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專利名稱：氯硅烷聚乙二醇衍生物及其合成方法和用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及表面改性化合物，特別涉及一類改性固體表面，抑制生物分子在固體表面上吸附的化合物，及其合成方法和用途。
本發(fā)明的另一目的是提供一種所述氯硅烷聚乙二醇衍生物的合成方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種所述氯硅烷聚乙二醇衍生物在固體表面改性的應用。
本發(fā)明提供一類氯硅烷聚乙二醇衍生物，具有下列分子式I
式中m是5-20之間的任意整數(shù)；n是3-50之間的任意整數(shù)；
X是通過酯鍵保護的羧基；R1和R2包括Cl或甲基。
按照本發(fā)明所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物，優(yōu)選R1和R2都為基團Cl。
氯硅烷聚乙二醇衍生物中的氯硅烷部分易與固體表面上的羥基反應生成硅氧鍵，從而把該化合物共價地固定在固體表面上。聚乙二醇分子的親水性、柔性和電中性能夠有效抑制蛋白質分子在固體基片表面的物理吸附。聚乙二醇的聚合度n可根據(jù)需要做改變，n值越大，抑制蛋白質分子在固體表面上吸附的效果越好。通過酯鍵保護的羧基可以通過脫保護反應生成羧基，再通過氨偶聯(lián)的方法共價結合生物分子。
本發(fā)明還涉及一種用于制備所述氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，該方法包括(1)縮合反應1)NaOH溶液與H(OCH2CH2)nOH混合，摩爾比為1∶5-1∶10，攪拌，在70℃-150℃下油浴30～50分鐘，以回流氮氣作為保護氣體；2)在上述反應體系中加入溴代烯碳烷，與H(OCH2CH2)nOH的摩爾比為1∶2～10，攪拌，70℃-150℃下油浴16～24小時；3)用常規(guī)工藝純化產(chǎn)物；(2)取代反應1)將步驟(1)的純化產(chǎn)物溶于醇類有機溶劑中，20℃-100℃下攪拌混勻；2)在上述體系中加入溴-X試劑，反應2～4小時；3)純化產(chǎn)物；(3)加成反應1)把步驟(2)的純化產(chǎn)物溶于醇類有機溶液，再加入2-4當量的氯氫硅和光引發(fā)劑，回流氮氣作為保護氣體，反應體系置于365nm紫外下經(jīng)硬質玻璃過濾照射4-6小時；2)用常規(guī)工藝純化產(chǎn)物。
其中m是5-20之間的任意整數(shù)；
n是3-50之間的任意整數(shù)；X是通過酯鍵保護的羧基；R1和R2包括Cl或甲基。
所述的制備氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，步驟(2)中的醇類有機溶劑優(yōu)選為叔丁醇；步驟(2)的1)中，產(chǎn)物溶解時還可加入助溶劑，該助溶劑優(yōu)選為叔丁醇鉀；步驟(3)中的光引發(fā)劑優(yōu)選為安息香二甲醚。
另外，本發(fā)明還涉及所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物在固體表面改性的應用。
本發(fā)明的優(yōu)點在于被改性的固體表面不僅能夠抑制蛋白質分子的吸附，而且可以共價固定所需的生物分子，因此這類氯硅烷聚乙二醇衍生物在生物醫(yī)學領域的材料科學上將會有廣泛應用前景，如固相免疫檢測用的基片表面改性、生物材料(特別是植入生物體的材料)表面改性、蛋白質純化用器具表面改性等方面。
具體實施方式
實施例1 Cl3Si(CH2)11(OCH2CH2)4O CH2COOCH2CH3的合成合成步驟步驟1合成CH2＝CH(CH2)9(OCH2CH2)4OH1)將0.34ml 50％NaOH與3.2g H(OCH2CH2)4OH混合，電磁攪拌，100℃油浴40分鐘，以回流氮氣作為保護氣體；2)在上述反應體系中加入1.0g11-溴-1-烯-十一碳烷，電磁攪拌，100℃油浴18小時；3)反應物冷卻后，用正己烷萃取6次，合并萃取液；4)減壓旋轉蒸發(fā)濃縮萃取液，得黃色油狀物，內含單醚和雙醚；5)純化產(chǎn)物；步驟2合成CH2＝CH(CH2)9(OCH2CH2)4O CH2COOCH2CH31)將步驟1產(chǎn)物和叔丁醇鉀溶于叔丁醇中，40℃下電磁攪拌10分鐘；2)在上述體系中加入溴乙酸乙酯，反應4小時；3)純化產(chǎn)物。
步驟3合成Cl3Si(CH2)11(OCH2CH2)4O CH2COOCH2CH31)在200mmol步驟2產(chǎn)物溶液(溶于甲醇)中加入2當量的三氯氫硅和5mg的安息香二甲醚，回流氮氣作為保護氣體，反應體系置于365nm紫外下經(jīng)硬質玻璃過濾照射4小時；2)旋轉蒸發(fā)濃縮反應產(chǎn)物，以少量乙酸乙酯溶解，濾出白色不溶沉淀；
3)蒸餾純化產(chǎn)物；實施例2 Cl2CH3Si(CH2)5(OCH2CH2)3O CH2COOCH2CH3的合成步驟1合成CH2＝CH(CH2)3(OCH2CH2)6OH1)34ml 50％NaOH與3g H(OCH2CH2)3OH混合，電磁攪拌，80℃油浴50分鐘，以回流氮氣作為保護氣體；2)在上述反應體系中加入1.0g 5-溴-1-烯-五碳烷，電磁攪拌，80℃油浴24小時；3)反應物冷卻后，用正己烷萃取6次，合并萃取液；4)減壓旋轉蒸發(fā)濃縮萃取液，得黃色油狀物，內含單醚和雙醚；5)硅膠色譜純化產(chǎn)物；步驟2合成CH2＝CH(CH2)3(OCH2CH2)3O CH2COOCH2CH31)將步驟1產(chǎn)物和叔丁醇鉀溶于叔丁醇中，40℃下電磁攪拌10分鐘；2)在上述體系中加入溴乙酸乙酯，反應6小時；3)純化產(chǎn)物；步驟3合成Cl3CH3Si(CH2)5(OCH2CH2)3O CH2COOCH2CH31)在300mmol步驟2產(chǎn)物溶液(溶于甲醇)中加入3當量的甲基氯氫硅和10mg的安息香二甲醚，回流氮氣作為保護氣體，反應體系置于365mn紫外下經(jīng)硬質玻璃過濾照射5小時；2)旋轉蒸發(fā)濃縮反應產(chǎn)物，以少量乙酸乙酯溶解，濾出白色不溶沉淀；3)蒸餾純化產(chǎn)物；實施例3 Cl2(CH3)2Si(CH2)20(OCH2CH2)50O CH2CH2CH2COOCH2CH3的合成步驟1合成CH2＝CH(CH2)18(OCH2CH2)50OH1)34ml 50％NaOH與10g H(OCH2CH2)3OH混合，電磁攪拌，150℃油浴50分鐘，以回流氮氣作為保護氣體；2)在上述反應體系中加入1.0g 20-溴-1-烯-二十碳烷，電磁攪拌，150℃油浴24小時；3)反應物冷卻后，用正己烷萃取6次，合并萃取液；4)減壓旋轉蒸發(fā)濃縮萃取液，得黃色油狀物，內含單醚和雙醚；5)硅膠色譜純化產(chǎn)物；步驟2合成CH2＝CH(CH2)18(OCH2CH2)50OCH2CH2CH2CO OCH2CH31)將步驟1產(chǎn)物和叔丁醇鉀溶于叔丁醇中，40℃下電磁攪拌10分鐘；
2)在上述體系中加入溴丁酸乙酯，反應6小時；3)純化產(chǎn)物；步驟3合成Cl3(CH3)2Si(CH2)20(OCH2CH2)50OCH2CH2CH2CO OCH2CH31)在300mmol步驟2產(chǎn)物溶液(溶于甲醇)中加入3當量的二甲基氯氫硅和10mg的安息香二甲醚，回流氮氣作為保護氣體，反應體系置于365nm紫外下經(jīng)硬質玻璃過濾照射6小時；2)旋轉蒸發(fā)濃縮反應產(chǎn)物，以少量乙酸乙酯溶解，濾出白色不溶沉淀；3)蒸餾純化產(chǎn)物；
權利要求
1.一類氯硅烷聚乙二醇衍生物，具有下列分子式I
式中m是5-20之間的任意整數(shù)；n是3-50之間的任意整數(shù)；X是通過酯鍵保護的羧基；R1和R2包括Cl或甲基。
2.按權利要求1所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物，其特征在于所述的R1和R2包括同時都是Cl。
3.一種制備權利要求1所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，包括如下步驟(1)縮合反應其反應式如下1)NaOH溶液與H(OCH2CH2)nOH混合，摩爾比為1∶5-1∶10，攪拌，在70℃-150℃下油浴30～50分鐘，以回流氮氣作為保護氣體；2)在上述反應體系中加入溴代烯碳烷，與H(OCH2CH2)nOH的摩爾比為1∶2-1∶10，攪拌，在70℃-150℃下油浴16～24小時；3)用常規(guī)工藝純化產(chǎn)物；(2)取代反應其反應式如下1)將步驟(1)的純化產(chǎn)物溶于醇類有機溶劑中，在20℃-100℃下攪拌混勻；2)在上述取代反應1)中的體系里加入Br-X試劑，反應2～4小時；3)用常規(guī)工藝純化產(chǎn)物；(3)加成反應其反應式如下1)把步驟(2)的純化產(chǎn)物溶于醇類有機溶劑，再加入2-4當量的氯氫硅和光引發(fā)劑，回流氮氣作為保護氣體，反應體系置于365nm紫外下經(jīng)硬質玻璃過濾照射4-6小時；2)用常規(guī)工藝純化產(chǎn)物；其中m是5-20之間的任意整數(shù)；n是3-50之間的任意整數(shù)；X是通過酯鍵保護的羧基；R1和R2包括Cl或甲基。
4.按權利要求3所述的制備氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，其特征在于步驟(2)中的醇類有機溶劑為叔丁醇。
5.按權利要求3所述的制備氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，其特征在于步驟(2)的1)中，產(chǎn)物溶解時還可加入助溶劑。
6.按權利要求5所述的制備氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，其特征在于助溶劑為叔丁醇鉀。
7.按權利要求3所述的制備氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，其特征在于步驟(3)中的光引發(fā)劑為安息香二甲醚。
8.一種如權利要求1所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物的用途，其特征在于，它可以用于生物醫(yī)學領域的材料表面的改性。
9.按權利要求8所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物的用途，其特征在于它可以作為固相免疫檢測用的基片表面、生物材料表面和蛋白質純化用器具表面的改性材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固體表面改性化合物的氯硅烷聚乙二醇衍生物及其制備方法和用途，該衍生物具有下列分子式I式中m是5－20之間的任意整數(shù)；n是3－50之間的任意整數(shù)；X是通過酯鍵保護的羧基；R1和R2選自Cl或甲基。該衍生物通過縮合、取代和加成反應的方法制備的；它能共價固定所需的生物分子，并能抑制蛋白質分子在固體表面的吸附。適于在生物醫(yī)學領域的材料科學上的應用。
文檔編號G01N33/545GK1464000SQ0212135
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權日2002年6月14日
發(fā)明者王戰(zhàn)會, 靳剛 申請人:中國科學院力學研究所