本发明专利技术公开了一类双亲手性树形大分子的制备方法。该双亲树形大分子由赖氨酸树枝分子和烷氧醚树枝分子通过酯化反应制得。本发明专利技术中的双亲树枝分子，由于手性结构的诱导，二代的树枝化烷氧醚和三代的树枝化赖氨酸构成的双亲树枝分子（MeG2‑LysG3）在四氢呋喃和水的混合溶剂中进行超分子组装，原子力显微镜下可观测到有序排列的螺旋纤维，并且通过改变该分子外围基团的亲疏水性和树枝化基元的代数，可得到不同形态的组装体，本发明专利技术中的树枝大分子不仅在药物控制释放、催化以及智能材料等领域有着重要的应用前景，同时对揭示生命过程中的各种生理机制有着重要的意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一类双亲手性树枝分子及其制备方法。
技术介绍
双亲树枝分子是最近一种新型的有机合成高分子材料，此类分子结构规整，分子量单一，单分子尺度在纳米级别，且表面具有极高密度的官能团，同时还具有类似球蛋白的结构，具有良好的水溶性和生物可降解性等优点，在药物释放、基因工程、组织修复和疾病诊断等领域发挥着重要的作用，因此双亲树枝分子在生物医学领域具有广阔的应用前景。双亲树枝分子带有亲水头部和疏水尾部的结构，它易受到氢键、范德华力、静电作用、π-π堆积、亲疏水和液体表面张力等驱动，在溶剂中或者界面上进行自组装，而得到一系列的微相结构，如球状、棒状、囊泡或者较大的复合胶束等。Percec等人(S.Zhang,H.J.Sun,A.D.Hughes,R.O.Moussodia,A.Bertin,Y.Chen,D.J.Pochan,P.A.Heiney,M.L.Klein,V.Percec,PNAS.,2014,111,9058-9063)报道了把具有特定基础结构的双亲树枝分子注入到水或缓冲溶液中，分子进行自组装得到尺寸均一的囊泡，且通过改变组装溶液的浓度，分子可分级地自组装形成单双层囊泡和类似洋葱结构的多双层囊泡。然而当把手性基元引入到双亲分子时，由于手性结构的诱导，双亲分子能够分层地进行自组装从而得到纤维、带状、螺旋、超螺旋及管状等不同的形态。Ihara和刘鸣华等人在基于L-谷氨酸或D-谷氨酸的双亲分子上引入多种手性元素，研究发现手性基元的手性可传递到超分子纳米结构(M.Takafuji,Y.Kira,H.Tsuji,S.Sawada,H.Hachisako,H.Ihara,Tetrahedron.,2007,63,7489-7494，C.Liu,Q.Jin,K.Lv,L.Zhang,M.Liu,.Chem.Commun.2014,50,3702-3705,Q.Jin,L.Zhang,M.Liu,Chem.-Eur.J.2013,19,9234-9241.)，例如在吡啶间位取代的L-谷氨酸双亲分子在DMSO中形成的有机凝胶能够检测出较强的科顿信号，并且在电子透射显微镜下清晰地观测到弯曲地纳米带(P.Duan,X.Zhu,M.Liu,.Chem.Commun.2011,47,5569-5571；)。目前关于双亲手性分子的自组装研究较多，并且取得了一定的进展，但是将手性元素引入到双亲树枝分子中，以研究手性诱导双亲树枝状大分子自组装的工 作却鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术目的之一是提供一类手性双亲树形大分子。本专利技术目的之二是该手性双亲树枝大分子的制备方法。本专利技术目的之三是该类双亲手性树枝大分子的超分子组装。本专利技术使用液相合成法获得核点为羟基的二代和三代赖氨酸树枝大分子，与不同的端基和不同代数的烷氧醚树枝分子进行酯化反应，最终得到所述双亲树枝大分子。一类双亲手性树枝分子，其特征在于该树枝分子的结构式为下列之一：1.2.3.4.一种制备上述的双亲树枝大分子的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a.在冰盐浴和惰性气氛下，在赖氨酸对硝基活性酯(Boc-Lys(boc)-ONp)的四氢呋喃(THF)中，依次加入硼氢化钠(NaBH4)和氯化锂(LiCl)的四氢呋喃溶液，搅拌至反应完全；向体系中加水至不再冒气泡为止，然后用饱和食盐水对反应液进行洗涤，再对有机相进行干燥，过滤后蒸干溶剂，经分离提纯得到无色油状化合物2，其结构式为：所述的化合物1、LiCl和NaBH4的摩尔比为：1:5:8；b.在冰浴中，将步骤a所得化合物2溶于四氢呋喃中，并加入25wt％的HCl,室温下搅拌至反应完全，停止反应，反应液用去离子水和DCM洗涤，水相用液氮冷冻，最后干燥，得到白色固体化合物3其结构式为：所述的化合物2与25wt％的HCl的摩尔比比为：1:20～1:30；；c.冰浴中，将步骤b所得化合物3溶于H2O和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(V/V＝1:2)的混合溶剂中，然后向体系中加入N,N-二异丙基乙胺(DIEA)，再 向体系中缓慢滴加化合物1的DMF溶液，反应至反应完全，停止反应，反应液用饱和食盐水洗涤3次，并调节pH至5，再无水硫酸镁对有机相进行干燥，过滤后旋干溶剂，经分离提纯得到白色泡沫状产物4，其结构式为：所述的化合物3、DIEA和化合物1的摩尔比为：1:10:3；d.在冰浴中,将步骤c所得化合物4溶于THF中，然后向体系中加入25wt％的HCl，室温下搅拌至反应完全，停止反应，反应液用去离子水和DCM洗涤，水相用液氮冷冻10min，最后干燥，得到白色固体化合物5，其结构式为：所述的化合物4与25wt％的HCl的摩尔比为：1:20～1:30；f.冰浴中，将步骤d所得化合物5溶于H2O和DMF(V/V＝1：2)的混合溶剂，加入DIEA，再向体系中缓慢滴加化合物1的DMF溶液，至反应完全，停止反应，反应液用饱和食盐水洗涤3次，并调节pH至5，再无水硫酸镁对有机相进行干燥，过滤后旋干溶剂，经分离提纯得到白色固体产物6；其结构式为：所述的化合物5、DIEA和化合物1的摩尔比为：1:10:6；g.一代和二代烷氧醚B(MeG1)的合成将核核点为酯基的一代烷氧醚树枝化基元A(MeG1-COOMe)(参照文献Li,W.；Zhang,A.；Schlüter,A.D.Chem.Commun.2008,5523-5525的合成)溶于THF和H2O(V/V＝1:1)中，然后向体系中缓慢滴加一水氢化锂(LiOH.H2O)的水溶液，室温下搅拌至反应完全，反应液用饱和食盐水洗涤后，用硫酸氢钾调PH至5，无水硫酸镁对有机相进行干燥后，过滤后旋干溶剂，经柱层析色谱提纯得到无色透明液体B，其结构式为：所述化合物A和一水氢氧化锂的摩尔比是：1:8～1:10.h.在冰盐浴和惰性气氛下，在步骤f所得化合物6的二氯甲烷(DCM)溶液中，依次加入化合物B、4-二甲氨基吡啶和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，搅拌反应至反应完全，反应液用饱和食盐水洗涤3次，有机相进行干燥后旋干溶剂，再经分离提纯得到白色固体C，所述化合物B和化合物6的摩尔比为1:2～1:3，即为双亲树枝大分子。所述的双亲手性树枝分子自组装的条件为：通过蠕动泵向双亲树枝分子的四氢呋喃溶液中注水，四氢呋喃和水的最终体积比为1:20。所述的由二代的树枝化烷氧醚和三代的树枝化赖氨酸(MeG2-LysG3)构成的双亲手性树枝分子在水和四氢呋喃的混合溶剂中自组装，可得到有序排列的螺旋纤维。所述的双亲手性树枝分子，当烷氧醚上的末端基团由亲水的甲氧基变为相对疏水的乙氧基时，EtG2-LysG3自组装可得到密集的短而无序纤维。所述的双亲手性树枝分子，降低烷氧醚的代数，由二代降低为一代， MeG1-LysG3自组装也同样形成相对分散且短而无序的纤维；所述的双亲手性树枝分子，同时降低烷氧醚和赖氨酸的代数，MeG1-LysG2则得到尺寸较为均一的纳米粒子。此类大分子兼具有肽类树枝分子和双亲分子的结构和性能，并且能够进行超分子自组装，形成具有规整有序排列的螺旋纤维。本专利技术中的树枝大分子不仅在药物控制释放、催化以及智能材料等领域有着重要的应用前景，同时对揭示生命过程中的各种生理机制有着重要的意义。本专利技术的双亲手性树本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类双亲手性树枝分子，其特征在于该树枝分子的结构式为下列之一：a.b.c.d.。
【技术特征摘要】
1.一类双亲手性树枝分子，其特征在于该树枝分子的结构式为下列之一：a.b.c.d.。2.一种制备根据权利要求1所述的双亲树枝大分子的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a. 在冰盐浴和惰性气氛下，在赖氨酸对硝基活性酯(Boc-Lys(Boc)-ONp) 的四氢呋喃(THF)中，依次加入硼氢化钠（NaBH4）和氯化锂（LiCl）的四氢呋喃溶液，搅拌至反应完全；向体系中加水至不再冒气泡为止，然后用饱和食盐水对反应液进行洗涤，再对有机相进行干燥，过滤后蒸干溶剂，经分离提纯得到无色油状化合物2，所述的化合物1、LiCl 和NaBH4 的摩尔比为：1:5:8；b. 在冰浴中，将步骤a所得化合物2 溶于四氢呋喃中，并加入25wt%的HCl,室温下搅拌至反应完全，停止反应，反应液用去离子水和二氯甲烷DCM洗涤，水相用液氮冷冻，最后干燥，得到白色固体化合物3;所述的化合物2与25wt%的HCl的摩尔比为：1:20 ~ 1:30；c. 冰浴中，将步骤b所得化合物3溶于水和N,N-二甲基甲酰胺DMF按1:2的体积比的混合溶剂中，然后向体系中加入N,N-二异丙基乙胺DIEA，再向体系中缓慢滴加化合物1 的DMF溶液，反应至反应完全，停止反应，反应液用饱和食盐水洗涤3次，并调节pH至5，再无水硫酸镁对有机相进行干燥，过滤后旋干溶剂，经分离提纯得到白色泡沫状产物4，所述的化合物3、化合物1和DIEA的摩尔比为：1: 3:10；d. 在冰浴中,将步骤c所得化合物4 溶于THF中，然后向体系中加入25wt%的HCl，室温下搅拌至反应完全，停止反应，反应液用去离子水和DCM洗涤，水相用液氮冷冻10 min，最后干燥，得到白色固体化合物5， 所述的化合物4与25wt%的HCl的摩尔比为：1:20 ~ 1:30；f. 冰浴中，将步骤d所得化合物5溶于水和DMF按1：2的体积比的混合溶剂，加入N,N-二异丙基乙胺DIEA ，再向体系中缓慢滴加化合物1的DMF 溶液，至反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：张阿方，鲁琴华，刘坤，邵峰，王凌霄，马潇，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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