰亞胺與醇鈉的摩爾比為1 1 ;N，N_ 二甲基甲酰胺的用 量為每克聚琥珀酰亞胺加入4mL ；醇鈉溶液的濃度為2mol/L ；反應(yīng)液與沉淀劑丙酮的體積 比為1 10。所述醇鈉為甲醇鈉、乙醇鈉、丙醇鈉、丁醇鈉、異丙醇鈉或叔丁醇鈉，相應(yīng)的醇為甲 醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇或叔丁醇。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該制備方法合成簡(jiǎn)便、易于實(shí)施、制造成本低，制得的聚(a， 3-L-天冬氨酸)含有較高的a-結(jié)構(gòu)，其性質(zhì)和結(jié)構(gòu)與天然蛋白質(zhì)更加接近，作為藥物載 體和組織工程支架材料的應(yīng)用將更為廣泛。


圖1為聚(a，0-L-天冬氨酸)制備方法反應(yīng)路線(xiàn)示意圖，圖中R表示所使用醇 鈉的烷基。圖2為采用甲醇鈉溶液制備的該產(chǎn)物的咕NMR譜圖。圖3為采用乙醇鈉溶液制備的該產(chǎn)物的咕NMR譜圖。圖4為采用丙醇鈉溶液制備的該產(chǎn)物的咕NMR譜圖。圖5為采用丁醇鈉溶液制備的該產(chǎn)物的咕NMR譜圖。圖6為采用異丙醇鈉溶液制備的該產(chǎn)物的咕NMR譜圖。圖7為采用叔丁醇鈉溶液制備的該產(chǎn)物的咕NMR譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 1)稱(chēng)取13. 3g L-天冬氨酸粉末，lmL重量百分比濃度為85%的磷酸加入100mL 的三口瓶中，按3 7的比例加入環(huán)丁砜與1，3，5_三甲苯作為混合反應(yīng)溶劑，共30mL;氮 氣氛圍下控制溫度180-220°C，機(jī)械攪拌4. 5小時(shí)，用水分離器除去反應(yīng)過(guò)程中生成的水及 揮發(fā)的溶劑，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，L-Asp為白色晶體分散在溶劑中，隨著反應(yīng)溫度的升高，有大量的 淺黃色黏稠塊狀物生成，即為中間體聚琥珀酰亞胺；反應(yīng)結(jié)束后，趁熱用適量的DMF溶解產(chǎn) 物，每克混合物應(yīng)加入約4ml的DMF。攪拌條件下在40°C水浴中恒溫2小時(shí)，此時(shí)混合物中 的聚琥珀酰亞胺全部溶解于DMF中，將上清液倒入10倍體積的甲醇中沉淀，離心，得到的離 心產(chǎn)物重復(fù)上述操作，即再用DMF溶解(每克混合物加入4mL的DMF)，10倍體積的甲醇中 沉，離心；離心產(chǎn)物用丙酮洗滌三次，再用蒸餾水洗滌至洗滌液pH值呈中性，4000rpm離心 沉淀物，50°C真空干燥24小時(shí)，得到淺粉色固體聚琥珀酰亞胺9. lg，產(chǎn)率94%。用極限粘 度法測(cè)得聚琥珀酰亞胺的聚合度為306。2)稱(chēng)取真空干燥的聚琥珀酰亞胺0. 97g，溶于4mL的DMF中，磁力攪拌至形成澄清 液；稱(chēng)取0. 54g甲醇鈉溶到5ml甲醇中，聚琥珀酰亞胺溶液加到冰浴反應(yīng)器中，緩慢滴加甲醇鈉的甲醇溶液，滴加速度2-5滴/分鐘；滴加完成后室溫磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)，將反應(yīng)液 倒入10倍體積的丙酮中沉淀，抽濾，用乙醚洗滌沉淀物三次，40°C真空干燥24小時(shí)，得到固 體產(chǎn)物聚(a，0-L-天冬氨酸甲酯)，產(chǎn)率98%。該實(shí)施例中，采用核磁共振氫譜來(lái)計(jì)算產(chǎn)物中a-型聚天冬氨酸的含量，具體說(shuō) 明如下采用Varian UNITY plus-400型核磁共振波譜儀進(jìn)行測(cè)定，TMS為內(nèi)標(biāo)，氘代水為 溶劑。咕NMR的質(zhì)子共振頻率為400. 07MHz，采樣時(shí)間為1. 997s，偏轉(zhuǎn)角為45°。如圖2所 示，通過(guò)1H NMR譜圖中聚酰胺主鏈上a-CH和0-CH的質(zhì)子信號(hào)峰面積可以計(jì)算出共聚物 中聚a-天冬氨酸和聚天冬氨酸的比例。計(jì)算結(jié)果顯示產(chǎn)物中a-型聚天冬氨酸的 含量為37%。實(shí)施例2 1)聚琥珀酰亞胺的制備同實(shí)施例1。2)稱(chēng)取真空干燥的聚琥珀酰亞胺0. 97g，溶于4mL的DMF中，磁力攪拌至形成澄清 液；稱(chēng)取0. 68g乙醇鈉溶到5ml乙醇中，聚琥珀酰亞胺溶液加到冰浴反應(yīng)器中，緩慢滴加乙 醇鈉的乙醇溶液，滴加速度2-5滴/分鐘；滴加完成后室溫磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)，將反應(yīng)液 倒入10倍體積的丙酮中沉淀，抽濾；用乙醚洗滌沉淀物三次，40°C真空干燥24小時(shí)，得到固 體產(chǎn)物聚(a，0-L-天冬氨酸乙酯)，產(chǎn)率98%。聚合物中a -型聚天冬氨酸含量的測(cè)定方法同實(shí)施例1，如圖3所示，計(jì)算結(jié)果顯 示產(chǎn)物中a-型聚天冬氨酸的含量為45%。實(shí)施例3 1)聚琥珀酰亞胺的制備同實(shí)施例1。2)稱(chēng)取真空干燥的聚琥珀酰亞胺0. 97g，溶于4mL的DMF中，磁力攪拌至形成澄清 液。稱(chēng)取0. 82g丙醇鈉溶到5ml丙醇中；聚琥珀酰亞胺溶液加到冰浴反應(yīng)器中，緩慢滴加丙 醇鈉的丙醇溶液，滴加速度2-5滴/分鐘；滴加完成后室溫磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)，將反應(yīng)液 倒入10倍體積的丙酮中沉淀，抽濾；用乙醚洗滌沉淀物三次，40°C真空干燥24小時(shí)，得到固 體產(chǎn)物聚(a，0 -L-天冬氨酸丙酯)，產(chǎn)率97 %。a-型聚天冬氨酸含量的測(cè)定方法同實(shí)施例1，如圖4所示，計(jì)算結(jié)果顯示產(chǎn)物中 a-型聚天冬氨酸的含量為57%。實(shí)施例4 1)聚琥珀酰亞胺的制備同實(shí)施例1。2)稱(chēng)取真空干燥的聚琥珀酰亞胺0. 97g，溶于4mL的DMF中，磁力攪拌至形成澄清 液；稱(chēng)取0. 96g 丁醇鈉溶到5ml 丁醇中，聚琥珀酰亞胺溶液加到冰浴反應(yīng)器中，緩慢滴加丙 醇鈉的丙醇溶液，滴加速度2-5滴/分鐘；滴加完成后室溫磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)，將反應(yīng)液 倒入10倍體積的丙酮中沉淀，抽濾；用乙醚洗滌沉淀物三次，40°C真空干燥24小時(shí)，得到固 體產(chǎn)物聚(a，0-L-天冬氨酸甲酯)，產(chǎn)率95%。a-型聚天冬氨酸含量的測(cè)定方法同實(shí)施例1，如圖5所示，計(jì)算結(jié)果顯示產(chǎn)物中 a-型聚天冬氨酸的含量為60%。實(shí)施例5 1)聚琥珀酰亞胺的制備同實(shí)施例1。2)稱(chēng)取真空干燥的聚琥珀酰亞胺0. 97g，溶于4mL的DMF中，磁力攪拌至形成澄清液；稱(chēng)取0. 82g異丙醇鈉溶到5ml異丙醇中，聚琥珀酰亞胺溶液加到冰浴反應(yīng)器中，緩慢滴 加異丙醇鈉的異丙醇溶液，滴加速度2-5滴/分鐘；滴加完成后室溫磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)， 將反應(yīng)液倒入10倍體積的丙酮中沉淀，抽濾；用乙醚洗滌沉淀物三次，40°C真空干燥24小 時(shí)，得到固體產(chǎn)物聚(a，0-1-天冬氨酸異丙酯)，產(chǎn)率93%。a-型聚天冬氨酸含量的測(cè)定方法同實(shí)施例1，如圖6所示，計(jì)算結(jié)果顯示產(chǎn)物中 a-型聚天冬氨酸的含量為36%。實(shí)施例6:1)聚琥珀酰亞胺的制備同實(shí)施例1。2)稱(chēng)取真空干燥的聚琥珀酰亞胺0. 97g，溶于4mL的DMF中，磁力攪拌至形成澄清 液；稱(chēng)取0. 96g叔丁醇鈉溶到5ml叔丁醇中，聚琥珀酰亞胺溶液加到冰浴反應(yīng)器中，緩慢滴 加叔丁醇鈉的叔丁醇溶液，滴加速度2-5滴/分鐘；滴加完成后室溫磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)， 將反應(yīng)液倒入10倍體積的丙酮中沉淀，抽濾；用乙醚洗滌沉淀物三次，40°C真空干燥24小 時(shí)，得到固體產(chǎn)物聚(a，0-1^-天冬氨酸叔丁酯)，產(chǎn)率90%。a-型聚天冬氨酸含量的測(cè)定方法同實(shí)施例1，如圖7所示，計(jì)算結(jié)果顯示產(chǎn)物中 a-型聚天冬氨酸的含量為30%。
權(quán)利要求
一種可生物降解聚(α，β L 天冬氨酸)的制備方法，其特征在于步驟如下1)利用熱縮聚反應(yīng)制成聚琥珀酰亞胺以L(fǎng) 天冬氨酸為原料，以磷酸為催化劑，以環(huán)丁砜和1，3，5 三甲苯的混合溶劑為反應(yīng)溶劑，在氮?dú)夥諊蜏囟葹?80～220℃條件下進(jìn)行反應(yīng)，機(jī)械攪拌反應(yīng)4.5小時(shí)，并在反應(yīng)過(guò)程中用水分離器除去反應(yīng)生成的水及揮發(fā)的溶劑；然后趁熱用N，N 二甲基甲酰胺(DMF)溶解產(chǎn)物，攪拌條件下在40℃水浴中恒溫2小時(shí)，使聚琥珀酰亞胺全部溶解于DMF中；將上清液倒入沉淀劑甲醇中沉淀、離心，將得到的離心產(chǎn)物再重復(fù)一次上述操作；將離心產(chǎn)物用丙酮洗滌三次，再用蒸餾水洗滌至洗滌液pH值呈中性，4000rpm離心沉淀物，50℃真空干燥24小時(shí)，得到淺粉色固體聚琥珀酰亞胺；2)以醇鈉為親核試劑，進(jìn)攻聚琥珀酰亞胺進(jìn)行開(kāi)環(huán)反應(yīng)得到不同α，β含量的聚(α，β L 天冬氨酸酯)將聚琥珀酰亞胺溶于N，N 二甲基甲酰胺中，磁力攪拌至完全溶解制得聚琥珀酰亞胺溶液；將醇鈉溶解到相應(yīng)的醇中制成醇鈉溶液；將醇鈉溶液滴加到上述聚琥珀酰亞胺溶液中，滴加速度為2～5滴/分鐘；滴加完成后，在室溫下磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)；將反應(yīng)液倒入沉淀劑丙酮中沉淀，抽濾后得到沉淀物；用乙醚洗滌沉淀物三次，40℃真空干燥24小時(shí)，得到固體產(chǎn)物聚(α，β L 天冬氨酸酯)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可生物降解聚(a，0-L-天冬氨酸)的制備方法，其特征在于 所述熱縮聚反應(yīng)中，磷酸的重量百分比濃度為85 %，磷酸的的用量為每100g的L-天冬氨酸 加7. 5mL;反應(yīng)溶劑中環(huán)丁砜與1，3，5-三甲苯的體積比為3 7，反應(yīng)溶劑的用量為每100g 的L-天冬氨酸為225mL ；溶解產(chǎn)物的N，N_ 二甲基甲酰胺的用量為每克產(chǎn)物加入4mL ；上清 液與沉淀劑甲醇的體積比為1 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述可生物降解聚(a，0-L-天冬氨酸)的制備方法，其特征在 于所述開(kāi)環(huán)反應(yīng)中，聚琥珀酰亞胺與醇鈉的摩爾比為1 1 ;N，N-二甲基甲酰胺的用量為 每克聚琥珀酰亞胺加入4mL ；醇鈉溶液的濃度為2mol/L ；反應(yīng)液與沉淀劑丙酮的體積比為 1 10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述可生物降解聚(a，0-L-天冬氨酸)的制備方法，其特征在于 所述醇鈉為甲醇鈉、乙醇鈉、丙醇鈉、丁醇鈉、異丙醇鈉或叔丁醇鈉，相應(yīng)的醇為甲醇、乙醇、 丙醇、丁醇、異丙醇或叔丁醇。
全文摘要
一種可生物降解聚(α，β-L-天冬氨酸)的制備方法，步驟如下1)首先利用熱縮聚反應(yīng)制成聚琥珀酰亞胺，即以L(fǎng)-天冬氨酸為原料，以磷酸為催化劑，以環(huán)丁砜和1，3，5-三甲苯的混合溶劑為反應(yīng)溶劑，在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行加熱反應(yīng)，然后用DMF溶解產(chǎn)物，然后在甲醇中沉淀、離心、洗滌、干燥；2)以醇鈉為親核試劑，進(jìn)攻聚琥珀酰亞胺進(jìn)行開(kāi)環(huán)反應(yīng)，即將聚琥珀酰亞胺溶于DMF中，將醇鈉溶液滴加到該溶液中，然后在丙酮中沉淀，抽濾、洗滌、干燥后，得到固體產(chǎn)物聚(α，β-L-天冬氨酸酯)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該制備方法合成簡(jiǎn)便、易于實(shí)施、制造成本低，制得的聚(α，β-L-天冬氨酸)含有較高的α-結(jié)構(gòu)，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A61L27/18GK101891890SQ20101021354
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者伍國(guó)琳, 王亦農(nóng), 王勇, 范云鴿, 馬建標(biāo) 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)