一種多齒巰基兩嵌段聚合物及其制備方法和應用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多齒巰基兩嵌段聚合物及其制備方法和應用，涉及高分子化學技術領域，其包括親水嵌段和疏水嵌段，親水嵌段含有聚乙二醇和羧基，疏水嵌段含有巰基。將本發(fā)明所公開的多齒巰基兩嵌段聚合物應用于量子點表面修飾具有以下特點：一方面利用多個巰基的協(xié)同作用可以大幅提高聚合物與量子點表面金屬離子結合能力，顯著提高了量子點的光化學穩(wěn)定性；另一方面聚合物中的PEG基團能夠有效增加量子點的膠體化學穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性，同時，甲基丙烯酸單體中的羧基不僅能夠提高量子點的親水性，還可以為量子點進一步連接生物分子做好準備。
【專利說明】
一種多齒巰基兩嵌段聚合物及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及高分子化學技術領域，尤其涉及一種多齒巰基兩嵌段聚合物及其制備 方法和應用。
【背景技術】
[0002] 在過去二十多年間，量子點由于其獨特的光學性能引起了國內(nèi)外研究者的興趣。 量子點（QDs)是一種零維半導體納米材料，主要由II-VI族元素(CdS、CdTe、CdSe/ZnS等）、 III-V族元素（InAs、GaSb等）以及IV族元素(Si、Ge等)構成，由于量子點的尺寸較小，直徑一 般在1~12nm之間，接近甚至小于其體相材料的波爾激子半徑，受激發(fā)后產(chǎn)生的載流子被限 制在狹小的三維立體空間內(nèi)，即產(chǎn)生量子限域效應。與傳統(tǒng)的有機熒光染料相比，量子點的 光致發(fā)光具有如下特征:吸收峰寬、發(fā)射峰窄而對稱、發(fā)射光譜可調(diào)、耐光漂白作用、對光降 解和化學降解有較強的抵抗力等。此外，具有獨特熒光特性的量子點與生物分子(如核酸、 抗體等)結合成為納米熒光探針，已經(jīng)被廣泛應用于單色或多色熒光標記的細胞成像，蛋白 質(zhì)、酶或病毒的跟蹤監(jiān)測以及生物成像與傳感、疾病預測與診斷等方面。
[0003] 基于程序控制微波輻射(PPMI)方法制備水相CdTe/CdS核殼量子點，即利用CdTe量 子點作為核，在其表面外延生長了 CdS殼層，在水相中直接制備得到尺寸可控、高熒光量子 效率、窄熒光半峰寬、光穩(wěn)定性強、生物相容性較好的CdTe/CdS核殼型量子點。這種方法具 有反應條件溫和、尺寸可控、熒光量子效率高等特點，最重要的是這種方法制備的量子點具 有水溶性可直接進行生物功能化，因而倍受研究者的青睞。水相量子點也存在不足之處:例 如我們在合成過程中選擇了含有巰基的小分子(3-巰基丙酸)作為配位劑用以提高量子點 的穩(wěn)定性及生物相容性，但是單巰基配體在長期放置過程中易被氧化進而脫離量子點表 面，大大影響了量子點的穩(wěn)定性和光學性能從而限制了此類量子點在復雜環(huán)境中的使用。
[0004] 針對量子點光穩(wěn)定性、膠體穩(wěn)定性以及生物相容性不足等問題，研究者們做出不 懈努力希望克服這些困難，目前，最常用的方法是對量子點進行表面修飾，量子點表面修飾 方法主要有二氧化娃包覆、配體交換、兩親聚合物包覆等。首先，文獻Chem. Mater .，2005，17 (13): 1620-1625.中提到用二氧化硅包覆量子點來提高其穩(wěn)定性，雖然在穩(wěn)定性方面有一 定程度的提高，但是過厚的二氧化硅包覆層直接增大了量子點的尺寸，大大降低了量子點 的熒光性能以及增加了其在血液循環(huán)中的困難。其次，配體交換一般針對小分子巰基配體， 配體交換后的量子點在穩(wěn)定性方面有所提高，但由于巰基易被氧化并從量子點表面脫落進 而造成穩(wěn)定性下降，而且修飾后的量子點熒光量子效率較低。再如，文獻Nano lett.，2004， 4(4) :703-707中報道了兩親性聚合物修飾QDs，雖然在很大程度上提升了量子點的膠體穩(wěn) 定性，但是由于修飾后的量子點尺寸增加而使量子點的熒光量子效率降低，因而在生物實 際應用方面受到了一定限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種多齒巰基兩嵌段聚合物，進一步提高量子點表面修飾 后的穩(wěn)定性，擴大其在生物方面的應用。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0007] -種多齒巰基兩嵌段聚合物，包括親水嵌段和疏水嵌段，所述親水嵌段含有聚乙 二醇和羧基，疏水嵌段含有巰基，所述多齒巰基兩嵌段聚合物結構式如下：
[0009]本發(fā)明的另一個目的是提供上述多齒巰基兩嵌段聚合物的制備方法，具體步驟包 括：
[0010] (1)二硫鍵單體MDSE的制備：以四氫呋喃為溶劑，以三乙胺為縛酸劑，以2，2-二硫 二乙醇、甲基丙烯酰氯為原料，投料摩爾比為n(2,2-二硫二乙醇）：n(甲基丙烯酰氯）：n(三 乙胺）=3:1:1.5;冰浴反應，抽濾旋蒸濃縮，柱層析分離出產(chǎn)物MDSE，旋蒸濃縮，用乙酸乙酯 稀釋并加入無水硫酸鈉，旋蒸濃縮，真空干燥，-20°C保存。
[0011] (2)大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P(EG-MAA)的制備：以甲醇為溶劑，以聚乙二醇甲醚甲基丙烯 酸酯和甲基丙烯酸為原料，以2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯為RAFT試劑，以偶氮二 異丁腈為引發(fā)劑，投料摩爾比為n(聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯）：n(甲基丙烯酸）：n(2-氰 基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯）：n(偶氮二異丁腈）=6~10: 20~60:1:1;凍融循環(huán)多 次，氮氣保護下油浴反應，旋蒸濃縮，無水乙醚沉降多次，真空干燥24~36h，得到大分子鏈 轉(zhuǎn)移劑 P(EG-MAA)。
[0012] (3)含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備:將步驟(2)所得的大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P (EG-MAA)溶于甲醇，加入二硫鍵單體MDSE和偶氮二異丁腈，投料摩爾比為n(大分子鏈轉(zhuǎn)移 劑）：n(MDSE):n(偶氮二異丁腈）=2:40~120:1~0.4;凍融循環(huán)多次，氮氣保護下油浴反 應，旋蒸濃縮，無水乙醚沉降多次，真空干燥24~36h，得到含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合 物。
[0013] (4)目標產(chǎn)物-多齒巰基兩嵌段聚合物的制備:將步驟(3)所得的含有二硫鍵單體 的兩嵌段聚合物加入到超純水中，調(diào)節(jié)溶液為弱堿性，超聲溶解，加入乙二胺，鼓氮氣，再加 入還原劑二硫蘇糖醇，投料摩爾比為n(兩嵌段聚合物中二硫鍵）：n(二硫蘇糖醇）：n(乙二 胺）=i : 5~10 : 〇. 2~〇. 5 ;水浴反應2h，調(diào)節(jié)pH為酸性，離心，甲醇溶解，旋蒸濃縮，乙醚沉 降，真空干燥24~36h，得到多齒巰基兩嵌段聚合物。
[0014]進一步地，所述步驟（1)中柱層析過程以石油醚和乙酸乙酯為展開劑，其體積比為 V(石油醚(乙酸乙酯）=3:1~10:1。
[0015]本發(fā)明的另一個目的還在于提供所述多齒巰基兩嵌段聚合物在量子點的表面修 飾領域中的應用。
[0016] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明公開了一種多齒巰基兩嵌段聚合 物，該聚合物的親水嵌段含有聚乙二醇(PEG)和羧基，疏水嵌段含有巰基。將該聚合物用于 量子點表面修飾具有以下特點：一方面利用多個巰基的協(xié)同作用可以大幅提高聚合物與量 子點表面金屬離子結合的穩(wěn)定性，顯著提高量子點的光化學穩(wěn)定性;另一方面聚合物中的 PEG基團能夠有效增加量子點的膠體化學穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性，同時，甲基丙烯酸單體中的羧 基不僅能夠提高量子點的親水性，還可以為量子點進一步連接生物分子做好準備。
【附圖說明】
[0017] 圖1為實施例1中大分子鏈轉(zhuǎn)移劑的核磁共振氫譜；
[0018] 圖2為實施例1中含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的核磁共振氫譜；
[0019]圖3為實施例1中最終產(chǎn)物多齒巰基兩嵌段聚合物的核磁共振氫譜；
[0020] 圖4為實施例1中多齒巰基兩嵌段聚合物修飾后量子點的透射電子顯微鏡圖；
[0021] 圖5為實施例1中多齒巰基兩嵌段聚合物修飾后量子點粒徑統(tǒng)計分布柱狀圖；
[0022] 圖6為多齒巰基兩嵌段聚合物修飾后的量子點與原始量子點的光穩(wěn)定性測試圖 譜；
[0023]其中，a為原始量子點，b、c、d和e分別為實施例1、實施例2、實施例4和實施例6得到 的多齒巰基兩嵌段聚合物修飾后的量子點。
【具體實施方式】
[0024] 下面通過具體實施例對本發(fā)明多齒巰基兩嵌段聚合物的結構、制備及量子點表面 修飾及穩(wěn)定性測試作進一步的說明。但應當說明的是，這些實施方式并非是對本發(fā)明的限 制，本領域普通技術人員根據(jù)這些實施方式所作的功能、方法、或者結構上的等效變換或替 代，均包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0025] 需要說明的是，在本實施方式部分所用到的材料可以購買得到，也可以采用現(xiàn)有 技術中已知的方法合成制得。
[0026] 實施例1
[0027] 本實施例提供了一種多齒巰基兩嵌段聚合物，其結構式如下：
[0029]由結構式可以看出：該多齒巰基嵌段聚合物分子結構有以下特點：一端為親水性 的羧基和聚乙二醇(PEG)，其中羧基功能化基團的引入，為以后聚合物連接生物分子做好了 準備;聚乙二醇(PEG)-方面提高了聚合物的親水性能，另一方面在生物應用方面可以提高 修飾后量子點在復雜生物環(huán)境中的膠體穩(wěn)定性和生物相容性;另一端為疏水性的巰基，其 與量子點中金屬離子具有很強的螯合作用，因此可以長期穩(wěn)定的吸附在量子點的表面。
[0030] 本實施例還提供了上述多齒巰基兩嵌段聚合物的制備方法，具體制備步驟如下：
[0031] (1)二硫鍵單體|^^的制備：將2,2-二硫二乙醇（12.511^，102111111〇1)、三乙胺（1￡八） (7 ? 07mL，5lmmol)和四氫呋喃(THF)溶液60mL加入到兩口燒瓶內(nèi)，磁子快速攪拌，冰水浴控 制溫度在0 °C左右，然后將甲基丙烯酰氯(3.29mL，34mmo 1)溶解在10ml四氫呋喃中，通過恒 壓滴液漏斗逐滴滴加到兩口燒瓶內(nèi)，攪拌反應2h。抽濾除去有機鹽，濾液在25°C下真空旋蒸 濃縮至4~5mL，以石油醚(PE)和乙酸乙酯(EA)為展開劑，其體積比為V(PE): V(EA) = 10:1， 等檢測到產(chǎn)物時，逐步增加展開劑的極性，其體積比變化為￥(?￡):￥(￡4) = 5:1至￥(?￡):￥ (EA)=3:1，最終分離出產(chǎn)物MDSE，真空旋蒸濃縮至3~5mL，加入EA溶解，并加入過量的無水 硫酸鈉，攪拌2h，抽濾除去無水硫酸鈉，濾液在25 °C下真空旋蒸濃縮至體積不再變化，室溫 真空干燥過夜，_20°C保存。4 NMR(400MHz，CD30D，S，ppm):6.0(s，lH，CHH = C(CH3)ra-)， 5.58(s, 1H,CHH = C(CH3)C0-) , 4.40 (t, 2H,-COOCH2CH2SSCH2CH2OH) , 3.84 (t, 2H-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，2 ? 93(t，2H，-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，2 ? 83 (t，2H，-COOCH2CH2SS CH2CH2OH)，1.92(S，3H，-CH 3)。二硫鍵單體MDSE的結構式如下：
[0033] (2)大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P(EG-MAA)的制備：以偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑，以聚乙 二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA-500)和甲基丙烯酸(MAA)為原料，以2-氰基-2-丙基十二烷 基三硫代碳酸酯為RAFT試劑，稱量引發(fā)劑AIBN(82mg，0.5mmol)轉(zhuǎn)移到50mL史蘭克管內(nèi)，用 5mL移液槍取10mL甲醇加入到反應管內(nèi)、攪拌溶解完全，接著將（172.8mg，0.5mmol )RAFT試 劑、PEGMA-500 (1500mg，3mmo 1)和MAA(860.9mg，1 Ommo 1)依次加入到反應管內(nèi)，橡膠塞塞緊 并用paraf i lm封口膜密封，凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保護下65 °C油浴反應15h，40 °C下真 空旋蒸濃縮至2~3ml，無水乙醚沉降3次，25°C下真空干燥36h，得到大分子鏈轉(zhuǎn)移劑？(￡6_ 嫩八）。]?11 = 5728，]\^/]\111 = 1.08。
[0034] NMR(400MHz，CD30D，S，ppm):4.12(-C(0)0CH2CH2-0-〇f PEGMA)，3.65(-(0-CH2- CH2) 8-0_CH3of PEGMA)，3 ? 56 (-C(0) 0CH2CH2-0-〇f PEGMA)，3 ? 38 (- (O-CH2-CH2) 8-O-CH3)， 1.82-2.03(_CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)ii-CH3)，1.09(-CH3〇f polymer backbone)，0.91 (-S-(CH2)n-CH3)。大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P(EG-MAA)的核磁共振氫譜如圖1所示， 其結構式如下：
[0036] (3)含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備:稱量引發(fā)劑AIBN( 1.6mg，0.0 lmmol)、 步驟(2)中制得的大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P (EG-MAA) (114mg，0.02mmo 1)和二硫鍵單體MDSE (178mg， 0.8mmol)依次加入已經(jīng)裝有l(wèi)OmL甲醇的反應管內(nèi)，橡膠塞塞緊并用parafilm封口膜密封， 凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保護下油浴65°C反應24h，40°C下真空旋蒸濃縮，無水乙醚沉降 三次，25°C下真空干燥24h，得到含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物。Mn = 7141，PDI=Mw/Mn = 1 ? 14。咕 NMR(400MHz，CD30D，S，ppm): 4 ? 29 (-C(0)OCH2-CH2SSCH2CH2OH)，4 ? 12 (-C(0)OCH2CH2-0-)，3 ? 86(-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，3 ? 66(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 56(-C(0)OCH2CH2-O-)， 3 ? 38(-(0-CH2-CH2)8-0-CH3)，3.05(-C(0)OCH2CH2SSCH2CH2〇H)，2 ? 92(-C00CH2-CH2SSCH2CH2OH)，1.82-2.03(-CH2-〇f polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)iiCH3)，1 ? 1(-Qfeof polymer backbone)，0.95(-S-(CH2)ii_CH3)。含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的核磁 共振氫譜如圖2所示，結構式如下：
[0038] (4)目標產(chǎn)物-多齒巰基兩嵌段聚合物的制備:將步驟(3)所得的含有二硫鍵單體 的兩嵌段聚合物20〇11^(11-511 = 0.2381111]1〇1)溶于1〇1]11超純水中，用質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉 調(diào)節(jié)溶液為弱堿性(pH = 8~9)，超聲直至為完全溶解，加入(8yL，0.11675mm〇L)乙二胺，磁 子攪拌并鼓氮氣10~15min，再加入(367mg，2.38mmol)還原劑二硫蘇糖醇(DTT)，水浴40°C 反應2h，加入1M鹽酸調(diào)節(jié)pH = 4左右，加熱后快速離心，沉淀用甲醇溶解，旋蒸濃縮，乙醚沉 降兩次，25°C下真空干燥24h，得到目標多齒巰基兩嵌段聚合物。4 M1R(400MHz，CD30D，S， ppm): 4 ? 12 (-C(0) OCH2CH2-SH，-C(0)OCH2CH2-O-)，3 ? 67 (-(O-CH2-CH2) 8-O-CH3)，3 ? 56 (-C(0) OCH2CH2-O-)，3.38(-(0-CH2-CH2)8-0-CH3)，2.80(-COOCH2CH2SH)，1.88-1.99(-CH2_of polymer backbone)，1.0-1.09(-CH3〇f polymer backbone)。目標產(chǎn)物-多齒疏基兩嵌段聚 合物的核磁共振氫譜如圖3所示，其結構式如下：
[0040] 實施例2
[00411 (1)二硫鍵單體的制備：同實施例1。
[0042] (2)大分子鏈轉(zhuǎn)移劑的制備:與實施例1所不同的是，無水乙醚沉降3次后真空干燥 24h〇
[0043] (3)含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備:稱量引發(fā)劑AIBN( 1.6mg，0.0 lmmol)、 大分子鏈轉(zhuǎn)移劑？(日6-]\^4)(11411^，0.02111111〇1)和]\?)3￡(8911^，0.4111111〇1)依次加入已經(jīng)裝有 10mL甲醇的反應管內(nèi)，橡膠塞塞緊并用parafilm封口膜密封，凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保 護下油浴65°C反應24h，40°C下真空旋蒸濃縮，無水乙醚沉降三次，真空（25°C )干燥36h，得 到含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物。Mn = 6422，PDI = 1 ? 11。4 NMR(400MHz，CD30D，S，ppm): 4.30(-C(0)0CH2CH2SSCH2CH20H)，4.12(-C(0)0CH 2CH2-0-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2〇H)， 3 ? 65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 56(-C(0)OCH2CH2-O-)，3 ? 37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 05(-⑶ OCH2CH2SSCH2CH2OH)，2.92(-COOCH2-CH2SSCH2CH2〇H)，1.82-2.01 (-CH2-〇f polymer backbone)，1?2-1?4(-S_(CH2)ii-CH3)，1-1?1(-CH3〇f polymer backbone)，0?93(_S_ (CHdn-Ofe)。
[0044] (4)目標產(chǎn)物-多齒巰基兩嵌段聚合物的制備:與實施例1所不同的是，乙醚沉降兩 次后25°C下真空干燥32h。
[0045] 實施例3
[0046] (1)二硫鍵單體的制備：同實施例1。
[0047] (2)大分子鏈轉(zhuǎn)移劑的制備:與實施例1所不同的是，無水乙醚沉降3次后真空干燥 30h〇
[0048] (3)含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備:稱量引發(fā)劑AIBN( 1.6mg，0.0 lmmol)、 大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P(EG-MAA) (114mg，0.02mmol)和MDSE(356mg，1.2mmol)依次加入已經(jīng)裝有 10mL甲醇的反應管內(nèi)，橡膠塞塞緊并用parafilm封口膜密封，凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保 護下油浴65 °C反應24h，40 °C下真空旋蒸濃縮，無水乙醚沉降三次，25 °C下真空干燥30h，得 到含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物。血=7837，？01 = 1.14。111匪1?(40010^，0)300,54口111) : 4.29(-C(0)OCH2CH2SSCH2CH2〇H)，4.12(-C(0)0CH2CH2-0-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH 2CH2〇H)， 3 ? 67 (-(O-CH2CH2)8-O-CH3)，3 ? 56(-C(0)OCH2CH2-O-)，3 ? 38(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 05(-COO-CH2-CH2SSCH2CH2OH)，2 ? 92(-COOCH2CH2SSCH2CH2〇H)，1 ? 84-1 ? 99(-CH2-〇f polymer backbone)，1?2-1?4(-S_(CH2)ii-CH3)，1-1?1(-CH3〇f polymer backbone)，0?93(_S_ (CHdn-Ofe)。
[0049] (4)目標產(chǎn)物-多齒巰基兩嵌段聚合物的制備:與實施例1所不同的是，乙醚沉降兩 次后25°C下真空干燥30h。
[0050] 實施例4
[00511 (1)二硫鍵單體的制備：同實施例1。
[0052] (2)大分子鏈轉(zhuǎn)移劑的制備:稱量引發(fā)劑AIBN (3 2 ? 8mg，0 ? 2mmo 1)轉(zhuǎn)移至丨」1 OOmL史蘭 克管內(nèi)，用5mL移液槍取10mL甲醇加入到反應管內(nèi)，攪拌溶解完全，接著將RAFT試劑2-氰基-2_丙基十二烷基三硫代碳酸酯（69 ? 126mg，0 ? 2mmol)、PEGMA-500(600mg，1 ? 2mmol)和MAA (688 ? 72mg，72mmol)依次加入到反應管內(nèi)，橡膠塞塞緊并用paraf ilm封口膜密封，凍融循環(huán) 三次，最終在氮氣保護下油浴65 °C反應15h，40 °C下真空旋蒸濃縮4mL左右，無水乙醚沉降3 次，25°(：下真空干燥3611，得到大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。]\111 = 5884，？01 = 1.12。111麗1?(40(^取， CD30D，S，ppm): 4 ? 12 (-C(0) 0CH2CH2-0-〇f PEGMA)，3 ? 66 (- (O-CH2CH2) 8-0_CH3of PEGMA)， 3.56(-C(0)0CH2CH2-0-〇f PEGMA)，3.37(-(0-CH2-CH2)8-0-CH3)，1.85-2.03(-CH2-〇f polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)ii-CH3)，1.09(-CH3〇f polymer backbone)，0.93(-S-(CH2)n-CH3)〇
[0053] (3)含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備：稱量引發(fā)劑AIBN(3 . 28mg， 0.02111111〇1)、？（￡6-]\^4)(59011^，0.1111111〇1)和]\?)3￡(133411^，6111111〇1)，將其依次加入已經(jīng)裝有 8mL甲醇的反應管內(nèi)，橡膠塞塞緊并用parafilm封口膜密封，凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保 護下油浴65°C反應24h，40°C下真空旋蒸濃縮，無水乙醚沉降三次，真空（25°C )干燥32h，得 到含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物;]^ = 7602，？01 = 1.09。111匪1?(40010^，0)3〇0,5 4口111): 4.29(-C(0)OCH2CH2SSCH2CH2〇H)，4. ll(-C(0)0CH2CH2-0-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2〇H)， 3 ? 65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 56(-C(0)OCH2CH2-O-)，3 ? 37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 05(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH) ,2.92(-C00CH2-CH2SSCH2CH20H) ,1.88-2.02(-CH2-〇f polymer backbone)，1?25-1?39(-S_(CH2)ii-CH3)，1?〇-l?1(-CH3〇f polymer backbone)，0?94(_S_ (CHdn-Ofe)。
[0054] (4)目標產(chǎn)物-多齒巰基兩嵌段聚合物的制備:將步驟(3)所得的含有二硫鍵單體 的兩嵌段聚合物95mg(n-sh = 0. lmmo 1)溶于1 OmL超純水中，用質(zhì)量分數(shù)為5 %的氫氧化鈉調(diào) 節(jié)溶液為弱堿性(pH = 8~9)，超聲直至完全溶解，加入（1.33yL，0.02mm〇L)乙二胺，磁子攪 拌并鼓氮氣1 〇~15min，再加入(77mg，0.5mmo 1)還原劑二硫蘇糖醇(DTT)，水浴40 °C反應2h， 加入1M鹽酸調(diào)節(jié)pH=4左右，加熱后快速離心，沉淀用甲醇溶解，旋蒸濃縮，乙醚沉降兩次， 25°C下真空干燥32h，得到目標多齒巰基兩嵌段聚合物。4 NMR(400MHz，CD30D，S，ppm): 4.12 (-C(0)OCH2CH2-SH, -C(0)OCH2CH2-O-), 3.68 (-(O-CH2-CH2)8-O-CH3), 3.56 (-C(0)OCH2CH2-0-) ,3.39(-(0-CH2-CH2)8-0-CH3) ,2.82(-C00CH2CH2SH) ,1.88-1,99(-CH2-〇f polymer backbone),1.2-1.1(~CH3〇f polymer backbone)〇
[0055] 實施例5
[0056] (1)二硫鍵單體的制備：同實施例1。
[0057] (2)大分子鏈轉(zhuǎn)移劑的制備:與實施例4所不同的是，無水乙醚沉降3次后真空干燥 24h〇
[0058] (3)含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備：稱量引發(fā)劑AIBN(3 . 28mg， 0.02_〇1)、？(￡6-]\^4)(59011^，0.1111111〇1)和]\?)5￡(444.611^，2_〇1)，將其依次加入已經(jīng)裝有 8mL甲醇的反應管內(nèi)，橡膠塞塞緊并用parafilm封口膜密封，凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保 護下油浴65°C反應24h，40°C下真空旋蒸濃縮，無水乙醚沉降三次，真空（25°C )干燥32h，得 到含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物;Mn = 6864，PDI = 1.11。4 NMR(400MHz，CD3OD，S，ppm): 4.29(-C(0)OCH2CH2SSCH2CH2〇H)，4. ll(-C(0)0CH2CH2-0-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2〇H)， 3 ? 65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 56(-C(0)OCH2CH2-O-)，3 ? 37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 05(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH) ,2.92(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH) ,1.88-2.02(-CH2-〇f polymer backbone)，1?25-1?39(-S_(CH2)ii-CH3)，1?〇-l?1(-CH3〇f polymer backbone)，0?94(_S_ (CHdn-Ofe)。
[0059] (4)目標產(chǎn)物-多齒巰基兩嵌段聚合物的制備:將步驟(3)所得的含有二硫鍵單體 的兩嵌段聚合物137mg(n-sH = 0. lmmo 1)溶于1 OmL超純水中，用質(zhì)量分數(shù)為5 %的氫氧化鈉調(diào) 節(jié)溶液為弱堿性(pH = 8~9)，超聲直至完全溶解，加入（1.33yL，0.02mm〇L)乙二胺，磁子攪 拌并鼓氮氣10~15min，再加入（154mg，lmmol)還原劑二硫蘇糖醇(DTT)，水浴40°C反應2h， 加入1M鹽酸調(diào)節(jié)pH=4左右，加熱后快速離心，沉淀用甲醇溶解，旋蒸濃縮，乙醚沉降兩次， 25°C下真空干燥32h，得到目標多齒巰基兩嵌段聚合物。4 NMR(400MHz，CD30D，S，ppm): 4.12 (-C(0)OCH2CH2-SH, -C(0)OCH2CH2-O-), 3.65 (-(O-CH2-CH2)8-O-CH3), 3.56 (-C(0)OCH2CH2- 0-) ,3.38(-(0-CH2-CH2)8-0-CH3) ,2.81(-C00CH2CH2SH) ,1.88-1,99(-CH2-〇f polymer backbone),1.2-1.1(~CH3〇f polymer backbone)〇
[0060] 實施例6
[00611 (1)二硫鍵單體的制備：同實施例1。
[0062] (2)大分子鏈轉(zhuǎn)移劑的制備:稱量引發(fā)劑AIBN (3 2.8mg，0.2mmo 1)轉(zhuǎn)移到50mL史蘭 克管內(nèi)，用5mL移液槍取10mL甲醇加入到反應管內(nèi)、攪拌溶解完全，接著將（69.126mg， 0 ? 2mmol )RAFT 試劑、PEGMA-500( lOOOrng，2mmol)和MAA( 1033mg，12mmol)依次加入到反應管 內(nèi)，橡膠塞塞緊并用parafi lm封口膜密封，凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保護下65 °C油浴反應 1511，40°(：下真空旋蒸濃縮至4~51111，無水乙醚沉降3次，25°(：下真空干燥361 1，得到大分子鏈 轉(zhuǎn)移劑P(EG-MAA)。血=7554，]\^/]\111 = 1 ? 13。
[0063] NMR(400MHz，CD30D，S，ppm):4.11(-C(0)0CH2CH2-0-〇f PEGMA)，3.66(-(0-CH2- CH2) 8-0_CH3of PEGMA)，3 ? 56 (-C(0)0CH2CH2-0-〇f PEGMA)，3 ? 37 (-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)， 1?84-2?03(-CH2-〇f polymer backbone)，1?2-1?4(-S-(CH2)ii-CH3)，0?99-1?09(-CH3of polymer backbone)，0?91(_S_(CH2)ii-CH3) 〇
[0064] (3)含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備:稱量引發(fā)劑AIBN( 1.6mg，0.0 lmmol)、 大分子鏈轉(zhuǎn)移劑？化6-]\^4)(15111^，0.02111111〇1)和]\?)3￡(8911^，0.4111111〇1)依次加入已經(jīng)裝有 10mL甲醇的反應管內(nèi)，橡膠塞塞緊并用parafilm封口膜密封，凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保 護下油浴65°C反應24h，40°C下真空旋蒸濃縮，無水乙醚沉降三次，真空（25°C )干燥36h，得 到含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物。]^ = 9323，？01 = 1.15。111匪1?(40010^，0)3〇0,54口111): 4.30(-C(0)0CH2CH2SSCH2CH20H)，4. ll(-C(0)0CH2CH2-0-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2〇H)， 3 ? 65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 56(-C(0)OCH2CH2-O-)，3 ? 37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 05(-⑶ OCH2CH2SSCH2CH2OH)，2.92(-COOCH2-CH2SSCH2CH2〇H)，1.82-2.01 (-CH2-〇f polymer backbone)，1?2-1.4(-S_(CH2)ii-CH3)，1-1.09(-CH3〇f polymer backbone)，0.94(-S_ (CHdn-Ofe)。
[0065] (4)目標產(chǎn)物-多齒巰基兩嵌段聚合物的制備:將步驟(3)所得的含有二硫鍵單體 的兩嵌段聚合物117mg(n-sh = 0. lmmo 1)溶于1 OmL超純水中，用質(zhì)量分數(shù)為5 %的氫氧化鈉調(diào) 節(jié)溶液為弱堿性(pH = 8~9)，超聲直至完全溶解，加入（1.33yL，0.02mm〇L)乙二胺，磁子攪 拌并鼓氮氣15min，再加入(77mg，5mmol)還原劑二硫蘇糖醇(DTT)，水浴40°C反應2h，加入1M 鹽酸調(diào)節(jié)pH = 4左右，加熱后快速離心，沉淀用甲醇溶解，旋蒸濃縮，乙醚沉降兩次，25°C下 真空干燥32h，得到目標多齒巰基兩嵌段聚合物。4 NMR(400MHz，CD30D，S，ppm) :4.12(-C(0) OCH2CH2-SH，-C(0) OCH2CH2-O-)，3 ? 65 (-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3 ? 56 (-C(0)OCH2CH2-O-)，3 ? 38 (-(O-CH2-CH2)8-O-CH3),2.81 (-COOCH2CH2SH) ,1.88-1.99(-CH2-〇f polymer backbone), 1.2-1.1(~CH3〇f polymer backbone)〇
[0066] 實施例7
[0067] (1)二硫鍵單體的制備：同實施例1。
[0068] (2)大分子鏈轉(zhuǎn)移劑的制備:稱量引發(fā)劑AIBN(32.8mg，0.2mmol)轉(zhuǎn)移到50mL史蘭 克管內(nèi)，用5mL移液槍取10mL甲醇加入到反應管內(nèi)、攪拌溶解完全，接著將（69.126mg， 0 ? 2mmo 1) RAFT 試齊lj、PEGMA-500 (1 OOOrng，2mmo 1)和MAA (517mg，6mmo 1)依次加入到反應管內(nèi)， 橡膠塞塞緊并用parafi lm封口膜密封，凍融循環(huán)三次，最終在氮氣保護下65 °C油浴反應 1511，40°(：下真空旋蒸濃縮至4~51111，無水乙醚沉降3次，25°(：下真空干燥361 1，得到大分子鏈 轉(zhuǎn)移劑P(EG-MAA)。血=5828，Mw/Mn = 1 ? 09。
[0069] NMR(400MHz，CD30D，S，ppm) :4.12(-C(0)0CH2CH2-0-〇f PEGMA)，3.65(-(0-CH2- CH2) 8-0_CH3of PEGMA)，3 ? 56 (-C(0) 0CH2CH2-0-〇f PEGMA)，3 ? 38 (- (O-CH2-CH2) 8-O-CH3)， 1 ? 84-2.0(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)ii-CH3)，l-l.l(-CH3〇f polymer backbone)，0?91(-S-(CH2) 11-CH3)
[0070] (3)含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備：同實施例1。
[0071] (4)目標產(chǎn)物-多齒巰基兩嵌段聚合物的制備：同實施例1。
[0072] 多齒巰基兩嵌段聚合物修飾量子點以及量子點的光穩(wěn)定性測試 [0073] 1.量子點的表面修飾
[0074] 將實施例1、2、4、6所制備的多齒巰基兩嵌段聚合物溶于水中，配成質(zhì)量濃度為1~ 2mg/mL的溶液，然后用質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH = 8~9,超聲至完全溶解得到透明 溶液，鼓氮氣l〇min，控制量子點終濃度為lwiio 1/L，巰基與QD的當量比為50:1，微波100 °C下 反應3min。將得到的量子點溶液，用30kDa超濾管超濾4次，得到多齒巰基兩嵌段聚合物修飾 后的量子點。其中，實施例1所制備的多齒巰基兩嵌段聚合物修飾后量子點的透射電子顯微 鏡圖如圖4所示，修飾后量子點的粒徑統(tǒng)計分布情況如圖5所示，由圖5可以看出，多齒巰基 兩嵌段聚合物修飾后量子點的尺寸在3. Onm左右，具有單分散性的特點。
[0075] 2.量子點的光穩(wěn)定性測試
[0076]將上述得到的修飾后的量子點，配成終濃度為lMiol/L的量子點溶液，在三臺強紫 外燈(呈品字形分布)照射，每隔一定時間測其熒光性能，觀察其熒光強度變化趨勢，總照射 時間為150min。多齒巰基兩嵌段聚合物修飾后量子點與原始量子點的光穩(wěn)定性測試圖譜如 圖6所示，其中，a為原始量子點，b、c、d和e分別為實施例1、實施例2、實施例4和實施例6得到 的多齒巰基兩嵌段聚合物修飾后的量子點。通過圖6中a與b、c、d和e曲線的對比，可以清楚 的看出，多齒巰基兩嵌段聚合物修飾后的量子點的熒光強度變化曲線較原始量子點平緩， 說明修飾后的量子點的光穩(wěn)定性得到了顯著提高。另外，b、c、d和e曲線之間差別不大，可 見，實施例1、實施例2、實施例4和實施例6得到的多齒巰基兩嵌段聚合物在量子點表面修飾 領域都具有很好的應用效果，因此，本實施方式部分所制備的多齒巰基兩嵌段聚合物可應 用于量子點的表面修飾領域中。
[0077]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說 明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式 或變更均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0078]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包 含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當 將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員 可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1. 一種多齒琉基兩嵌段聚合物，其特征在于，其包括親水嵌段和疏水嵌段，所述親水嵌 段含有聚乙二醇和簇基，疏水嵌段含有琉基，所述多齒琉基兩嵌段聚合物結構式如下：2. -種如權利要求1所述的多齒琉基兩嵌段聚合物的制備方法，其特征在于，具體步驟 包括： (1) 二硫鍵單體MDSE的制備：W四氨巧喃為溶劑，乙胺為縛酸劑，W2，2-二硫二乙 醇、甲基丙締酷氯為原料，投料摩爾比為n(2,2-二硫二乙醇）：n(甲基丙締酷氯）：η(Ξ乙胺） =3:1:1.5;冰浴反應，抽濾旋蒸濃縮，柱層析分離出產(chǎn)物MDSE，旋蒸濃縮，用乙酸乙醋稀釋 并加入無水硫酸鋼，旋蒸濃縮，真空干燥，-20°C保存； (2) 大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P化G-MAA)的制備甲醇為溶劑，W聚乙二醇甲酸甲基丙締酸醋 和甲基丙締酸為原料，W2-氯基-2-丙基十二烷基Ξ硫代碳酸醋為RAFT試劑，W偶氮二異下 臘為引發(fā)劑，投料摩爾比為n(聚乙二醇甲酸甲基丙締酸醋）：n(甲基丙締酸）：n(2-氯基-2- 丙基十二烷基Ξ硫代碳酸醋）:n(偶氮二異下臘）=6~10:20~60:1:1;凍融循環(huán)多次，氮氣 保護下油浴反應，旋蒸濃縮，無水乙酸沉降多次，真空干燥24~36h，得到大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P (EG-MAA)； (3) 含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物的制備:將步驟(2)所得的大分子鏈轉(zhuǎn)移劑P化G- MAA)溶于甲醇，加入二硫鍵單體MDSE和偶氮二異下臘，投料摩爾比為η(大分子鏈轉(zhuǎn)移劑）:n (MDSE) :n(偶氮二異下臘）=2:40~120:1~0.4;凍融循環(huán)多次，氮氣保護下油浴反應，旋蒸 濃縮，無水乙酸沉降多次，真空干燥24~36h，得到含有二硫鍵單體的兩嵌段聚合物； (4) 目標產(chǎn)物-多齒琉基兩嵌段聚合物的制備:將步驟(3)所得的含有二硫鍵單體的兩 嵌段聚合物加入到超純水中，調(diào)節(jié)溶液為弱堿性，超聲溶解，加入乙二胺，鼓氮氣，再加入還 原劑二硫蘇糖醇，投料摩爾比為η(兩嵌段聚合物中二硫鍵）：n(二硫蘇糖醇）：n(乙二胺）= 1:5~10:0.2~0.5;水浴反應化，調(diào)節(jié)pH為酸性，離屯、，甲醇溶解，旋蒸濃縮，乙酸沉降，真空 干燥24~36h，得到多齒琉基兩嵌段聚合物。3. 根據(jù)權利要求2所述的一種多齒琉基兩嵌段聚合物的制備方法，其特征在于，所述步 驟（1)中柱層析過程W石油酸和乙酸乙醋為展開劑，其體積比為V(石油酸）：V(乙酸乙醋）= 3:1 ~10:1。4. 根據(jù)權利要求1所述的多齒琉基兩嵌段聚合物的應用，其特征在于，所述多齒琉基兩 嵌段聚合物可應用于量子點的表面修飾領域。
【文檔編號】C08F2/38GK105968277SQ201610319080
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】宇文力輝, 汪聯(lián)輝, 張偉振, 楊向榮, 單京陽, 李瀟
【申請人】南京郵電大學