一种温度响应性水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法转让专利
申请号 : CN201110064577.5
文献号 : CN102167819B
文献日 : 2013-02-20
发明人 : 李志波 , 陈重一
申请人 : 中国科学院化学研究所
摘要 :
本发明提供了一种水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法。所述水溶性非离子型聚氨基酸的结构式如式(I)所示，其中，x为1或2，m为1、2或3，n为30-500之间的数。本发明提供的所述聚氨基酸的制备方法包括如下步骤：(1)谷氨酸或天冬氨酸和聚乙二醇单甲醚在酸性催化剂下进行反应得到侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物；(2)所述侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物与三光气进行反应得到N-羧基-环内酸酐化合物；(3)所述N-羧基-环内酸酐化合物在引发剂的作用下进行聚合反应即得所述水溶性非离子型聚氨基酸。本发明提供的制备方法的原料来源广泛，成本低廉，合成方法简单易行；本发明提供的水溶性非离子聚氨基酸在控制释放、生物传感器等领域有广泛的应用前景。
权利要求 :
1.一种式（I）所示聚氨基酸：
其中，x为1或2，m为1、2或3，n为178、305或355。
2.权利要求1所述水溶性非离子型聚氨基酸的制备方法，包括如下步骤：（1）谷氨酸或天冬氨酸和聚乙二醇单甲醚或乙二醇单甲醚在酸性催化剂下进行反应得到侧链带聚乙二醇或乙二醇的氨基酸化合物；
（2）所述侧链带聚乙二醇或乙二醇的氨基酸化合物与三光气进行反应得到N-羧基-环内酸酐化合物；
（3）所述N-羧基-环内酸酐化合物在引发剂的作用下进行聚合反应即得所述水溶性非离子型聚氨基酸；
步骤（3）所述引发剂为伯胺、仲胺、叔胺、六甲基二硅胺或1,5-环辛二烯-1,2-二(二乙基膦基)乙烷-镍（零价）络合物或1,5-环辛二烯-二联吡啶-镍（零价）络合物；
步骤（3）所述聚合反应中，所述引发剂和所述N-羧基-环内酸酐化合物的摩尔份数比为1：（50-200）。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述聚乙二醇单甲醚为二乙二醇单甲醚或三乙二醇单甲醚。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述酸性催化剂为浓硫酸、无水氯化氢或三甲基氯硅烷。
5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述谷氨酸或天冬氨酸与所述聚乙二醇单甲醚或所述乙二醇单甲醚的质量份数比为1：（4-8）；所述谷氨酸或天冬氨酸与所述酸性催化剂的质量份数比为1：（0.5-2）；所述反应的温度为20℃-30℃；所述反应的时间为8小时-48小时。
6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述侧链带聚乙二醇或乙二醇的氨基酸化合物与所述三光气的摩尔份数比为1：（0.30-0.50）；步骤（2）所述反应在惰性气体下进行。
7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述反应的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；步骤（2）所述反应的温度为35℃-55℃；步骤（2）所述反应的时间为4小时-6小时。
8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述聚合反应的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃或二氧六环。
9.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述聚合反应的温度为
20℃-50℃；步骤（3）所述聚合反应的时间为24小时-36小时。
说明书 :
一种温度响应性水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种具有温度响应性的水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法，属于高分子生物材料及其制备领域。
背景技术
[0002] 聚氨基酸是一种具有良好生物相容性和生物降解性的高分子生物材料，在生物材料领域有着广泛的应用前景。普通的水溶性聚氨基酸(如聚赖氨酸、聚天冬氨酸和聚谷氨酸)为聚电解质，在特定的pH范围内才具有水溶性，而且由于其带电荷，会与体内的生物大分子相互作用而聚集，因而实际应用方面具有局限性。水溶性非离子型聚氨基酸在保留聚氨基酸的生物特性基础上能够克服这些难题，然而所有长链的(大于25个段)非离子聚氨基酸(天然存在的氨基酸)基本上是非水溶性的。目前已经有几个课题组在这方面有很重要的工作，包括1999-2010年在J.Am.Chem.Soc.上发表了关于水溶性聚氨基酸的文章，利用赖氨酸侧链上的氨基和带有NHS基团的短链聚乙二醇和糖类分子缩合，得到了侧链修饰的赖氨酸，然后制成NCA，并用过渡金属催化剂引发聚合，得到了水溶性的非离子聚氨基酸。然而这些聚氨基酸不具有任何对外界环境的刺激响应性。而传统的智能响应性高分子，在生物分离、药物控制释放方面有很大的用途，但是其生物相容性和生物可降解性是一个难题。因此如果通过化学合成的方法将刺激响应官能团与天然氨基酸结合起来，制备具有温度响应性的水溶性非离子型聚氨基酸将是高分子领域的一个突破。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种具有温度响应性的水溶性非离子型聚氨基酸及其制备方法。
[0004] 本发明提供的水溶性非离子型聚氨基酸，如式(I)：
[0005]
[0006] 其中，x为1或2；m为1、2或3；n为30-500之间的数。
[0007] 本发明的非离子型聚氨基酸中，n具体可为44-355、44、45、87、103、178、305或355。
[0008] 本发明提供了上述水溶性非离子型聚氨基酸的制备方法，包括如下步骤：
[0009] (1)谷氨酸或天冬氨酸和寡聚乙二醇单甲醚在酸性催化剂下进行反应得到侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物；
[0010] (2)所述侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物与三光气进行反应得到N-羧基-环内酸酐化合物；
[0011] (3)所述N-羧基-环内酸酐化合物在引发剂的作用下进行聚合反应即得所述水溶性非离子型聚氨基酸。
[0012] 上述的制备方法中，步骤(1)所述聚乙二醇单甲醚可为乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚或三乙二醇单甲醚。
[0013] 上述的制备方法中，步骤(1)所述酸性催化剂可为浓硫酸、无水氯化氢或三甲基氯硅烷。
[0014] 上述的制备方法中，步骤(1)中，所述谷氨酸或天冬氨酸与所述聚乙二醇单甲醚的质量份数比可为1∶(4-8)，具体可为1∶4.8、1∶6或1∶8；所述谷氨酸或天冬氨酸与所述酸性催化剂的质量份数比可为1∶(0.5-2)，具体可为1∶1.1；所述反应的温度可为20℃-30℃，具体可为20℃、25℃或30℃；所述反应的时间可为8小时-48小时，具体可为8小时、24小时或48小时。
[0015] 上述的制备方法中，步骤(2)所述侧链带聚乙二醇的氨基酸化合物与所述三光气的摩尔份数比可为1∶(0.30-0.50)，具体可为1∶0.33、1∶0.40或1∶0.48；步骤(2)所述反应在惰性气体下进行，如氮气或氩气。
[0016] 上述的制备方法中，步骤(2)所述反应的溶剂可为四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；步骤(2)所述反应的温度可为35℃-55℃，具体可为35℃、40℃或55℃；步骤(2)所述反应的时间可为4小时-6小时，具体可为4小时、5小时或6小时。
[0017] 上述的制备方法中，步骤(3)所述引发剂可为伯胺、仲胺、叔胺、六甲基二硅胺或1，5-环辛二烯-1，2-二(二乙基膦基)乙烷-镍(零价)络合物、1，5-环辛二烯-二联吡啶-镍(零价)络合物，所述伯胺、仲胺和叔胺分别可为正己胺、二乙胺和三乙胺；步骤(3)所述聚合反应的溶剂可为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二氧六环。
[0018] 上述的制备方法中，步骤(3)所述聚合反应中，所述引发剂和所述N-羧基-环内酸酐化合物的摩尔份数比可为1∶(50-200)，具体可为1∶100。
[0019] 上述的制备方法中，步骤(3)所述聚合反应的温度可为20℃-50℃，具体可为20℃、30℃或50℃；步骤(3)所述聚合反应的时间可为24小时-36小时，具体可为24小时、
32小时或36小时。
32小时或36小时。
[0020] 本发明提供的制备方法的原料来源广泛，可以从现有的商业途径获得，成本低廉，合成方法简单易行；本发明提供的水溶性非离子型聚氨基酸具有水溶性、温度响应性等性质，其温度响应性(即低临界溶解温度)可以通过侧链乙二醇单元的长度以及两种不同侧链乙二醇单元长度的氨基酸无规共聚来调节。本发明提供的水溶性非离子聚氨基酸在控制释放、生物传感器等领域有广泛的应用前景。
附图说明
[0021] 图1为式(II)所示聚氨基酸1H NMR谱图。
[0022] 图2为式(III)所示聚氨基酸1H NMR谱图。
[0023] 图3为式(IV)所示聚氨基酸1H NMR谱图。
[0024] 图4为式(III)所示聚氨基酸的透过率随温度变化的曲线图。
[0025] 图5为式(IV)所示聚氨基酸的透过率随温度变化的曲线图。
[0026] 图6为式(III)所示聚氨基酸的圆二色谱随温度改变的谱图。
[0027] 图7为式(IV)所示聚氨基酸的圆二色谱随温度改变的谱图。
具体实施方式
[0028] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0029] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0030] 实施例1、式(II)所示聚氨基酸的制备
[0031]
[0032] (1)首先在圆底烧瓶中加入25毫升乙二醇单甲醚，并加入5克谷氨酸，该体系中谷氨酸与三乙二醇单甲醚的质量份数比为1∶4.8，将悬浊液置于冰水浴中，待冷至0℃，慢慢滴入3毫升浓硫酸(其中，谷氨酸与浓硫酸的质量份数比为1∶1.1)；滴完后回至30℃，待30℃下反应8小时。将澄清的溶液倒入三乙胺和异丙醇的混合溶液(体积比为1∶10)中，产生白色沉淀。离心，得到白色固体3.8克，产率为54.5％；核磁氢谱1H NMR(400MHz，D2O)：δ4.30-4.23(t，2H)，3.80-3.73(t，1H)，3.72-3.66(t，2H)，3.40-3.33(s，3H)，2.66-2.49(m，2H)，2.25-2.07(m，2H)；核磁碳谱 13C NMR(400MHz，D2O)：δ174.6，173.9，
69.9，63.9，58.1，53.9，29.8，25.4；高分辨质谱HRMS-ESI(m/z)[M+H]+Calcd for C8H15NO5，
206.1028；found 206.1019.
69.9，63.9，58.1，53.9，29.8，25.4；高分辨质谱HRMS-ESI(m/z)[M+H]+Calcd for C8H15NO5，
206.1028；found 206.1019.
[0033] (2)将步骤(1)得到的白色固体1克和0.48克三光气混合(其中，该白色固体与三光气的摩尔份数比为1∶0.33)，在氮气保护下，加入20毫升四氢呋喃，35℃下反应6个小时，反应结束后，抽干溶剂，得到黄色油状液体，柱层析(乙酸乙酯∶正己烷＝1∶1，v/v)，得到无色油状液体0.84克，产率为78.5％；核磁氢谱1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.29-7.14(br，1H)，4.46-4.36(t，1H)，4.36-4.09(m，2H)，3.70-3.51(t，2H)，
3.49-3.34(s，3H)，2.62-2.46(m，2H)，2.39-2.03(m，2H)；核磁碳谱13C NMR(400MHz，CDCl3)：
δ172.1，170.0，152，1，70.1，63.8，58.9，57.330.4，27.2；红 外 光 谱 FTIR(THF)：2921，
1855，1786，1733，1650，1105，924cm-1.
3.49-3.34(s，3H)，2.62-2.46(m，2H)，2.39-2.03(m，2H)；核磁碳谱13C NMR(400MHz，CDCl3)：
δ172.1，170.0，152，1，70.1，63.8，58.9，57.330.4，27.2；红 外 光 谱 FTIR(THF)：2921，
1855，1786，1733，1650，1105，924cm-1.
[0034] (3)该步骤的聚合反应是在手套箱中或者氮气或氩气保护的反应瓶中进行的：将步骤(2)得到的无色油状液体溶于二甲基甲酰胺中，配成100毫克/毫升的溶液并取2毫升，然后迅速加入含有六甲基二硅胺的四氢呋喃溶液(20毫克/毫升)0.12毫升(该体系中，六甲基二硅胺与步骤(2)得到的无色油状液体的摩尔份数比为1∶100)，在20℃下反应36小时。将反应完成后的溶液加入到大量乙醚中，离心法得到白色固体，透析3天。透析完后冻干得到白色蓬松固体，即为式(III)所示聚氨基酸。核磁氢谱(如图1所示)1H NMR(400MHz，CDCl3/CF3CO2D(v∶v＝1∶1))：δ4.85-4.65(br，1H)，4.53-4.34(br，2H)，4.01-3.86(br，2H)，3.69-3.57(br，3H)，2.79-2.57(br，2H)，2.39-2.02(br，2H).凝胶渗透色谱/激光光散射测得数均分子量为57000g/mol，分子量分布为1.17，数均聚合度为305。
[0035] 实施例2、式(III)所示聚氨基酸的制备
[0036]
[0037] (1)首先在圆底烧瓶中加入30毫升二乙二醇单甲醚，并加入5克谷氨酸，该体系中谷氨酸与二乙二醇单甲醚的质量份数比为1∶6，将悬浊液置于冰水浴中，待冷至0℃，慢慢滴入3毫升浓硫酸(其中，谷氨酸与浓硫酸的质量份数比为1∶1.1)，滴完后回至20℃，待20℃下反应48小时。将澄清的溶液倒入三乙胺和异丙醇的混合溶液(体积比为1∶10)
1
中，产生白色沉淀。离心，得到白色固体4.2克，产率为51.5％；核磁氢谱 H NMR(400MHz，D2O)：δ4.31-4.22(t，2H)，3.82-3.72(m，3H)，3.72-3.64(m，2H)，3.63-3.56(m，2H)，
13
3.39-3.32(s，3H)，2.66-2.49(m，2H)，2.25-2.07(m，2H)；核磁碳谱 C NMR(400MHz，D2O)：
δ174.6，173.9，70.9，69.5，68.4，64.1，58.1，53.9，29.8，25.4；高分辨质谱HRMS-ESI(m/+
z)[M+H]Calcd C10H19NO6，250.1291；found 250.1291.
1
中，产生白色沉淀。离心，得到白色固体4.2克，产率为51.5％；核磁氢谱 H NMR(400MHz，D2O)：δ4.31-4.22(t，2H)，3.82-3.72(m，3H)，3.72-3.64(m，2H)，3.63-3.56(m，2H)，
13
3.39-3.32(s，3H)，2.66-2.49(m，2H)，2.25-2.07(m，2H)；核磁碳谱 C NMR(400MHz，D2O)：
δ174.6，173.9，70.9，69.5，68.4，64.1，58.1，53.9，29.8，25.4；高分辨质谱HRMS-ESI(m/+
z)[M+H]Calcd C10H19NO6，250.1291；found 250.1291.
[0038] (2)将步骤(1)得到的白色固体1克和0.48克三光气混合(其中，该白色固体与三光气的摩尔份数比为1∶0.40)，在氮气保护下，加入20毫升乙酸乙酯，55℃下反应4个小时，反应结束后，抽干溶剂，得到黄色油状液体，柱层析(乙酸乙酯∶正己烷
1
＝1∶1，v/v)，得到无色油状液体0.71克，产率为75.2％；核磁氢谱 H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.30-7.17(br，1H)，4.48-4.36(t，1H)，4.35-4.13(m，2H)，3.76-3.65(m，2H)，
3.65-3.56(m，2H)，3.56-3.46(m，2H)，3.39-3.25(s，3H)，2.62-3.39(m，2H)，2.34-2.01(m，
13
2H)；核磁碳 谱 C NMR(400MHz，CDCl3)：δ172.1，170.1，152.1，71.7，70.2，68.7，63.7，
58.9，57.0，29.9，26.9；红 外 光 谱FTIR(THF)：2921，1854，1786，1735，1690，1451，1107，-1
922cm .
1
＝1∶1，v/v)，得到无色油状液体0.71克，产率为75.2％；核磁氢谱 H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.30-7.17(br，1H)，4.48-4.36(t，1H)，4.35-4.13(m，2H)，3.76-3.65(m，2H)，
3.65-3.56(m，2H)，3.56-3.46(m，2H)，3.39-3.25(s，3H)，2.62-3.39(m，2H)，2.34-2.01(m，
13
2H)；核磁碳 谱 C NMR(400MHz，CDCl3)：δ172.1，170.1，152.1，71.7，70.2，68.7，63.7，
58.9，57.0，29.9，26.9；红 外 光 谱FTIR(THF)：2921，1854，1786，1735，1690，1451，1107，-1
922cm .
[0039] (3)该步骤的聚合反应是在手套箱中或者氮气或氩气保护的反应瓶中进行的：将步骤(2)得到的无色油状液体溶于二甲基乙酰胺中，配成100毫克/毫升的溶液并取2毫升，迅速加入含有1，5-环辛二烯-1，2-二(二乙基膦基)乙烷-镍(零价)络合物的四氢呋喃溶液(20毫克/毫升)0.10毫升(该体系中，1，5-环辛二烯-1，2-二(二乙基膦基)乙烷-镍(零价)络合物与步骤(2)得到的无色油状液体的摩尔份数比为1∶100)，在50℃下反应24小时。反应结束后将溶液加入到大量乙醚中，离心法得到白色固体，透析3天。透析完后冻干得到白色蓬松固体。即为式(IV)所示聚氨基酸。核磁氢谱(如图2所
1
示)H NMR(400MHz，CDCl3/CF3CO2D(v∶v＝1∶1))：δ4.76-4.59(br，1H)，4.46-4.23(br，
2H)，4.01-3.87(br，4H)，3.87-3.76(br，2H)，3.62-3.50(br，3H)，2.73-2.47(br，2H)，
2.31-1.95(br，2H).凝胶渗透色谱/激光光散射，测得数均分子量为82000g/mol，分子量分布为1.23，数均聚合度为355。
1
示)H NMR(400MHz，CDCl3/CF3CO2D(v∶v＝1∶1))：δ4.76-4.59(br，1H)，4.46-4.23(br，
2H)，4.01-3.87(br，4H)，3.87-3.76(br，2H)，3.62-3.50(br，3H)，2.73-2.47(br，2H)，
2.31-1.95(br，2H).凝胶渗透色谱/激光光散射，测得数均分子量为82000g/mol，分子量分布为1.23，数均聚合度为355。
[0040] 式(III)所示聚氨基酸的透过率随温度变化的曲线图如图4所示，其基本规律是光的透过率随温度的增加而降低，并在一个很窄的温度范围内实现透过率从100％到10％左右的突变，从而证明具有明显的式(III)所示的聚氨基酸在水溶液中具有温度响应性，及所谓的低温临界溶解温度(LCST)。其中，图4a代表在纯水中的变化曲线，图4b代表在0.1M的氯化钠溶液中的变化曲线，图4c代表在0.05M的硫酸钠溶液中的变化曲线，图4d代表在0.05M磷酸钠缓冲溶液中的变化曲线。以上这些结果证明式(III)所示的聚氨基酸在水溶液及盐溶液中均具有温度响应性，而不依赖于缓冲溶液和pH值，主要原因为氨基酸材料的非聚电解质性质。但是，式(III)所示的聚氨基酸只有在水中才显示基本可逆的转变，而在其它盐或者缓冲溶液中，其温度响应性不是完全可逆的。
[0041] 式(III)所示聚氨基酸的圆二色谱随温度改变的谱图如图6所示。首先，图6结果显示该聚氨基酸在水溶液中形成稳定的α-螺旋，而且其主要的构象没有随温度的升高发生明显的变化，直到温度升高到临界溶解温度，聚氨基酸在溶液中出现聚集，这个圆二色谱的信号出现减弱。另外，降温的圆二色谱表明升温过程中观察到的温度响应性是可逆的。
[0042] 实施例3、式(IV)所示聚氨基酸的制备
[0043]
[0044] (1)首先在圆底烧瓶中加入40毫升三乙二醇单甲醚，并加入5克谷氨酸，该体系中谷氨酸与三乙二醇单甲醚的质量份数比为1∶8，将悬浊液置于冰水浴中，待冷至0℃，慢慢滴入3毫升浓硫酸(其中，谷氨酸与浓硫酸的质量份数比为1∶1.1)；滴完后回至25℃，待25℃下进行反应24小时。将澄清的溶液倒入三乙胺和异丙醇的混合溶液(体积比为1∶10)中，产生白色沉淀。离心，得到白色固体3.7克，产率为37.1％；核
1
磁氢谱 H NMR(400MHz，D2O)：δ4.32-4.25(t，2H)，3.81-3.74(m，3H)，3.73-3.64(m，6H)，
13
3.63-3.57(m，2H)，3.40-3.33(s，3H)，2.67-2.50(m，2H)，2.23-2.07(m，2H)；核磁碳谱 C NMR(400MHz，D2O)：δ174.5，173.9，71.0，69.7，69.5，69.4，68.4，64.1，58.1，53.9，29.8，+
25.4；高分辨质谱HRMS-ESI(m/z)[M+H]Calcd C12H23NO7，294.1553；found294.1550.[0045] (2)将步骤(1)得到的白色固体1克和0.48克三光气混合(其中，该白色固
体与三光气的摩尔份数比为1∶0.48)；在氮气保护下，加入20毫升二氯甲烷，40℃下反应5个小时，反应结束后，抽干溶剂，得到黄色油状液体，柱层析(乙酸乙酯∶正己烷
1
＝1∶1，v/v)，得到无色油状液体0.85克。产率为75.0％；核磁氢谱 H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.42-7.28(br，1H)，4.54-4.46(t，1H)，4.47-4.20(m，2H)，3.83-3.50(m，10H)，
13
3.42-3.33(s，3H)，2.67-2.45(m，2H)，2.44-2.09(m，2H)；核磁碳谱 C NMR(400MHz，CDCl3)：
δ171.9，170.4，152.0，71.9，70.4，70.4，70.3，68.7，63.5，58.9，57.2，30.3，27.0；红外光-1
谱FTIR(THF)：2919，1854，1786，1735，1650，1249，1105，921cm .
1
磁氢谱 H NMR(400MHz，D2O)：δ4.32-4.25(t，2H)，3.81-3.74(m，3H)，3.73-3.64(m，6H)，
13
3.63-3.57(m，2H)，3.40-3.33(s，3H)，2.67-2.50(m，2H)，2.23-2.07(m，2H)；核磁碳谱 C NMR(400MHz，D2O)：δ174.5，173.9，71.0，69.7，69.5，69.4，68.4，64.1，58.1，53.9，29.8，+
25.4；高分辨质谱HRMS-ESI(m/z)[M+H]Calcd C12H23NO7，294.1553；found294.1550.[0045] (2)将步骤(1)得到的白色固体1克和0.48克三光气混合(其中，该白色固
体与三光气的摩尔份数比为1∶0.48)；在氮气保护下，加入20毫升二氯甲烷，40℃下反应5个小时，反应结束后，抽干溶剂，得到黄色油状液体，柱层析(乙酸乙酯∶正己烷
1
＝1∶1，v/v)，得到无色油状液体0.85克。产率为75.0％；核磁氢谱 H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.42-7.28(br，1H)，4.54-4.46(t，1H)，4.47-4.20(m，2H)，3.83-3.50(m，10H)，
13
3.42-3.33(s，3H)，2.67-2.45(m，2H)，2.44-2.09(m，2H)；核磁碳谱 C NMR(400MHz，CDCl3)：
δ171.9，170.4，152.0，71.9，70.4，70.4，70.3，68.7，63.5，58.9，57.2，30.3，27.0；红外光-1
谱FTIR(THF)：2919，1854，1786，1735，1650，1249，1105，921cm .
[0046] (3)该步骤的聚合反应是在手套箱中或者氮气或氩气保护的反应瓶中进行的：将步骤(2)得到的无色油状液体溶于四氢呋喃中，配成100毫克/毫升的溶液并取2毫升，迅速加入含有1，5-环辛二烯-二联吡啶-镍(零价)络合物的四氢呋喃溶液(20毫克/毫升)0.09毫升(该体系中，1，5-环辛二烯-二联吡啶-镍(零价)络合物与步骤(2)得到的无色油状液体的摩尔份数比为1∶100)，在30℃下反应32小时。反应结束后将溶液加入到大量乙醚中，离心法得到白色固体，透析3天。透析完后冻干得到白色蓬松固体。即1
为式(V)所示聚氨基酸。核磁氢谱(如图3所示)H NMR(400MHz，CDCl3/CF3CO2D(v∶v＝1∶1))：δ4.74-4.56(br，1H)，4.42-4.19(br，2H)，3.98-3.71(br，10H)，3.61-3.48(br，
3H)，2.69-2.43(br，2H)，2.26-1.90(br，2H).凝胶渗透色谱/激光光散射测得数均分子量为49000g/mol，分子量分布为1.21，数均聚合度为178。
为式(V)所示聚氨基酸。核磁氢谱(如图3所示)H NMR(400MHz，CDCl3/CF3CO2D(v∶v＝1∶1))：δ4.74-4.56(br，1H)，4.42-4.19(br，2H)，3.98-3.71(br，10H)，3.61-3.48(br，
3H)，2.69-2.43(br，2H)，2.26-1.90(br，2H).凝胶渗透色谱/激光光散射测得数均分子量为49000g/mol，分子量分布为1.21，数均聚合度为178。
[0047] 式(IV)所示聚氨基酸的透过率随温度变化的曲线图如图5所示，其基本规律是光的透过率随温度的增加而降低，并在一个很窄的温度范围内实现透过率从100％到5左右％的突变，从而证明具有明显的式(IV)所示的聚氨基酸在水溶液中具有温度响应性，及所谓的低温临界溶解温度(LCST)。其中，图5a代表在纯水中的变化曲线，图5b代表在0.1M的氯化钠溶液中的变化曲线，图5c代表在0.05M的硫酸钠溶液中的变化曲线，图5d代表在0.05M磷酸钠缓冲溶液中的变化曲线。从该图可以看出该聚合物在水溶液及盐溶液中均具有温度响应性，而不依赖于缓冲溶液和pH值，主要原因为该聚氨基酸材料的非聚电解质性质。另外，式(IV)所示的聚氨基酸在降温过程中也显示出透过率增加的转变，从而证明其水溶液温度响应性是完全可逆的。
[0048] 式(IV)所示聚氨基酸的圆二色谱随温度改变的谱图如图7所示，首先，图7结果显示该聚氨基酸在水溶液中形成稳定的α-螺旋，而且其主要的构象没有随温度的升高发生明显的变化，直到温度升高到临界溶解温度，聚氨基酸在溶液中出现聚集，这个圆二色谱的信号出现减弱。另外，降温的圆二色谱表明升温过程中观察到的温度响应性是可逆的。
[0049] 实施例4、式(V)所示无规共聚氨基酸的制备
[0050]
[0051] (1)该步骤的聚合反应是在手套箱中或者氮气或氩气保护的反应瓶中进行的：将实施例2和实施例3的步骤(2)所得无色油状液体分别溶于二氧六环中，配成100毫克/毫升的溶液，称为A溶液和B溶液。
[0052] (2)取A溶液1毫升，B溶液2.7毫升，配成摩尔比为3∶7的混合溶液，迅速加入含有正己胺的四氢呋喃溶液(20毫克/毫升)0.17毫升，(该体系中，正己胺与步骤(1)无色油状物质的总摩尔比为1∶100)，在40℃下反应30个小时。反应结束后将溶液加入到大量乙醚中，离心法得到白色固体，透析3天。透析完后冻干得到白色蓬松固体1。凝胶渗透色谱/激光光散射，测得数均分子量为39000g/mol，分子量分布为1.22，n1为45，n2为105。
[0053] (3)取A溶液1毫升，B溶液1.2毫升，配成摩尔比为5∶5的混合溶液，迅速加入含有二乙胺的四氢呋喃溶液(20毫克/毫升)0.10毫升，(该体系中，二乙胺与步骤(1)无色油状物质的总摩尔比为1∶100)，在40℃下反应30个小时。反应结束后将溶液加入到大量乙醚中，离心法得到白色固体，透析3天。透析完后冻干得到白色蓬松固体2。凝胶渗透色谱/激光光散射，测得数均分子量为44000g/mol，分子量分布为1.23，n1为87，n2为87。
[0054] (4)取A溶液1毫升，B溶液0.5毫升，配成摩尔比为7∶3的混合溶液，迅速加入含有三乙胺的四氢呋喃溶液(20毫克/毫升)0.07毫升，(该体系中，三乙胺与步骤(1)无色油状物质的总摩尔比为1∶100)，在20-50℃下反应24-36个小时。反应结束后将溶液加入到大量乙醚中，离心法得到白色固体，透析3天。透析完后冻干得到白色蓬松固体3。凝胶渗透色谱/激光光散射，测得数均分子量为36000g/mol，分子量分布为1.17，n1为103，n2为44。
[0055] (5)固体1，固体2，固体3的低临界溶解温度分别为44.2℃，48.5℃，51.8℃。说明其低临界溶解温度可以通过两种不同侧链乙二醇单元长度的氨基酸无规共聚来调节。