离子型聚l-半胱氨酸衍生物的制备及其刺激响应性质研究

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1、学校代码10530学号201510141455分类号O63密级公开硕士学位论文离子型聚L-半胱氨酸衍生物的制备及其刺激响应性质研究学位申请人肖江指导教师唐浩宇教授学院名称化学学院学科专业化学研究方向高分子化学与物理二○一八年五月SynthesisandStimuli-ResponsivePropertiesofIonicPoly(L-Cysteine)sDerivativeCandidateJiangXiaoSupervisorProfessorHaoyuTangCollegeCollegeofChemistryProgramChemistrySpecializationPoly

2、merChemistryandPhysicsDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有

3、关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要由于在生物技术和医学应用中的巨大潜力，温度、pH、光和氧化还原响应等刺激响应聚多肽已经获得越来越多的关注。在本论文中，我们设计并合成了两种具有β-折叠结构的离子型聚L-半胱氨酸衍生物，通过一系列仪器对其进行了表征，并研究了其刺激响应性质。通过S-(2-(甲酯基)乙基)-L-半胱氨酸-N-酰胺酸酐（MCELC-NCA）的开环聚

4、合，随后进行水解反应，制备了具有pH和氧化还原双重响应性的均聚多肽，即聚(S-(2-羧乙基)-L-半胱氨酸)（PCELC）。通过DLS和UV-vis光谱研究表明PCELC在pH=4.50发生相转变，且含硫醚键的PCELC在40oC被H2O2下氧化，产生具有亚砜和砜键的PCELCox，我们使用1HNMR和FTIR进行了验证。此外，PCELCox显示出pH响应性即其聚集体尺寸随pH变化而变化，但未发生溶液相分离。通过1HNMR和FTIR发现，PCELCox也可以被3-巯基丙酸部分还原，还原产物（即PCELCre）的溶液相转变与所制备的PCELC有所区别。最后PCELC可用来分散单壁碳

5、纳米管，通过改变pH值或加入氧化剂，调控水溶液中单壁碳纳米管（SWCNT）的聚集行为。通过S-(2-(3-氯丙氧羰基)乙基)-L-半胱氨酸-N-酰胺酸酐（CPLC-NCA）的开环聚合，合成聚(S-(2-(3-氯丙氧羰基)乙基)-L-半胱氨酸)（PCPLC），随后通过季胺盐化及离子交换反应，制备了离子型温度响应聚多肽即聚(S-(2-(3-(N-丁基咪唑鎓四氟硼酸盐)丙氧羰基)乙基)-L-半胱氨酸（P（ImBF4）LC）。FTIR和CD表征揭示了P（ImBF4）LC在本体状态和水溶液中皆存在β-折叠次级结构。具有低聚合度（DP=10）的P（ImBF.-14）LC能够在水中以低聚合物浓

6、度（Cp=1.6mgmL）显示出高临界溶解温度（UCST）型相行为。变温UV-vis结果表明，P（ImBF4）LC在水溶液中的UCST型溶液相转变温度（Tpt）随着聚合物浓度、NaI或NaBF4浓度的增加而增加，而随NaCl浓度的增加而降低。关键词：聚多肽（聚氨基酸）；开环聚合；刺激响应聚合物；相行为；离子液体IAbstractStimuli-responsivepolymersarepromisingmaterialstowardawiderangeofapplications,suchassensinganddetectionapplications,andbiomedica

7、lapplications.Theyareabletorespondtovariousexternaltriggers,suchastemperature,pH,lightredox,andsoon.Recently,stimuli-responsivepolypeptideswithresponsivenesstotemperature,pH,light,andredoxhavegainedincreasingattentionduetotheirgreatpotentiali