反应性聚合物具有广泛的应用价值,而活性多糖衍生物由于其结构多样性、生物可降解性和无毒性,被认为比合成聚合物更有优势。此外,各种研究已经证明了各种纤维素衍生物的生物相容性。它们在生物医学应用中用于结合抗体、药物和染料等传感器。获得具有高级性能的衍生物最常用的反应是通过酯化、醚化或氧化作用对多糖官能团进行修饰,主要是羟基、氨基和羧基。另一方面,引入可被点击化学修饰的基团,如炔烃、叠氮或烯烃,是设计新型多糖基功能聚合物的通用途径。因此,纤维素和右旋糖酐被活性基团功能化,如降冰片烯基,2-乙烯基磺酰乙基和10-十一烯酸官能团。这些官能团的C=C双键可以作为硫烯反应的反应位点。
最近,德国耶拿大学的H.Lindemann教授团队,以氢氧化钠/尿素为反应介质,将纤维素与烯丙基氯醚化合成了烯丙基纤维素。对纤维素烯丙基氨基甲酸酯进行了表征,并将其作为“烯”底物,用于与N,N-二乙胺乙硫醇盐酸盐(DEAET)的硫烯点击反应。
该工作以题为“Celluloseallylcarbamatewithhighcontentofreactivedoublebondsforthiol-enereaction”的论文发表在期刊《ReactiveFunctionalPolymers》上。
/纤维素烯丙基氨基甲酸酯制备与结构表征/
将纤维素的吡啶悬浮液加热到80°C,加入BMIMCl,并在80°C搅拌悬浮液,直至纤维素溶解。将混合物冷却至室温,搅拌滴加氯甲酸苯基,在室温下反应3小时。在冰水中沉淀,过滤得到聚合物产物,洗涤干燥后得到纤维素烯丙基氨基甲酸酯。
图1纤维素碳酸苯酯与烯丙胺在DMF中反应20小时合成纤维素烯丙基氨基甲酸酯的反应
图2纤维素烯丙基氨基甲酸酯的13CNMR图谱
/点击反应与氨基甲酸盐酸盐结构表征/
图3纤维素烯丙基氨基甲酸酯与2-(二乙基氨基)乙烷-1-硫醇盐酸盐的点击反应
图4纤维素(3-((2-(二乙基氨基)乙基)硫)丙基)氨基甲酸盐酸盐的13CNMR图谱
/总结/
作者通过纤维素苯基碳酸酯与烯丙胺反应生成活性纤维素烯丙基氨基甲酸酯。这类纤维素衍生物具有高含量的活性C=C键,并且通过稳定的氨基甲酸酯键连接到生物聚合物的主链上。C=C键与硫醇的高反应性使衍生物成为一种优良的潜在生物分子载体材料。与2-(二乙基氨基)乙烷-1硫醇盐酸盐的转化率为95%,可以得到水溶性纤维素衍生物。所制备的样品具有高的含DSCAC活性C=C键的硫烯反应。此外,当烯丙胺的摩尔比小于2.0mol时,会形成残留的碳酸苯基,仍然可以与含胺的化合物选择性反应。这种化学方法应广泛适用于其他多糖和低聚糖衍生物的合成。
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