第40卷第4期化工新型材料Vol 40 No 42012年4月NEW CHEMICAL MATERIALS·153丙烯酸、丙烯醇、乙烯基咪唑三元共聚物的合成余磊12韓雅莉1·張衛(wèi)麗1(1.廣東工業(yè)大學(xué)輕工與化工學(xué)院,廣州510006;2.廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院制藥系,廣州510520)摘要通過(guò)沉淀聚合的方法,采用偶二異丁基腈為引發(fā)劑,將乙烯基咪哩、丙烯酸、丙烯酶三元共聚,制備了一種具有類似于纖溶酶生物活性的新型高分子。探討了合成條件對(duì)聚合過(guò)程、黏度及分子量的影響,并對(duì)利用紅外光譜(IR)和核磁共搛(NMR)對(duì)該共聚物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。纖維蛋白平板實(shí)驗(yàn)誣實(shí)該共聚物能溶解血栓關(guān)鍵詞丙烯酸,丙烯醇,乙烯基咪,三元共聚物Synthesis of a terpolymer from acrylic acid, allyl alcohol and vinyl imidazoleYu Lei.2 Han Yali Zhang Weili(1. Faculty of Light and Chemical, Guangdong University? of Technology, Guangzhou510006:rtment of Pharmacy, Guangdong Food and Drug Vocational College, Guangzhou 510520)Abstract A new kind of fibrinolytic polymer was synthesized by precipitation polymerization with raw materials ofacrylic acid, allyl alcohol and vinyl imidazole, and with azobisisobutylnitrile as initiator. The effects of synthesis conditionson the polymerization process, viscosity and molecular weight of obtained copolymers were diseussed. The copolymer wascharacterized by infrared spectrum(IR)and nuclear magnetic resonance spectrum(NMR), and its fibrinolytic activity wasdetermined by fibrin plate.Key words acrylic acid, allyl alcohol, vinyl imidazole, terpolymer纖溶酶是生物體內(nèi)一種能專一降解纖維蛋白凝膠的蛋白用的抗血栓藥物提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)水解酶,它在抑制血栓形成和血栓溶解的過(guò)程中起重要作用纖溶酶屬于絲氨酸蛋閂酶家族[2,有關(guān)研究經(jīng)證實(shí)這類酶的1實(shí)驗(yàn)部分活性中心結(jié)構(gòu)高度保守,均由組氨酸(Hi)天冬氨酸(Asp)、1.1試劑與儀器絲氨酸(Ser)3個(gè)氨基酸殘基組成形成催化三聯(lián)體36。酶大凝血酶( sigma-T4648);尿激酶,中國(guó)藥品生物制品檢定多是從各種生物組織中分離提取的,其制備工藝復(fù)雜且成本所;牛血清蛋白,北京鼎國(guó)生物技術(shù)有限責(zé)任公司。其它試劑高口。利用有機(jī)化學(xué)方法合成比天然酶簡(jiǎn)單的非蛋白質(zhì)分均為國(guó)產(chǎn)分析純。子,模擬酶的催化作用,發(fā)展新的非生物催化劑已成為當(dāng)今酶瑞士 Bruker av400核磁共振儀;美國(guó) Magna7502-Ⅱ型學(xué)和藥學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)新的研究熱點(diǎn),許多研究者進(jìn)行了模擬紅外光譜儀;德國(guó) OSMOMAT90膜滲透壓儀;國(guó)產(chǎn)NDJ-1A酶的研究,并且取得了許多有意義的結(jié)果, Overberger曾用型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)乙烯基苯酚與乙烯基咪唑進(jìn)行共聚,生成的聚合物能催化31.2三元共聚物的合成乙酰氧基-N三甲基碘化苯胺水解。也有人研究α羥基吡啶準(zhǔn)確稱量乙烯基咪唑,用HCl氣體酸化至pH值小于7。和吡啶苯酚混合物等物質(zhì)催化小分子底物水解反應(yīng),但這將乙烯基咪嘩、丙烯酸、丙烯醇按摩爾比1:1的比例,放入些物質(zhì)都不能催化水解纖維蛋白這樣的蛋白質(zhì)大分子帶有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中,加入溶劑筆者依據(jù)纖溶酶活性中心的催化三聯(lián)體結(jié)構(gòu),以乙烯基苯。在溶液中加入自由基引發(fā)劑偶氮二異丁基腈。加熱至50咪唑丙烯酸、丙烯醇為原料,三元共聚合成了一種新型高分100℃,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,逐漸有高分子物質(zhì)析出,當(dāng)沉淀物子,該高分子在國(guó)內(nèi)外尚未報(bào)道。利用紅外光譜和核磁共振不再增加時(shí),停止反應(yīng)。倒出有機(jī)溶劑,減壓蒸干溶劑。將產(chǎn)等測(cè)試手段對(duì)其進(jìn)行了表征,經(jīng)檢測(cè)該高分子側(cè)鏈含大量咪物溶于乙醇,再將乙醚加入共聚物的乙醇溶液中,得沉淀。離唑基狻基和羥基,與纖溶酶活性中心Hi、Ser、Asp側(cè)鏈相心,去上清,揮去乙醚,得純化的乙烯基咪唑、丙烯酸、丙烯醇同,并通過(guò)纖維蛋白平板檢測(cè),證明該高分子具有纖溶活性三元共聚物。中國(guó)煤化工此新高分子的合成與表征為獲得低成本、高效、無(wú)毒副作CNMHG基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30772739),廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院211工程培育項(xiàng)目(20091015)作者簡(jiǎn)介:余磊(1980-),男,博士研究生,講師主要從事應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的教學(xué)和科研聯(lián)系人:韓雅莉(1957-),女,博導(dǎo),教授研究方向?yàn)樯幬锘A(chǔ)·154·化工新型材料第40卷1.3纖溶活性檢測(cè)1單體濃度對(duì)共聚物分子量和產(chǎn)率的影響,結(jié)果如圖2和圖3將牛血纖維蛋白原、牛凝血酶用0.01mol/L的磷酸緩所示。由圖2可以看到,當(dāng)單體濃度增加時(shí),共聚物特性黏度沖液(pH7.2)溶解,先配制0.8%的瓊脂糖10mL,煮沸,冷卻增大,分子量增加。特別是單體濃度超過(guò)40%分子量隨單體至45~5℃,加入10mg/mL的牛血纖維蛋白原100μL及濃度增加更明顯。這與一般自由基聚合反應(yīng)的規(guī)律相符。因100U/mL的凝血酶250L,迅速搖勻,倒入直徑9cm的培養(yǎng)為單體濃度增加單體同長(zhǎng)鏈自由基的有效碰撞幾率增大鏈皿中,蓋上玻璃蓋冷卻凝固后轉(zhuǎn)移到4℃冰箱保存30min備增長(zhǎng)速度加快,從而分子量升高。由圖3可以看到,單體濃度用。用0.2mL槍頭在制備好的纖維蛋白凝膠板上打孔,在各對(duì)產(chǎn)率也有類似的影響。單體濃度小于40%時(shí),聚合速率低個(gè)孔中加入纖溶高分子化合物水溶液,然后置于37℃培養(yǎng)箱反應(yīng)緩慢且不完全,產(chǎn)率低,特別是單體濃度小于30%時(shí),反保溫24h后觀察結(jié)果。若有纖溶活性,則會(huì)在樣品孔周圍出應(yīng)產(chǎn)物不能從乙醚中析出。但單體濃度過(guò)大,則會(huì)使反應(yīng)過(guò)現(xiàn)清晰透明的纖維蛋白溶解圈,用考馬斯亮藍(lán)R250染色后,于劇烈,大量高分子產(chǎn)物快速析出,產(chǎn)物粘結(jié),無(wú)法攪拌,如果觀察溶圈面積以尿激酶為陽(yáng)性對(duì)照,以蒸餾水為陰性對(duì)照單體濃度超過(guò)60%會(huì)出現(xiàn)爆聚現(xiàn)象。因此單體濃度取50%溶圈面積與纖溶活性成正較合適。1.4纖溶高分子的表征采用KBr固體壓片法測(cè)定紅外光譜,掃描范圍000600cm3;以核磁共振儀測(cè)定其結(jié)構(gòu)。采用NDJ-1A型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì),測(cè)該共聚物25℃時(shí)10%水溶液的黏度;膜滲透壓儀測(cè)量不同濃度下的滲透壓,對(duì)于稀溶液滲透壓公式為II RT(1)2333444488題其中,∏為滲透壓,C為質(zhì)量體積濃度,數(shù)均M為分子量,生沫(%)R為狀態(tài)方程常數(shù),T為溫度,A為常數(shù)。C對(duì)作圖得直圖2單體濃度對(duì)黏度(分子量)的影響線,外推至C=0,可求數(shù)均分子量132結(jié)果與討論2.1引發(fā)劑對(duì)共聚物分子量的影響圖1為引發(fā)劑用量與共聚物分子量的關(guān)系,其中,單體濃度為50%反應(yīng)溫度為80℃?？梢?jiàn),聚合物分子量隨引發(fā)劑用量增加而減少,特別是當(dāng)引發(fā)劑用量小于0.8%(對(duì)單體重)時(shí),聚合物分子量增加明顯。這與自由基聚合反應(yīng)引發(fā)劑用量與聚合物分子量的關(guān)系相符1。引發(fā)劑的用量越大,產(chǎn)生34自由基就越多,長(zhǎng)鏈自由基間相互有效碰撞和反應(yīng)的概率增圖3單體濃度對(duì)產(chǎn)率的影響加,有利于鏈終止反應(yīng),故分子量小因此引發(fā)劑量大些對(duì)合2.3反應(yīng)溫度的影響成低分子量聚合物有利。但不能過(guò)大,否則反應(yīng)速率過(guò)快反引發(fā)劑用量為1%(對(duì)單體重),單體濃度為50%時(shí),考察應(yīng)難于控制,同時(shí)還容易使反應(yīng)體系溫度過(guò)高而引起羧基的反應(yīng)溫度對(duì)共聚物分子量和產(chǎn)率的影響,結(jié)果如表1所示。脫水交聯(lián)和醇酸脫水交聯(lián),導(dǎo)致共聚物不溶。而引發(fā)劑用量由表1可見(jiàn)在50℃下不發(fā)生聚合反應(yīng),推測(cè)在此溫度下偶氮過(guò)少,則容易造成聚合物分子量過(guò)高同時(shí)會(huì)造成單體反應(yīng)不二異丁基腈還未裂解產(chǎn)生自由基。在60~70℃下反應(yīng)后提純完全,轉(zhuǎn)化率低下。產(chǎn)物時(shí),發(fā)現(xiàn)從乙醇里析出量較少,顯然,產(chǎn)率較低,可能產(chǎn)物大部分以低聚物的形式存在,不能從體系中析出。當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí),產(chǎn)率達(dá)到最大進(jìn)一步提高溫度,產(chǎn)量未有所增加,因而,確定80℃為合適的反應(yīng)溫度。從表1還可看出,反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物的分子量影響不大,這可能是因?yàn)椴扇〉木酆戏绞綖槌恋砭酆线@種聚合是當(dāng)分子量增加到一定值時(shí),產(chǎn)物從體系中析出。所得到的產(chǎn)物分子量較為穩(wěn)定。2.4共聚物纖溶活性研究861;;;;如共聚物纖中國(guó)煤化工a為質(zhì)量濃度為氮二鼻丁基質(zhì))20%共聚物產(chǎn)圖1引發(fā)劑用量與聚合物分子量的關(guān)系CNMHG18%共聚物產(chǎn)生的纖溶圈;c為質(zhì)量濃度為16%共聚物產(chǎn)生的纖溶圈;d為質(zhì)2.2單體濃度的影響量濃度為14%共聚物產(chǎn)生的纖溶圈;e為質(zhì)量濃度為12%共引發(fā)劑用量為1%(對(duì)單體重)反應(yīng)溫度為80℃時(shí)考察聚物產(chǎn)生的纖溶圈;f為質(zhì)量濃度為10%共聚物產(chǎn)生的纖溶第4期余磊等:丙烯酸、丙烯醇、乙烯基咪唑三元共聚物的合成155·圈;g為質(zhì)量濃度為8%共聚物產(chǎn)生的纖溶圈;h為蒸餾水陰性對(duì)照,為尿激酶陽(yáng)性對(duì)照。3結(jié)論表1反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率和分子量的影響設(shè)計(jì)了一種具有纖溶酶生物活性的新型高分子,并成功反應(yīng)溫度/℃分子量產(chǎn)率/%將其合成,找到了最佳反應(yīng)條件。此高分子為乙烯基咪唑、丙烯酸、丙烯醇的三元共聚物,在國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)此類研究。本研4.6×10420.8究合成的共聚物,在反應(yīng)過(guò)程中受熱,仍有纖溶活性,比酶的4,7×104.8×104穩(wěn)定性強(qiáng)。高分子藥物與小分子有機(jī)物相比,不容易穿透細(xì)4.6×1068.7胞膜,在體內(nèi)沒(méi)有受體,故而毒性低。而且與酶相比,成本低廉,有明確的藥理作用。該共聚物預(yù)期通過(guò)進(jìn)一步的深入研究將會(huì)在醫(yī)藥領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)[1] Kamal, M. 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