酰胺键连接的聚合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种酰胺键连接的聚合物的制备方法，包括以下步骤：将一端为叠氮基团的聚合物、含羧基化合物、催化剂二吡啶二硒醚(PySeSePy)混匀，在0‑5℃下向其中加入三甲基膦(Me3P)的有机溶液进行反应，当反应无气泡产生时，然后在25‑40℃下反应2‑24h，得到酰胺键连接的聚合物，其中，含羧基化合物为二元羧酸、多元羧酸、一端为羧基的聚合物或两端为羧基的聚合物；一端为叠氮基团的聚合物、二吡啶二硒醚、含羧基化合物和三甲基膦之间的摩尔比为0.9‑2.2:1‑2:1‑2:20‑40。本发明专利技术将二吡啶二硒醚催化的Staudingers‑Vilarrasa反应用于聚合物之间的连接，通过含羧基化合物与一端为叠氮基团的聚合物之间的反应，形成了酰胺键，从而制备出酰胺键连接的聚合物。

Preparation of polymer linked by amide bond

The invention relates to a preparation method of an amide bond linked polymer, including the following steps: mixing one end of a azido group of a polymer, a carboxyl compound, a catalyst two pyridine two selenide (PySeSePy), and reacting to one of the three methyl phosphine (Me3P) at 0 degrees Celsius when the reaction is free of bubbles. And then a polymer that reacts to 2 24h at 25 and 40 C to get a polymer connected by the amide bond, in which a polymer containing a carboxyl group of two carboxylic acids, polycarboxylic acids, a carboxyl group at one end or a carboxyl group, and a polymer with a azido group, two pyridine two selenides, a carboxyl group, and a trimethylene phosphine. It is 0.9 of 2.2:1 2:1, 40 at 2:20. In the invention, the Staudingers Vilarrasa reaction catalyzed by two pyridine two selenide ether is used to connect the polymer, and the amide bond is formed by the reaction between the carboxyl compound and the polymer with the azido group at one end, thus preparing the polymer of the amide bond.

【技术实现步骤摘要】
酰胺键连接的聚合物的制备方法
本专利技术涉及高分子化学领域，尤其涉及一种酰胺键连接的聚合物的制备方法。
技术介绍
嵌段聚合物在纳米器件、生物医药等领域有着非常好的应用前景，越来越多的科研工作者致力于嵌段聚合物的合成中。随着ATRP等可控自由基聚合和点击化学等高效反应的发展，可以制备越来越多种类的嵌段聚合物，如对温度、光、pH、磁响应的嵌段聚合物。目前嵌段聚合物的合成方法主要有活性阴离子聚合、活性自由基聚合、高效的点击反应和ATRP、RAFT等可控自由基聚合结合的方法。其中阴离子聚合体系虽然简单，但反应条件非常的苛刻，体系对水和氧气比较敏感，通常要在高真空的条件下进行操作，因此使其应用受到了一定的限制。而ATRP、RAFT等可控自由基方法聚合体系简单、单体适用范围较广，分子设计能力强的优点，但是对单体的种类仍然有一定的限制。而将点击化学反应如CuAAC与ATRP结合起来，可以打破其局限性，合成不同组成、结构和性能的嵌段聚合物。主要思路为用含有炔基的引发剂合成末端为炔基的聚合物，用普通引发剂合成末端为氯或溴的聚合物，在与叠氮化钠反应从而使聚合物末端叠氮化，最后将末端炔基和末端叠氮化的聚合物进行CuAAC反应将两者连接起来，从而合成各种嵌段聚合物。羧酸化合物与有机叠氮化物的反应被称为Staudinger-Vilarrasa反应，简称S-V反应。而目前催化的S-V反应主要被用到合成多肽以及含有酰胺键的天然大分子反应中。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种酰胺键连接的聚合物的制备方法，将二吡啶二硒醚催化的Staudingers-Vilarrasa反应用于聚合物之间的连接，通过含羧基化合物与一端为叠氮基团的聚合物之间的反应，形成了酰胺键，从而制备出酰胺键连接的聚合物。本专利技术的酰胺键连接的聚合物的制备方法，包括以下步骤：将一端为叠氮基团的聚合物、含羧基化合物、催化剂二吡啶二硒醚(PySeSePy)混匀，在0-5℃下向其中加入三甲基膦(Me3P)的有机溶液进行反应，当反应无气泡产生时，然后在25-40℃下反应2-24h，得到酰胺键连接的聚合物，其中，含羧基化合物为二元羧酸、多元羧酸、一端为羧基的聚合物或两端为羧基的聚合物；一端为叠氮基团的聚合物、二吡啶二硒醚、含羧基化合物和三甲基膦之间的摩尔比为0.9-2.2:1-2:1-2:20-40。优选地，在0℃下加入三甲基膦(Me3P)的有机溶液进行反应，当反应无气泡产生时，然后在40℃下反应。当含羧基化合物为二元羧酸时，以上反应的路线如下：式中，Polymer-N3表示一端为叠氮基团的聚合物，HOOC-R-COOH表示二元羧酸。当含羧基化合物为多元羧酸时，以上反应的路线如下(以三元羧酸为例)：式中，Polymer-N3表示一端为叠氮基团的聚合物。当含羧基化合物为一端为羧基的聚合物时，以上反应的路线如下：式中，Polymer-N3表示一端为叠氮基团的聚合物，Polymer1-COOH表示一端含羧基化合物。当含羧基化合物为两端为羧基的聚合物时，以上反应的路线如下：式中，Polymer-N3表示一端为叠氮基团的聚合物，HOOC-Polymer2-COOH表示两端含羧基化合物。进一步地，一端为叠氮基团的聚合物中的聚合物为聚乙二醇单甲醚、聚丙烯酸叔丁酯、聚苯乙烯等。具体的，一端为叠氮基团的聚合物分别对应以下分子式：(叠氮化聚乙二醇单甲醚)、(叠氮化聚丙烯酸叔丁酯)、(叠氮化聚苯乙烯)。其中，n表示聚合度。叠氮化聚乙二醇单甲醚的制备方法如下：将聚乙二醇单甲醚、三乙胺和溶剂混匀，冰浴条件下滴加对甲苯磺酰氯，然后在室温下反应24h，得到对甲苯磺酰氯基封端的聚乙二醇单甲醚。溶剂优选为二氯甲烷。将对甲苯磺酰氯基封端的聚乙二醇单甲醚、叠氮化钠和溶剂混匀，在80℃反应48h，得到叠氮化聚乙二醇单甲醚，其中对甲苯磺酰氯基封端的聚乙二醇单甲醚和叠氮化钠之间的摩尔比为1:20。溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺。叠氮化聚丙烯酸叔丁酯的制备方法如下：将聚丙烯酸叔丁酯、叠氮化钠和溶剂混匀，于60℃反应24h，得到叠氮化聚丙烯酸叔丁酯，其中聚丙烯酸叔丁酯和叠氮化钠之间的摩尔比为1:10；溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺。在制备一端为叠氮基团的聚合物过程中采用了ATRP方法以及末端为羟基的聚合物和对甲苯磺酰氯反应，最后在与叠氮化钠亲核反应，简单方便，适合聚合物的范围广。进一步地，一端为叠氮基团的聚合物的分子量为2000-5200Da。进一步地，含羧基化合物为二元羧酸或多元羧酸，一端为叠氮基团的聚合物、二吡啶二硒醚、含羧基化合物和三甲基膦之间的摩尔比为1.9-2.2:2:1:20-40。进一步地，含羧基化合物为对苯二甲酸、十四烷二酸、均苯三酸等。进一步地，含羧基化合物为一端为羧基的聚合物或两端为羧基的聚合物，一端为叠氮基团的聚合物、二吡啶二硒醚、含羧基化合物和三甲基膦之间的摩尔比为0.9-1.3:1:2:20-40。进一步地，一端为羧基的聚合物或两端为羧基的聚合物中的聚合物为聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚等。具体的，一端为羧基的聚合物对应以下分子式：其中，n表示聚合度。具体的，两端为羧基的聚合物对应以下分子式：其中，n表示聚合度。进一步地，含羧基化合物为一端为羧基的聚合物或两端为羧基的聚合物时，其制备方法如下：将末端为羟基的聚合物、丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶、三乙胺和溶剂混匀，在25℃下通气状态下搅拌反应24-48h，得到末端羧基的聚合物，其中末端为羟基的聚合物、丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶和三乙胺的摩尔比为1:1.5-3:1.5-3:1.5-3。进一步地，三甲基膦的有机溶液中的有机溶剂为甲苯。使用甲苯作为溶剂，反应效率最高。进一步地，三甲基膦的有机溶液的浓度为1mol/L。进一步地，反应均在惰性气体保护下进行。具体是将惰性气体通入反应溶液中。进一步地，惰性气体为氮气、氦气或氖气中的任意一种，优选氮气。进一步地，催化剂二吡啶二硒醚的制备方法如下：将氢氧化钠、硒粉、水合肼溶于有机溶剂，在25℃下反应2h，向其中加入2-溴吡啶，然后在120℃下反应24h，得到催化剂二吡啶二硒醚。进一步地，氢氧化钠、硒粉、水合肼和2-溴吡啶之间的摩尔比为1.5:1:1:1。进一步地，有机溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺。进一步地，水合肼的浓度为85％。在本专利技术的制备方法中，加入三甲基膦的有机溶液后，迅速与末端叠氮化的聚合物反应生成膦腈，由于三甲基膦是过量的，并且生成膦腈的反应可以在几分钟内完成，所以能快速地把全部的叠氮基团转化为膦腈，同时二吡啶二硒醚与部分含羧基化合物反应生成活性酯，膦腈与活性酯迅速反应生中间体，且由于二吡啶二硒醚与含羧基化合物的摩尔比为1-2:1-2，二吡啶二硒醚只能活化部分的含羧基化合物，剩余的含羧基化合物与中间体反应得到目标产物以及活性酯，再以此循环下去直至底物反应完全。以二元羧酸为例，反应原理如下：借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：(1)本专利技术首次将ATRP和二吡啶二硒醚催化的Staudinger-Vilarrasa反应结合起来，选用ATRP和亲核取代反应制备的一端为叠氮基团的聚合物，然后利用S-V反应，将含羧基化合物与其依靠酰胺键连接起来，为聚合物的相互连接提供了一种新方法。(2)本专利技术在酰胺化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酰胺键连接的聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将一端为叠氮基团的聚合物、含羧基化合物、催化剂二吡啶二硒醚混匀，在0‑5℃下向其中加入三甲基膦的有机溶液进行反应，当反应无气泡产生时，然后在25‑40℃下反应2‑24h，得到所述酰胺键连接的聚合物，其中，所述含羧基化合物为二元羧酸、多元羧酸、一端为羧基的聚合物或两端为羧基的聚合物；所述一端为叠氮基团的聚合物、二吡啶二硒醚、含羧基化合物和三甲基膦之间的摩尔比为0.9‑2.2:1‑2:1‑2:20‑40。

【技术特征摘要】
1.一种酰胺键连接的聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将一端为叠氮基团的聚合物、含羧基化合物、催化剂二吡啶二硒醚混匀，在0-5℃下向其中加入三甲基膦的有机溶液进行反应，当反应无气泡产生时，然后在25-40℃下反应2-24h，得到所述酰胺键连接的聚合物，其中，所述含羧基化合物为二元羧酸、多元羧酸、一端为羧基的聚合物或两端为羧基的聚合物；所述一端为叠氮基团的聚合物、二吡啶二硒醚、含羧基化合物和三甲基膦之间的摩尔比为0.9-2.2:1-2:1-2:20-40。2.根据权利要求1所述的酰胺键连接的聚合物的制备方法，其特征在于：所述一端为叠氮基团的聚合物中的聚合物为聚乙二醇单甲醚、聚丙烯酸叔丁酯或聚苯乙烯。3.根据权利要求1所述的酰胺键连接的聚合物的制备方法，其特征在于：所述一端为叠氮基团的聚合物的分子量为2000-5200Da。4.根据权利要求1所述的酰胺键连接的聚合物的制备方法，其特征在于：所述含羧基化合物为二元羧酸或多元羧酸，所述一端为叠氮基团的聚合物、二吡啶二硒醚、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，赵肖宁，朱秀林，潘向强，周年琛，张正彪，朱健，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32