CN101058641A - 聚l－谷氨酸－聚n－异丙基丙烯酰胺接枝共聚物及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚N－异丙基丙烯酰胺－聚氨基酸两嵌段共聚物及其制备方法。该两嵌段共聚物构成为：聚N－异丙基丙烯酰胺数均分子量为1000～10000；聚氨基酸段为聚L－谷氨酸或聚L－天冬氨酸，数均分子量为1000～30000；聚氨基酸段中氨基酸苄酯的摩尔百分含量为0～90％。其结构式为：本发明使用溴化氢或催化氢化还原脱除苄基的方法得到聚N－异丙基丙烯酰胺－聚氨基酸两嵌段共聚物，该共聚物在水溶液中具有对温度与pH的双重响应性，能生物降解，且降解残留能通过肾脏直接排除体外，因而它在生物医学和药学方面，可作为体内靶向药物释放的载体和可注射型智能响应性水凝胶。
Description
技术领域
本发明涉及聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物及制备方法，具体涉及聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物和可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物及制备方法。
背景技术
智能性水溶性高分子材料能够对于外界刺激(如温度、pH、溶液离子强度和电场强度等发生变化)，而突然产生可逆的物理或化学响应，其形状、体积和吸水性发生巨大变化。因此，这类高分子材料在医药，生物技术，工业和环境等方面具有十分重要的应用价值。而其中对温度和pH变化敏感的水溶性高分子材料在生物医学和药学领域内的应用尤为广泛，如温度敏感可注射型水凝胶，pH敏感型靶向药物释放载体和温度敏感型组织工程支架材料等。
N-烷基丙烯酰胺聚合物，尤其是聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)，是一类典型的对温度敏感型水溶性高分子。在低临界溶液温度(LCST)下，它们在水溶液中能发生快速可逆的水合-脱水转变。如在环境温度低于32℃时，聚N-异丙基丙烯酰胺溶于水中成无规线团形态，而当环境温度超过32℃，聚合物迅速脱水而发生相分离。另外，聚N-异丙基丙烯酰胺拥有较高的机械强度和良好的生物相容性，尤其是分子量较小的(如Mn＜10000Da)聚N-异丙基丙烯酰胺能通过肾脏排除体外而不会造成因长期积累产生毒性。因此，这类高分子被广泛应用于生物医用材料方面。
聚α-氨基酸具有生物降解性能，低基因免疫性和良好的生物相容性，被广泛应用于药学和生物医学方面。聚L-谷氨酸(PLGA)是其中一种侧链带有羧基的聚L-谷氨酸，它们具有的活性侧基便于在基因转染和药物释放体系中引入功能基团，具有重要的应用价值。另外，它们侧链的羧基在水溶液中体现出的pH响应性，可作为智能响应性靶向药物释放的载体。目前合成聚L-谷氨酸主要是由氨基引发γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐(BLG-NCA)开环聚合得到，Biomaterials，Vol.19，p.1869-1876(1998)报道了一种由γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐制备聚L-谷氨酸均聚物的方法。
由于目前所研究的大多数智能性高分子只能对一种刺激产生响应，其智能性有限，不能满足许多更为复杂环境中的需要。因此，制备能对多种刺激，尤其是对温度和pH变化，产生响应的智能性高分子成为了一个具有重要意义和挑战性的课题。Nature，Vol.373，p.49-52(1995)报道了一种氨基末端且分子量可控的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物的制备方法，而且通过将氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺与聚丙烯酸(PAA)反应生成接枝和嵌段共聚物，这类共聚物能同时对温度和pH变化产生响应；Journal ofMacromolecular Science，Part A-Pure and Applied Chemistry，Vol.2，p.143-164(2004)报道了一种以N-丙烯酰化氨基酸N’-烷基酰胺的氨基酸衍生物为单体，经自由基聚合而形成具有温度与pH响应性的聚合物。然而，上述两类聚合物都不能生物降解，而且由于聚合物分子量很大而无法通过肾脏排除体外，因此给材料在生物体内的应用带来极大的不便。因而，研究开发新型的生物可降解智能高分子材料受到越来越多的关注，Chem.Commum.，2003，p.106-107和Biomacromolecules，Vol.4，p.1132-1134(2003)报道了通过聚琥珀酰亚胺或聚(γ-谷氨酸)与胺醇反应，合成了一种生物可降解且同时具有温度与pH值响应性的共聚物，但是由于该醇解反应得到的是无规共聚物，其响应的灵敏度不如聚N-异丙基丙烯酰胺高，另外，该无规共聚物在发生响应时不具备两亲性，因而在用于靶向药物释放体系时受到限制。
将聚N-异丙基丙烯酰胺与带活性功能侧基的聚L-谷氨酸共聚得到的共聚物将兼具两种均聚物的特性，即在水溶液中将会拥有对温度与pH具有双重响应性，而且，共聚物中的聚L-谷氨酸能生物降解，通过控制聚N-异丙基丙烯酰胺的分子量(Mn＜10000)，可以使降解后残留的聚N-异丙基丙烯酰胺通过肾脏直接排除体外而不会造成毒性。然而到目前为止，关于聚N-异丙基丙烯酰胺与带羧基侧链的聚氨基酸共聚报道较少。Macromol.RapidCommun.Vol.18，p.361-369(1997)仅报道了由氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺引发γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐(BLG-NCA)开环聚合，得到仅具有温度响应性的聚N-异丙基丙烯酰胺-聚γ-苄基-L-谷氨酸酯两嵌段共聚物，并只研究了其胶束行为，而未见有进一步关于制备具有温度与pH双敏感性的共聚物的研究。
另外，将聚合物进行化学交联，得到具有三维网络结构的高聚物体系，是目前智能水凝胶研究中的一个重要课题，其中光化学交联是一种比较便利的得到三维网络结构的方法，如4-氨基-二苯甲酮等二苯甲酮衍生物是一种常用的光反应分子，将其引入到聚合物中后，在紫外光照射下，可使得共聚物发生交联而生成三维网络结构。
发明内容
为了解决已有技术存在的问题，本发明提供聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物及制备方法，具体提供聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物和可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物及制备方法。
本发明的目的之一是提供聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。该接枝共聚物的构成为：聚L-谷氨酸为主链，聚N-异丙基丙烯酰胺为接枝链的接枝共聚物，其中聚L-谷氨酸的粘均分子量为7000～90000；聚N-异丙基丙烯酰胺数均分子量为1000～10000；L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比为10∶90至90∶10。
本发明的目的之二是提供可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。该接枝共聚物的构成为：聚L-谷氨酸为主链，聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基二苯甲酮为接枝链的接枝共聚物，其中聚L-谷氨酸的粘均分子量为7000～90000，聚N-异丙基丙烯酰胺数均分子量为1000～10000，L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比为10∶90至90∶10，L-谷氨酸重复单元与4-氨基-二苯甲酮的摩尔比为100∶1至100∶15。
本发明的目的之三是提供聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法。通过偶联反应，将一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺接枝到聚L-谷氨酸的羧基侧链上，生成一种生物可降解温度与pH双敏感性的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。其具体制备步骤和条件如下：
1).聚L-谷氨酸均聚物的制备
将的γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐(BLG-NCA)用1，4-二氧六环溶解，并在剧烈搅拌下加入三乙胺，其中三乙胺与BLG-NCA的摩尔比为1∶5～100，然后将该溶液在室温下静置72h，产物用乙醇沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到聚γ-苄基-L-谷氨酸酯。
将聚γ-苄基-L-谷氨酸酯在室温下用二氯乙酸溶解，然后在搅拌下往反应溶液中加入溴化氢含量为33wt％的溴化氢/冰醋酸混合溶液，溴化氢的摩尔当量为聚γ-苄基-L-谷氨酸酯中苄基摩尔当量的4倍，然后先将反应溶液在50℃保持2小时，再在室温下静置过夜，产物用沉淀剂沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到聚L-谷氨酸均聚物。
得到的聚L-谷氨酸均聚物分子量为7000～90000。
通过乌氏黏度计测定聚L-谷氨酸的特性黏数，测得所得到的聚L-谷氨酸的粘均分子量为7400～89000。
2).一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺的制备
将摩尔比为100∶1∶1.5～10的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，偶氮二异丁腈(AIBN)和巯基乙胺溶于冷的甲醇中，通过冷冻-真空-熔融循环三次除去体系中的气体后，密封反应容器，50～80℃下反应24小时，产物用乙醚沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物。
以上反应可用如下方程式表示：
得到的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物的数均分子量为1000～10000；
通过1H NMR测定得到氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺的数均分子量为1100～9600。
3).聚L-谷氨酸与聚N-异丙基丙烯酰胺的偶联，包括以下方法：
(1)N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基法，其中根据偶联剂的不同，又包括以下两种方法：
(a)油溶性偶联剂法
将聚L-谷氨酸和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，N-羟基琥珀酰亚胺的加入量是预计加入的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺摩尔数即伯胺基摩尔数的1.2～6倍，将溶液冷却到0℃，加入与N-羟基琥珀酰亚胺等摩尔的二环己基碳二亚胺(DCC)，室温反应12～36小时后，再加入一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，继续室温反应24～72小时，过滤，再往过滤后的溶液中加入0.1M，pH＝7.4的tris缓冲溶液除去残留在羧基上的N-羟基琥珀酰亚胺酯，其中tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1～1.5倍，然后依次在N，N-二甲基甲酰胺和去离子水中透析除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺，产物冷冻干燥，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
以上反应可用如下方程式表示：
(b)水溶性偶联剂法：
使用二甲基亚砜代替N，N-二甲基甲酰胺，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐代替二环己基碳二亚胺，本方法的步骤和条件与上述(1)的(a)油溶性偶联剂法相同，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物
(2)直接偶联法，其中根据偶联剂的不同，又包括以下两种方法：
(a)油溶性偶联剂法
将聚L-谷氨酸和一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺用N，N-二甲基甲酰胺逐渐溶解，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，冷却到0℃，加入聚N-异丙基丙烯酰胺摩尔数1.2～6倍的二环己基碳二亚胺(DCC)和摩尔数为二环己基碳二亚胺0～1倍的4-二甲胺基吡啶(DMAP)，反应液在室温下搅拌24～72小时，过滤，再依次用N，N-二甲级甲酰胺和去离子水透析，除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺，产物通过冻干法收集，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
(b)水溶性偶联剂法
使用二甲基亚砜代替N，N-二甲基甲酰胺，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐代替二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，本方法的步骤与上述步骤(2)的(a)油溶性偶联剂法相同，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
本发明的目的之四是提供可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法。
通过偶联反应将聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基-二苯甲酮同时接枝聚L-谷氨酸的羧基侧链上，生成可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
它包括如下方法：
(I)N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基法，其中根据偶联剂的不同，又包括以下两种方法：
(a)油溶性偶联剂法
将聚L-谷氨酸和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)加入反应容器中，NHS的用量是预计加入的氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基二苯甲酮摩尔数之和即伯胺基总摩尔数的1.2～6倍，加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)使固体逐渐溶解，将得到的溶液冷却到0℃，加入与N-羟基琥珀酰亚胺等摩尔的二环己基碳二亚胺(DCC)，室温反应12～36小时，再加入一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基-二苯甲酮，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，4-氨基-二苯甲酮与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为5∶100～30∶100，溶液在室温下继续搅拌24～72小时，过滤，再往过滤后的溶液中加入0.1mol/L，pH＝7.4的tris缓冲溶液除去残留在羧基上的N-羟基琥珀酰亚胺酯，其中tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1～1.5倍，溶液依次在N，N-二甲基甲酰胺和去离子水中透析除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮，产物冷冻干燥，即得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
以上反应可用如下方程式表示：
(b)水溶性偶联剂法
使用二甲基亚砜代替N，N-二甲基甲酰胺，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐代替二环己基碳二亚胺，本方法的步骤和条件与上述步骤(I)的(a)油溶性偶联剂法相同，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
(II)直接偶联法。其中根据偶联剂的不同类型，又包括以下两种方法：
(a)油溶性偶联剂法
先将聚L-谷氨酸，一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基-二苯甲酮在N，N-二甲基甲酰胺中逐渐溶解，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，4-氨基-二苯甲酮与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为5∶100～30∶100，将得到的溶液冷却到0℃，加入二环己基碳二亚胺(DCC)和4-二甲胺基吡啶(DMAP)，DCC加入量为聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮摩尔数之和即伯胺基总摩尔数的1.2～6倍，DMAP加入量为DCC摩尔数的0～1倍，反应液在室温下搅拌24～72小时，过滤，过滤后的溶液再依次用N，N-二甲级甲酰胺和去离子水透析，除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮，产物通过冻干法收集，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺的接枝共聚物。
(b)水溶性偶联剂法
使用二甲基亚砜代替N，N-二甲基甲酰胺，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐代替二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，本方法的步骤和条件与上述步骤(II)的(a)油溶性偶联剂法相同，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
本发明所进行的合成聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的方法，聚L-谷氨酸的粘均分子量为7000～90000，聚N-异丙基丙烯酰胺数均分子量为1000～10000，L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的投料摩尔比为10∶90至90∶10；合成可光交联型聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的方法，L-谷氨酸重复单元与4-氨基-二苯甲酮的投料摩尔比为100∶5～30。通过选择不同分子量的均聚物原料，以及控制两种均聚物原料之间或它们与4-氨基-二苯甲酮三种原料之间的投料比，可得到主链和接枝链的长度和各组分含量均可调的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物和可光交联型聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
本发明的有益效果如下：
本发明得到的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物，在水溶液中具有温度与pH双重响应性，共聚物中的聚L-谷氨酸具有良好的生物相容性，能生物降解，而且，聚N-异丙基丙烯酰胺的分子量不超过10000Da，因而可以使降解后残留的聚N-异丙基丙烯酰胺短链通过肾脏直接排除体外而不会造成毒性。因此，这种接枝共聚物材料在作为体内靶向药物释放载体，可注射型智能响应性水凝胶和组织工程支架材料等方面具有很好的应用前景。另外，本发明进一步将光反应分子4-氨基-二苯甲酮引入到上述接枝共聚物主链中，因此共聚物又具备了光化学交联性质，通过化学交联，可以进一步得到具有三维网络结构的水凝胶体系，这在药学和生物医学方面具有重要意义，这种结构可以更好地控制药物释放，有利于组织细胞的生长，以及提高凝胶的机械强度和响应灵敏性等。
具体实施方式
实施例1：不同分子量的聚L-谷氨酸均聚物的制备。
(1)分别称5份0.076mol的γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐(BLG-NCA)单体加入5个干燥的反应瓶中，分别加入400ml干燥的二氧六环将单体溶解。在剧烈搅拌下，分别加入0.015，0.0076，0.0038，0.0030和0.00076mol的三乙胺，溶液在室温下静置72小时。产物用乙醇沉降，过滤，洗涤，室温下真空干燥24小时，得到5种不同分子量的聚γ-苄基-L-谷氨酸酯均聚物。产率为81～92％。
(2)将(1)中所得5种聚γ-苄基-L-谷氨酸酯各称10g，分别溶于150ml二氯乙酸中，在室温下分别加入30ml溴化氢含量为33wt％的溴化氢/冰醋酸溶液(密度1.42g/ml)，得到反应混合液，反应混合液在50℃保持2小时后，在室温下静置过夜。产物用丙酮沉降，过滤，洗涤，室温真空干燥24小时，称重，得到聚L-谷氨酸均聚物。结果见表一。
表一：
| 编号 | A/I | Mv(g/mol) | DP | 脱保护反应产率(％) |
| 1 | 5 | 7400 | 57 | 90.1 |
| 2 | 10 | 27800 | 215 | 85.3 |
| 3 | 20 | 37000 | 287 | 89.6 |
| 4 | 25 | 44000 | 341 | 91.2 |
| 5 | 100 | 89000 | 690 | 88.7 |
上表中A/I为γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐与三乙胺的投料摩尔比；Mv为最终聚L-谷氨酸产物的黏均分子量，由黏度法测定得到；DP为通过黏均分子量计算得出的聚谷氨酸的平均聚合度；脱保护反应产率为脱保护反应中实际收获的聚L-谷氨酸重量与理论应得的聚L-谷氨酸重量之比。
实施例2：不同分子量的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物的制备。
称取4份0.2mol的N-异丙基丙烯酰胺和0.002mol的偶氮二异丁腈，分别加入4个反应安瓶中，再往安瓶中分别加入0.003，0.006，0.012和0.02mol的巯基乙胺。分别用40ml甲醇溶解后，经过3次冷冻-真空-熔融循环除去瓶中气体，密封安瓶。溶液分别在50，60，60和80℃下搅拌24小时，产物用过量乙醚沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到不同分子量的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物。结果见表二。
表二：
| 编号 | 反应温度(℃) | A/I/T(mol) | DP(PNIPAM) | Mn(Da) | 产率(％) |
| 1 | 50 | 100/1/1.5 | 79 | 9600 | 85.6 |
| 2 | 60 | 100/1/3 | 32 | 3700 | 92.2 |
| 3 | 60 | 100/1/6 | 15 | 1800 | 75.7 |
| 4 | 80 | 100/1/10 | 9 | 1100 | 80.9 |
上表中A/I/T指N-异丙基丙烯酰胺单体/偶氮二异丁腈/巯基乙胺的摩尔比；DP(PNIPAM)为聚N-异丙基丙烯酰胺聚合度，由1H NMR测定得到；Mn为聚N-异丙基丙烯酰胺数均分子量，由1H NMR测定得到；产率为聚合物重量与N-异丙基丙烯酰胺单体和巯基乙胺的总重量之比。
实施例3：使用油溶性偶联剂及N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基法合成聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
分别将0.2g聚L-谷氨酸(粘均分子量为27800Da，DP＝215)与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)加入不同编号的反应安瓶中，N-羟基琥珀酰亚胺投料量与预计加入的氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比见表三，各加入10mlN，N-二甲基甲酰胺使固体逐渐溶解，将溶液冷却至0℃，加入与N-羟基琥珀酰亚胺等摩尔量的二环己基碳二亚胺，在室温下搅拌24小时。然后，加入0.25g一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺(数均分子量为1800Da，DP＝15)，继续在室温下搅拌反应72小时。反应结束后，将反应混合液过滤除去二环己基脲沉淀，再加入tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1倍的0.1M pH＝7.4的tris缓冲溶液，除去聚L-谷氨酸侧链上残留的琥珀酰亚胺酯，溶液依次用N，N-二甲基甲酰胺和去离子水透析，除去杂质和未接支的聚N-异丙基丙烯酰胺，产物通过冻干法收集，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。反应条件及结果见表三。
表三：
| 编号 | 投料中 | 共聚产物中LGA/NIPAM(摩尔比) | PNIPAM接枝率(％) | 产率(％) | |
| NHS/PNIPAM(摩尔比) | LGA/NIPAM(摩尔比) | ||||
| 1 | 1.2 | 42/58 | 57/43 | 55 | 56.5 |
| 2 | 2 | 42/58 | 53/47 | 64 | 66.8 |
| 3 | 5 | 42/58 | 50/50 | 72 | 68.4 |
| 4 | 6 | 42/58 | 49/51 | 75 | 53.2 |
上表中投料中的NHS/PNIPAM指N-羟基琥珀酰亚胺与聚N-异丙基丙烯酰胺的投料比；投料中的LGA/NIPAM指反应投料中L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比；共聚产物中LGA/NIPAM指共聚产物中的L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比，由1H NMR测定得到；PNIPAM接枝率由1H NMR测定得到；产率为共聚产物重量与投料中聚L-谷氨酸和聚N-异丙基丙烯酰胺总重量之比。
实施例4：本实施例反应步骤和条件：(1)使用了几种不同分子量的聚L-谷氨酸如表四所示；(2)N-羟基琥珀酰亚胺与聚N-异丙基丙烯酰胺的即投料中NHS/PNIPAM摩尔比均为5；(3)聚L-谷氨酸与聚N-异丙基丙烯酰胺投料比如表四所示；其余的与实施例3相同。投料比及反应结果见表四。
表四：
| 编号 | Mv(PLGA)(Da) | 投料中LGA/NIPAM(摩尔比) | 共聚产物中LGA/NIPAM(摩尔比) | PNIPAM接枝率(％) | 产率(％) |
| 1 | 7400 | 59/41 | 64/36 | 81 | 70.6 |
| 2 | 7400 | 42/58 | 46/54 | 85 | 66.4 |
| 3 | 7400 | 10/90 | 15/85 | 63 | 62.5 |
| 4 | 44000 | 90/10 | 92/8 | 80 | 75.9 |
| 5 | 44000 | 59/41 | 63/37 | 84 | 72.5 |
| 6 | 44000 | 42/58 | 50/50 | 72 | 55.6 |
| 7 | 44000 | 26/74 | 33/67 | 71 | 60.6 |
| 8 | 44000 | 10/90 | 14/86 | 68 | 67.2 |
| 9 | 89000 | 42/58 | 53/47 | 64 | 65.5 |
上表中Mv(PLG)为聚L-谷氨酸的黏均分子量；投料中LGA/NIPAM指投料中L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比；共聚产物中LGA/NIPAM指共聚产物中的L-谷氨酸重复单元数与N-异丙基丙烯酰胺重复单元数之比，由1H NMR测定得到；PNIPAM接枝率由1H NMR测定得到；产率为共聚产物重量与投料中聚L-谷氨酸和聚N-异丙基丙烯酰胺总重量之比。
实施例5：本实施例与实施例4所不同的是使用的氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺数均分子量为3700，DP＝32。其余的与实施例4相同。反应结果见表五。
表五：
| 编号 | Mv(PLG)(Da) | 投料中LGA/NIPAM(摩尔比) | 共聚产物中LGA/NIPAM(摩尔比) | PNIPAM接枝率(％) | 产率(％) |
| 1 | 7400 | 42/58 | 51/49 | 68 | 60.7 |
| 2 | 27800 | 90/10 | 93/7 | 70 | 64.6 |
| 5 | 27800 | 42/58 | 52/48 | 67 | 71.3 |
| 6 | 27800 | 10/90 | 16/84 | 58 | 51.2 |
| 7 | 44000 | 90/10 | 92/8 | 80 | 73.6 |
| 8 | 44000 | 42/58 | 54/46 | 62 | 62.9 |
| 9 | 44000 | 10/90 | 15/85 | 63 | 60.6 |
| 10 | 89000 | 42/58 | 56/44 | 57 | 54.9 |
上表中Mv(PLG)为聚L-谷氨酸的黏均分子量；投料中LGA/NIPAM指投料中L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比；共聚产物中LGA/NIPAM指共聚产物中的L-谷氨酸重复单元数与N-异丙基丙烯酰胺重复单元数之比，由1H NMR测定得到；PNIPAM接枝率由1H NMR测定得到；产率为共聚产物重量与投料中聚L-谷氨酸和聚N-异丙基丙烯酰胺总重量之比。
实施例6：本实施例与实施例4所不同的是使用的氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺分子量为1100(DP＝9)或9600(DP＝84)，其余的与实施例4相同。反应结果见表六。
表六：
| 编号 | Mv(PLG)(Da) | Mn(PNIPAM)(Da) | 投料中LGA/PNIPAM(摩尔比) | 共聚产物中LGA/PNIPAM(摩尔比) | PNIPAM接枝率(％) | 产率(％) |
| 3 | 44000 | 1100 | 90/10 | 91/9 | 89 | 75.5 |
| 4 | 44000 | 9600 | 85/15 | 92/8 | 49 | 46.0 |
| 5 | 44000 | 9600 | 42/58 | 59/41 | 50 | 59.6 |
| 6 | 44000 | 9600 | 10/90 | 18/82 | 51 | 50.7 |
上表中Mv(PLG)为聚L-谷氨酸的黏均分子量；投料中LGA/NIPAM指投料中L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比；共聚产物中LGA/NIPAM指共聚产物中的L-谷氨酸重复单元数与N-异丙基丙烯酰胺重复单元数之比，由1H NMR测定得到；PNIPAM接枝率由1H NMR测定得到；产率为共聚产物重量与投料中聚L-谷氨酸和聚N-异丙基丙烯酰胺总重量之比。
实施例7：本实施例反应步骤和条件：(1)加入二环己基碳二亚胺后，在室温下的搅拌时间即羧基活化时间如下表所示；(2)加入聚N-异丙基丙烯酰胺后，在室温下继续搅拌的时间即偶联反应时间如下表所示；(3)N-羟基琥珀酰亚胺与聚N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比即投料中NHS/PNIPAM摩尔比均为5；其余的与实施例3相同。反应结果见表七。
表七：
| 编号 | 羧基活化时间(h) | 偶联反应时间(h) | 投料中LGA/PNIPAM(摩尔比) | 共聚产物中LGA/PNIPAM(摩尔比) | PNIPAM接枝率(％) | 产率(％) |
| 1 | 12 | 24 | 42/58 | 60/40 | 48 | 53.1 |
| 2 | 36 | 48 | 42/58 | 55/45 | 59 | 60.5 |
| 3 | 12 | 72 | 42/58 | 52/48 | 69 | 56.3 |
| 4 | 36 | 72 | 42/58 | 51/49 | 70 | 67.8 |
上表中，共聚产物中LGA/NIPAM指共聚产物中的L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比，由1H NMR测定得到；PNIPAM接枝率由1H NMR测定得到；产率为共聚产物重量与投料中聚L-谷氨酸和聚N-异丙基丙烯酰胺总重量之比。
实施例8：使用水溶性偶联剂及N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基法合成聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
分别将0.2g(1.55mmol谷氨酸重复单元)聚谷氨酸(Mv＝37000)与0.08g(0.7mmol)N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)加入反应安瓶中，用20ml二甲基亚砜将固体溶解，降至0℃，再加入0.134g(0.7mmol)的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCHCL)，然后在室温下搅拌反应12小时。然后，加入0.25g分子量为1800Da(DP＝15)的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺(2.1mmol N-异丙基丙烯酰胺重复单元)，继续在室温下搅拌反应48小时后，加入tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1.5倍0.1M pH＝7.4的tris缓冲溶液，溶液依次用二甲基亚砜和去离子水透析，除去杂质和未接支的聚N-异丙基丙烯酰胺，产物通过冻干法收集，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。产率71.3％；产物中谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比为54/46，由1H NMR测定得到。
实施例9：油溶性偶联剂直接偶联法合成聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
分别将0.2g(1.55mmol L-谷氨酸重复单元)聚L-谷氨酸(Mv＝37000Da)，0.25g(2.1mmol N-异丙基丙烯酰胺重复单元)氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺(数均分子量1800，DP＝15)，和计量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)加入到反应瓶中，分别用20ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)逐渐溶解后，将溶液冷却到0℃，加入0.144g(0.7mmol)的二环己基碳二亚胺(DCC)。反应液在室温搅拌72小时后，过滤除去二环己基脲，再依次用N，N-二甲级甲酰胺和去离子水透析，除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺。产物通过冻干法收集，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物，反应结果见表八。
表八：
| 编号 | 投料中LGA/NIPAM(摩尔比) | DMAP加入量(mmol) | 共聚产物中LGA/NIPAM(摩尔比) | PNIPAM接枝率(％) | 产率(％) |
| 1 | 42/58 | 0 | 57/43 | 55 | 53.0 |
| 2 | 42/58 | 0.14 | 54/46 | 62 | 60.2 |
| 3 | 42/58 | 0.70 | 51/49 | 69 | 66.7 |
上表中投料中LGA/NIPAM指投料中L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比；共聚产物中LGA/NIPAM指产物中L-谷氨酸重复单元数与N-异丙基丙烯酰胺重复单元数之比，由1H NIMR测定得到；PNIPAM接枝率由1H NMR测定得到；产率为共聚产物重量与投料中聚L-谷氨酸和聚N-异丙基丙烯酰胺总重量之比。
实施例10：水溶性偶联剂直接偶联法合成聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
将0.2g(1.55mmol谷氨酸单元)聚L-谷氨酸(粘均分子量为37000Da)，0.25g(2.1mmol N-异丙基丙烯酰胺重复单元)氨基端末的聚N-异丙基丙烯酰胺(数均分子量为1800，DP＝15)用20ml二甲基亚砜溶解后，加入0.134g(0.7mmol)的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCHCL)。反应液在室温下搅拌一定时间，使聚N-异丙基丙烯酰胺的末端氨基与羧基进行偶联反应。反应结束后，溶液依次用二甲基亚砜和去离子水透析除去杂质，冷冻干燥，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。反应时间和结果见表九。
表九：
| 编号 | 偶联反应时间(h) | 投料中LGA/NIPAM(摩尔比) | 共聚产物中LGA/NIPAM(摩尔比) | PNIPAM接枝率(％) | 产率(％) |
| 1 | 24 | 42/58 | 59/41 | 50 | 55.8 |
| 2 | 48 | 42/58 | 54/46 | 62 | 61.3 |
| 3 | 72 | 42/58 | 52/48 | 67 | 66.7 |
上表中的偶联反应时间指加入偶联剂EDCHCL后，反应液在室温下的搅拌时间；投料中LGA/NIPAM指投料中L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比；共聚产物中LGA/NIPAM指产物中L-谷氨酸重复单元数与N-异丙基丙烯酰胺重复单元数之比，由1H NMR测定得到；PNIPAM接枝率由1H NMR测定得到；产率为共聚产物重量与投料中聚L-谷氨酸和聚N-异丙基丙烯酰胺总重量之比。
实施例11：使用油溶性偶联剂及N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基法合成可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
分别将0.1g(0.78mmol谷氨酸单元)的聚L-谷氨酸与计量的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)加入到反应瓶中，N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔当量为计量的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮(ABP)总摩尔当量的5倍。反应瓶中分别加入20ml N，N-二甲基甲酰胺使固体逐渐溶解，降温至0℃后，再分别加入与N-羟基琥珀酰亚胺等摩尔的二环己基碳二亚胺，室温下搅拌24小时后，分别加入计量的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮，室温下搅拌72小时后，将反应混合液过滤除去二环己基脲，再加入tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1倍的0.1M pH＝7.4的tris缓冲溶液，除去聚L-谷氨酸侧链上残留的琥珀酰亚胺酯，溶液依次用N，N-二甲基甲酰胺和去离子水透析，除去杂质和未接枝的4-氨基-二苯甲酮与聚N-异丙基丙烯酰胺，产物通过冻干法收集，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。反应的投料比及结果见表十。
表十：
| 编号 | Mv(PLGA) | Mn(PNIPAM) | 投料LGA/NIPAM/ABP(摩尔比) | 共聚产物LGA/NIPAM/ABP(摩尔比) | PNIPAM接枝率(％) | ABP接枝率(％) | 产率(％) |
| 1 | 37000 | 1800 | 100/108/5 | 100/78/0.8 | 72 | 16 | 65.9 |
| 2 | 37000 | 1800 | 100/108/12 | 100/95/2.2 | 88 | 18 | 61.0 |
| 3 | 37000 | 1800 | 100/108/24 | 100/102/11.7 | 94 | 49 | 69.0 |
| 4 | 37000 | 1800 | 100/108/30 | 100/98/14.2 | 91 | 47 | 62.3 |
| 5 | 37000 | 1800 | 100/11/15 | 100/9/3.8 | 82 | 25 | 58.6 |
| 6 | 37000 | 1800 | 100/900/15 | 100/560/4.9 | 62 | 33 | 51.0 |
| 7 | 37000 | 1100 | 100/108/15 | 100/95/3.6 | 88 | 24 | 68.5 |
| 8 | 7400 | 9000 | 100/278/15 | 100/167/5.8 | 60 | 39 | 62.7 |
| 9 | 89000 | 1800 | 100/108/15 | 100/92/3.2 | 85 | 21 | 66.1 |
上表中Mv(PLGA)指PLGA的粘均分子量；Mn(PNIPAM)指聚N-异丙基丙烯酰胺的数均分子量；投料LGA/NIPAM/ABP指投料中L-谷氨酸重复单元/N-异丙基丙烯酰胺重复单元/4-氨基-二苯甲酮的摩尔比；共聚产物LGA/PNIPAM/ABP为产物中的L-谷氨酸重复单元/N-异丙基丙烯酰胺重复单元/4-氨基-二苯甲酮的摩尔比，由1H NMR测定得到；PNIPAM接枝率由1H NMR测定得到；产率为共聚产物重量与投料中聚L-谷氨酸，聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基二苯甲酮总重量之比。
实施例12：使用水溶性偶联剂及N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基法合成可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
将0.2g(1.55mmol谷氨酸重复单元)聚L-谷氨酸(Mv＝37000Da)与0.2g(2.2mmol)的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)用20ml二甲基亚砜溶解，降至0℃后，加入0.38g(2mmol)的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，室温下搅拌12小时。然后，加入0.2g(1.67mmol N-异丙基丙烯酰胺重复单元)的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺(数均分子量1800Da，DP＝15)和4-氨基-二苯甲酮0.06g(0.3mmol)，室温下继续搅拌48小时。然后，加入tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1.25倍的0.1M pH＝7.4的tris缓冲溶液，除去聚L-谷氨酸侧链上残留的琥珀酰亚胺酯，溶液依次用二甲基亚砜和去离子水透析，除去杂质和未接枝的4-氨基-二苯甲酮与聚N-异丙基丙烯酰胺，产物通过冻干法收集，得到聚(L-谷氨酸)-聚N-异丙基丙烯酰胺/4-氨基-二苯甲酮接枝共聚物。产率：67.5％；共聚产物由1H NMR测定得出其中L-谷氨酸重复单元数/N-异丙基丙烯酰胺/4-氨基-二苯甲酮之间的摩尔比为100/82/3.9。
实施例13：使用油溶性缩合剂直接偶联法合成可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
将0.2g(1.55mmol谷氨酸重复单元)聚L-谷氨酸(粘均分子量37000Da)，0.2g(1.67mmol N-异丙基丙烯酰胺重复单元)氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺(数均分子量1800Da，DP＝15)，4-氨基-二苯甲酮0.06g(0.3mmol)，以及0.05g(0.4mmol)的4-二甲氨基吡啶(DMAP)用20mlN，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解。将溶液冷却到0℃后，加入0.41g(2mmol)的二环己基碳二亚胺(DCC)，室温搅拌72小时，过滤除去二环己基脲，再依次用N，N-二甲级甲酰胺和去离子水透析，除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基-二苯甲酮。产物通过冻干法收集，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。产率为55.3％。共聚产物由1H NMR测定得出其中谷氨酸重复单元/N-异丙基丙烯酰胺重复单元/4-氨基-二苯甲酮之间的摩尔比为100/92/3.1。
实施例14：与实施例13所不同的是本实施例的反应中没有加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)，其余的本实施例与实施例13相同，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的产率为53.1％；共聚产物经1HNMR测定得到其中谷氨酸重复单元/N-异丙基丙烯酰胺重复单元/4-氨基-二苯甲酮之间的摩尔比为100/78/2.8。
实施例15：使用水溶性偶联剂直接偶联法合成可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
将0.2g(1.55mmol谷氨酸单元)聚L-谷氨酸(粘均分子量为37000Da)，0.2g(1.67mmol)氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺(数均分子量为1800，DP＝15)和0.06g(0.3mmol)的4-氨基-二苯甲酮用20ml二甲基亚砜溶解后，降温至0℃，加入0.38g(2mmol)的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCHCL)。在室温下搅拌72小时后，溶液依次用二甲基亚砜和去离子水透析除去杂质，冷冻干燥，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。产率为63.2％；产物通过1H NMR测定得出其中谷氨酸重复单元/N-异丙基丙烯酰胺重复单元/4-氨基-二苯甲酮之间的摩尔比为100/83/3.0。
Claims (10)
1、聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物，其特征在于，其构成为：聚L-谷氨酸为主链，聚N-异丙基丙烯酰胺为接枝链的接枝共聚物，其中聚L-谷氨酸的粘均分子量为7000～90000，聚N-异丙基丙烯酰胺数均分子量为1000～10000，L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比为10∶90至90∶10。
2、可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物，其特征在于，其构成为：聚L-谷氨酸为主链，聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基二苯甲酮同时为接枝链的接枝共聚物，其中聚L-谷氨酸的粘均分子量为7000～90000，聚N-异丙基丙烯酰胺数均分子量为1000～10000，L-谷氨酸重复单元与N-异丙基丙烯酰胺重复单元的摩尔比为10∶90至90∶10，L-谷氨酸重复单元与4-氨基-二苯甲酮的摩尔比为100∶1至100∶15。
3、如权利要求1所述的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法，其特征在于，步骤和条件为：
1)聚L-谷氨酸均聚物的制备
将γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐用1，4-二氧六环溶解，并在剧烈搅拌下加入三乙胺，其中三乙胺与γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐的摩尔比为1∶5～100，然后将该溶液在室温下静置72h，产物用乙醇沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到聚γ-苄基-L-谷氨酸酯；
将聚γ-苄基-L-谷氨酸酯在室温下用二氯乙酸溶解，然后在搅拌下往反应溶液中加入溴化氢含量为33wt％的溴化氢/冰醋酸混合溶液，溴化氢的摩尔当量为聚γ-苄基-L-谷氨酸酯中苄基摩尔当量的4倍，将反应溶液在50℃保持2小时，然后在室温下静置过夜，产物用沉淀剂沉降，过滤，洗涤，真空干燥，即得到聚L-谷氨酸均聚物；
2)一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺的制备
将摩尔比100∶1∶1.5～10的N-异丙基丙烯酰胺，偶氮二异丁腈和巯基乙胺溶于冷的甲醇中，通过冷冻-真空-熔融循环三次除去体系中的气体后，密封反应容器，50～80℃下反应24小时，产物用乙醚沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物；
3)聚L-谷氨酸与聚N-异丙基丙烯酰胺的偶联，采用N-羟基琥珀酰亚胺活化羧基法的油溶性偶联剂法：
将聚L-谷氨酸和N-羟基琥珀酰亚胺溶于N，N-二甲基甲酰胺中，N-羟基琥珀酰亚胺的加入量是下面要加入的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺摩尔数即伯胺基摩尔数的1.2～6倍，将溶液冷却到0℃，加入与N-羟基琥珀酰亚胺等摩尔的二环己基碳二亚胺，室温反应12～36小时后，再加入一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，继续在室温下反应24～72小时，过滤，再往过滤后的溶液中加入0.1M，pH＝7.4的tris缓冲溶液除去残留在羧基上的N-羟基琥珀酰亚胺酯，其中tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1～1.5倍，然后依次在N，N-二甲基甲酰胺和去离子水中透析除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺，产物冷冻干燥，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
4、如权利要求1所述的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法，其特征在于，步骤和条件为：
1)聚L-谷氨酸均聚物的制备
将γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐用1，4-二氧六环溶解，并在剧烈搅拌下加入三乙胺，其中三乙胺与γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐的摩尔比为1∶5～100，然后将该溶液在室温下静置72h，产物用乙醇沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到聚γ-苄基-L-谷氨酸酯；
将聚γ-苄基-L-谷氨酸酯在室温下用二氯乙酸溶解，然后在搅拌下往反应溶液中加入溴化氢含量为33wt％的溴化氢/冰醋酸混合溶液，溴化氢的摩尔当量为聚γ-苄基-L-谷氨酸酯中苄基摩尔当量的4倍，将反应溶液在50℃保持2小时，然后在室温下静置过夜，产物用沉淀剂沉降，过滤，洗涤，真空干燥，即得到聚L-谷氨酸均聚物；
2)一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺的制备
将100∶1∶1.5～10的N-异丙基丙烯酰胺，偶氮二异丁腈和巯基乙胺溶于冷的甲醇中，通过冷冻-真空-熔融循环三次除去体系中的气体后，密封反应容器，50～80℃下反应24小时，产物用乙醚沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物；
3)聚L-谷氨酸与聚N-异丙基丙烯酰胺的偶联，采用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基法的水溶性偶联剂法：
将聚L-谷氨酸和N-羟基琥珀酰亚胺溶于二甲基亚砜中，N-羟基琥珀酰亚胺的加入量是下面要加入的一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺摩尔数即伯胺基摩尔数的1.2～6倍，将溶液冷却到0℃，加入与N-羟基琥珀酰亚胺等摩尔的1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，室温反应12～36小时后，再加入一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，继续在室温下反应24～72小时后，再往溶液中加入0.1M，pH＝7.4的tris缓冲溶液除去残留在羧基上的N-羟基琥珀酰亚胺酯，其中tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1～1.5倍，然后依次在二甲基亚砜和去离子水中透析除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺，产物冷冻干燥，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
5、如权利要求1所述的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法，其特征在于，步骤和条件为：
1)聚L-谷氨酸均聚物的制备
将γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐用1，4-二氧六环溶解，并在剧烈搅拌下加入三乙胺，其中三乙胺与γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐的摩尔比为1∶5～100，然后将该溶液在室温下静置72h，产物用乙醇沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到聚γ-苄基-L-谷氨酸酯；
将聚γ-苄基-L-谷氨酸酯在室温下用二氯乙酸溶解，然后在搅拌下往反应溶液中加入溴化氢含量为33wt％的溴化氢/冰醋酸混合溶液，溴化氢的摩尔当量为聚γ-苄基-L-谷氨酸酯中苄基摩尔当量的4倍，然后先将反应溶液在50℃保持2小时，再在室温下静置过夜，产物用沉淀剂沉降，过滤，洗涤，真空干燥，即得到聚L-谷氨酸均聚物；
2)一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺的制备
将一定摩尔比(100∶1∶1.5～10)的N-异丙基丙烯酰胺，偶氮二异丁腈和巯基乙胺溶于冷的甲醇中，通过冷冻-真空-熔融循环三次除去体系中的气体后，密封反应容器，50～80℃下反应24小时，产物用乙醚沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物；
3)聚L-谷氨酸与聚N-异丙基丙烯酰胺的偶联，采用直接偶联法的油溶性偶联剂法：
将聚L-谷氨酸和一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺用N，N-二甲基甲酰胺逐渐溶解，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，冷却到0℃，加入聚N-异丙基丙烯酰胺摩尔数1.2～6倍的二环己基碳二亚胺和摩尔数为二环己基碳二亚胺0～1倍的4-二甲胺基吡啶，反应液在室温下搅拌24～72小时，过滤，再依次用N，N-二甲级甲酰胺和去离子水透析，除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺，产物通过冻干法收集，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
6、如权利要求1所述的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法，其特征在于，步骤和条件为：
1)聚L-谷氨酸均聚物的制备
将γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐用1，4-二氧六环溶解，并在剧烈搅拌下加入三乙胺，其中三乙胺与γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐的摩尔比为1∶5～100，然后将该溶液在室温下静置72h，产物用乙醇沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到聚γ-苄基-L-谷氨酸酯；
将聚γ-苄基-L-谷氨酸酯在室温下用二氯乙酸溶解，然后在搅拌下往反应溶液中加入溴化氢含量为33wt％的溴化氢/冰醋酸混合溶液，溴化氢的摩尔当量为聚γ-苄基-L-谷氨酸酯中苄基摩尔当量的4倍，然后先将反应溶液在50℃保持2小时，再在室温下静置过夜，产物用沉淀剂沉降，过滤，洗涤，真空干燥，即得到聚L-谷氨酸均聚物；
2)-端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺的制备
将一定摩尔比(100∶1∶1.5～10)的N-异丙基丙烯酰胺，偶氮二异丁腈和巯基乙胺溶于冷的甲醇中，通过冷冻-真空-熔融循环三次除去体系中的气体后，密封反应容器，50～80℃下反应24小时，产物用乙醚沉降，过滤，洗涤，真空干燥，得到一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺均聚物；
3)聚L-谷氨酸与聚N-异丙基丙烯酰胺的偶联，采用直接偶联法的水溶性偶联剂法：
将聚L-谷氨酸和一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺用二甲基亚砜溶解，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，冷却到0℃，加入聚N-异丙基丙烯酰胺摩尔数1.2～6倍的1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，反应液在室温下搅拌24～72小时，再依次用二甲基亚砜和去离子水透析，除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺，产物通过冻干法收集，得到聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
7、如权利要求2所述的可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法，采用N-羟基琥珀酰亚胺活化羧基法的油溶性偶联剂法，其特征在于，步骤和条件为：
将聚L-谷氨酸和N-羟基琥珀酰亚胺加入反应容器中，N-羟基琥珀酰亚胺的用量是预计加入的氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基二苯甲酮总摩尔数之和即伯胺基总摩尔数的1.2～6倍，加入N，N-二甲基甲酰胺使固体逐渐溶解，将得到的溶液冷却到0℃，加入与N-羟基琥珀酰亚胺等摩尔的二环己基碳二亚胺，室温反应12～36小时，再加入一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基-二苯甲酮，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的摩尔比为10∶90～90∶10，4-氨基-二苯甲酮与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为5∶100～30∶100，溶液在室温下继续搅拌24～72小时，过滤，再往过滤后的溶液中加入0.1M，pH＝7.4的tris缓冲溶液除去残留在羧基上的N-羟基琥珀酰亚胺酯，其中tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1～1.5倍，溶液依次在N，N-二甲基甲酰胺和去离子水中透析除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮，产物冷冻干燥，即得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
8、如权利要求2所述的可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法，采用N-羟基琥珀酰亚胺活化羧基法的水溶性偶联剂法，其特征在于，步骤和条件为：
将聚L-谷氨酸和N-羟基琥珀酰亚胺加入反应容器中，NHS的用量是预计加入的氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基二苯甲酮总摩尔数之和即伯胺基总摩尔数的1.2～6倍，加入二甲基亚砜使固体溶解，将得到的溶液冷却到0℃，加入与N-羟基琥珀酰亚胺等摩尔的1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，室温反应12～36小时，再加入一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基-二苯甲酮，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为10∶90～90∶10，4-氨基-二苯甲酮与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为5∶100～30∶100，溶液在室温下继续搅拌24～72小时，再往过滤后的溶液中加入0.1M，pH＝7.4的tris缓冲溶液除去残留在羧基上的N-羟基琥珀酰亚胺酯，其中tris含量为N-羟基琥珀酰亚胺摩尔数1～1.5倍，溶液依次在二甲基亚砜和去离子水中透析除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮，产物冷冻干燥，即得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
9、如权利要求2所述的可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法，采用直接偶联法的油溶性偶联剂法，其特征在于，步骤和条件为：
先将聚L-谷氨酸，一端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基-二苯甲酮在N，N-二甲基甲酰胺中逐渐溶解，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为10∶90～90∶10，4-氨基-二苯甲酮与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为5∶100～30∶100，将得到的溶液冷却到0℃，加入二环己基碳二亚胺和4-二甲胺基吡啶，二环己基碳二亚胺加入量为聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮摩尔数之和即伯胺基总摩尔数的1.2～6倍，4-二甲胺基吡啶加入量为二环己基碳二亚胺摩尔数的0～1倍，反应液在室温下搅拌24～72小时，过滤，过滤后的溶液再依次用N，N-二甲基甲酰胺和去离子水透析，除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮，产物通过冻干法收集，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺的接枝共聚物。
10、如权利要求2所述的可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法，采用直接偶联法的水溶性偶联剂法，其特征在于，步骤和条件为：
先将聚L-谷氨酸，-端为氨基末端的聚N-异丙基丙烯酰胺和4-氨基-二苯甲酮在二甲基亚砜中溶解，N-异丙基丙烯酰胺重复单元与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为10∶90～90∶10，4-氨基-二苯甲酮与L-谷氨酸重复单元的投料摩尔比为5∶100～30∶100，将得到的溶液冷却到0℃，加入1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐加入量为聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮摩尔数之和即伯胺基总摩尔数的1.2～6倍，反应液在室温下搅拌24～72小时，然后依次用二甲基亚砜和去离子水透析，除去杂质和未偶联的聚N-异丙基丙烯酰胺与4-氨基-二苯甲酮，产物通过冻干法收集，得到可光交联的聚L-谷氨酸-聚N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物。
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