新型聚类肽生物高分子材料及其在生物医用领域的应用

聚类肽高分子是一种具有良好生物相容性的新型生物高分子材料.聚类肽高分子具有与聚肽高分子相似的主链结构,其取代基位于主链氮原子上,其主链上不含有手性中心和–NH···O=C–氢键相互作用.因此,聚类肽高分子具有较为柔顺的主链结构、良好的溶解性,以及优异的蛋白酶稳定性.此外,聚类肽高分子的性能主要由侧链结构和性质决定,通过对聚类肽高分子侧链结构的合理设计,可以有效调控其性能.聚类肽高分子具有类似蛋白质的主链结构,从而使其具有优良的生物相容性以及潜在的生物活性.本文首先对聚类肽高分子这类新型高分子材料进行了介绍,进一步对聚类肽高分子常用的合成方法、刺激响应性聚类肽高分子材料、分子自组装构筑新型微纳结构进行了概述,最后对聚类肽高分子在抗菌、防污涂层、基因转染、药物传递、以及诊疗学等生物医用领域的相关应用及其未来的发展进行了详细的总结阐述.

生物基δ-己内酯与L-丙交酯顺序开环共聚制备热塑性弹性体及其性质研究

发展可再生、可降解脂肪族热塑性弹性体有望部分替代目前广泛使用的聚苯乙烯型热塑性弹性体材料,对于解决塑料污染问题具有重要意义.本工作以商品化的生物基单体δ-己内酯和L-丙交酯为原料,利用有机碱(t-BuP_(2))/脲二元催化体系实现其顺序开环聚合,成功制备得到聚乳酸-b-聚(δ-己内酯)-b-聚乳酸三嵌段共聚物.这些三嵌段共聚物随软硬段比例不同表现出不同的力学性质.在硬段体积分数较高时(0.30<f_(hard)<0.45),三嵌段共聚物表现出热塑性弹性体性质,具有较高的断裂伸长率和弹性回复率.在硬段体积分数较小时(f_(hard)<0.22),三嵌段共聚物与环氧大豆油混合后可作为压敏胶使用.

聚类肽高分子材料及其结构与性能的研究

聚类肽又称为氮取代聚甘氨酸(N-聚甘氨酸),是一类具有优良生物相容性以及生物活性的可降解高分子材料.由于酰胺键的活泼氢被取代,聚类肽主链结构中消除了聚肽固有的多重氢键相互作用,其主链柔性较好,聚合物性质主要由侧链基团的种类及其物理化学性质决定.基于这种链结构特征,可以通过设计不同的侧基结构,有效地调节聚类肽高分子的热力学性能、降解性能和自组装行为等物理化学性质.合成聚类肽的方法主要有2种——开环聚合和固相合成.本文主要介绍了聚类肽高分子的本体与溶液自组装行为,系统阐明了如何通过调控聚类肽高分子的侧链结构,研究链结构与自组装行为之间的相互关系,进一步构筑具有独特相分离行为以及自组装结构的新型生物高分子,同时探讨了这些材料在生物医用和能源等领域的潜在应用.

有机磷腈碱催化环内酯开环聚合制备可降解聚酯研究进展

脂肪族聚酯作为一类重要的高分子材料,具有优异的生物相容性和生物可降解性以及良好的力学性能,在可吸收手术缝合线、组织工程支架、食品包装等方面已经取得了广泛应用.环内酯开环聚合是制备脂肪族聚酯材料的一种重要方法.有机磷腈碱作为一类非离子型、非亲核性有机强碱,在催化环内酯开环聚合方面已经取得了巨大的成功.本专论综述了有机磷腈碱在催化γ-丁内酯及其衍生物、己内酯、戊内酯、丙交酯和大环内酯开环聚合方面的研究进展,对聚合机理进行了适当讨论,并对其未来发展方向作了展望.

手性脲/有机碱二元体系协同催化外消旋丙交酯立构选择性开环聚合

聚乳酸是应用广泛的可降解高分子材料,由于主链重复单元含有手性中心,它的物理与力学性能与其立构规整度密切相关.丙交酯的开环聚合是制备聚乳酸的重要手段.除了具有手性中心的金属有机催化剂,手性有机催化剂在丙交酯立构选择性开环聚合中受到越来越多的关注.本文中,我们用L-苯丙氨酸甲酯(L-Phe-OMe)、L-丙氨酸甲酯(L-Ala-OMe)以及L-缬氨酸甲酯(L-Val-OMe)分别与4-三氟甲基苯异氰酸酯反应得到3种含手性中心的脲(L-Phe-U,L-Ala-U以及L-Val-U).这些手性脲与有机碱1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)形成的二元催化体系可以在常温下催化外消旋丙交酯(rac-LA)立构选择性开环聚合,制备具有高立构规整度的聚乳酸(Pm=0.87).进一步降低聚合温度可以提高聚乳酸的立构规整度,在−20°C时Pm高达0.90.通过1H同核去耦谱分析发现,rac-LA在开环聚合过程中同时存在增长链末端控制机理以及催化剂活性中心控制机理,研究表明增长链末端控制机理对立构规整度的影响随聚合温度降低而增加.

高热稳定Lewis酸碱对催化L-丙交酯均聚及与乙交酯共聚的本体开环聚合研究

聚丙交酯(PLA)和乙交酯-丙交酯共聚酯(PLGA)是性能优异的可降解聚酯材料,发展绿色、环境友好的催化剂实现丙交酯和乙交酯的本体熔融聚合具有重要的科学意义和实际应用价值.本文研究了ZnCl_(2)、MgCl_(2)和FeCl_(3)与3种有机碱构成的Lewis酸碱对在丙交酯(LA)本体熔融聚合的催化作用.研究了包括Lewis酸碱对类型、比例和反应时间对LA开环聚合反应的影响.这3类Lewis酸碱对在180℃高温下表现出较好的热稳定性和催化活性.其中FeCl_(3)/DBU催化体系能够同时实现高单体转化率和分子量.同时,FeCl_(3)/DBU能够有效催化LA和GA的随机共聚,通过调控LA和GA的单体投料比可以制备不同摩尔组成的PLGA共聚酯.