环状磷酸酯的酶促开环聚合.pdfVIP

Vol. 27 高等学校化学学报 No. 3 2 0 0 6 年3 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 567 ~ 570 环状磷酸酯的酶促开环聚合 冯 俊，王 鹏，李 峰，贺 枫，卓仁禧 （武汉大学国家教育部生物医用高分子重点实验室，武汉大学化学与分子科学学院，武汉430072 ） 摘要 研究了环状磷酸酯的酶促开环聚合反应，讨论了环状磷酸酯取代烷基对于酶促开环聚合及相应聚磷 酸酯性能的影响，发现烷基取代基长度对于聚合度没有明显影响；但随着环状磷酸酯的取代基长度增加，产 率随之降低，聚磷酸酯的亲脂性增强. 猪胰脂肪酶和假丝酵母皱褶酶显示出比碱性磷脂酶更高的活性. 关键词 聚磷酸酯；酶促聚合；开环聚合 中图分类号 O631 ；O657 文献标识码 A 文章编号 0251-0790 （2006 ） 03-0567-04 聚磷酸酯是一类新型的生物医用材料，由于其结构类似于天然含磷聚合物，具有较强的生物相容 性、细胞亲和能力和细胞膜的通透能力，其结构可变性大，在生物医用领域中愈来愈受到关注. 研究 发现，在聚合物中引入聚磷酸酯可有效地改善材料的物理机械性能，提高聚合物的亲水性和降解性 能，还可以使基因免于核酸酶的降解，得到缓慢释放，提高基因的表达效率［1 ~ 4］ . 聚磷酸酯常用缩聚 ［5 ~ 7 ］ 和开环聚合的方法合成 . 由于缩聚反应不仅需除去反应过程中不断产生的小分子化合物，而且对 单体投料比要求严格，因而利用缩聚方法合成高分子量的聚合物较为困难. 开环聚合虽有效地避免了 这些不利因素，但反应条件较为苛刻，残留在聚合物中的金属催化剂一旦不能完全除尽，其潜在的毒 性也会限制聚合物的广泛应用. 因此寻找合适的催化剂，使聚磷酸酯能够在医用领域更为安全地应 用，成为聚磷酸酯合成中的一个颇有吸引力的课题. 酶是一种生物催化剂，其优势在于无毒、高选择 性及温和的反应条件. 近10 年来，酶在合成生物可降解化合物（如聚酯）方面取得了长足的进步，但在 ［8 ，9 ］ 聚磷酸酯的合成方面则未见报道. 我们曾用脂肪酶催化环状磷酸酯开环聚合 . 但还不清楚单体本 身的结构对酶促开环聚合反应的影响. 本文对环状磷酸酯的取代基团在酶促开环反应中的影响进行了 初步研究，并考察了反应条件对于酶促开环的影响. 酶促开环聚合的反应式见Sc1eme 1. Scheme 1 Enzymatic ring-opening polymerization of ethylene alkyl phosphates R = CH （EMP ）；R = CH CH （EEP ）；R = CH CH（CH ）（EIBP ）；R = CH （CH ）CH （EOP ）； 3 2 3 2 3 2 2 2 6 3 R = CH （CH