大孔胺基樹脂在固相合成中的應用研究進展

＊孫強 高錫才 陳利 鄭彥慧

（天津南開和成科技有限公司 天津 300270）

大孔胺基樹脂在固相合成中的應用研究進展

＊孫強 高錫才 陳利 鄭彥慧

（天津南開和成科技有限公司 天津 300270）

生物大分子合成的主要手段之一是固相合成，例如合成寡核苷酸和多肽。大孔胺基樹脂在固相合成中主要作為聚合物載體來使用，由于其本身具有多孔性結構和高的交聯度的特點，使大孔胺基樹脂具有高的機械性能和大的比表面積，在多種溶劑中具有很好的相容性，在固相合成中具有廣泛的應用。本文主要對大孔胺基樹脂在固相合成中的應用研究進展展開分析。

大孔胺基樹脂；固相合成；應用研究進展

1.前言

肽的合成一直以來都是有機合成工作中的難點，上世紀六十年代，Merrifield提出了在高分子載體上通過高分子反應來合成肽的固相合成法，給有機合成領域提供了一個新的研究方向。固相合成方法具有快速、簡便以及產率高的特點，在有機合成中得到了廣泛的應用，目前應用該種方法以及合成出寡糖、寡核苷酸以及多肽等生物大分子。固態合成法成為生理學、化學以及生物學等學科不可或缺的研究手段，在有機合成中占有至關重要的地位。

2.大孔樹脂概念

大孔樹脂是一種聚合物吸附劑，對有機物具有濃縮分離的作用，是有聚合單體與分散劑、交聯劑、致孔劑等聚合反應而成，形成的聚合物中有各種各樣大大小小的孔穴，且孔徑比較大。目前普遍使用的大孔樹脂為聚苯乙烯類樹脂，但這種樹脂的交聯度比較低，機械強度相對比較大，而且溶脹性比較強，在固相合成過程中需要消耗的量大，因此，現在研究的熱點放在了功能基化的大孔樹脂上。胺基修飾的大孔樹脂具有很強的極性，能夠增強樹脂對極性物質的吸附能力。下面分別對大孔樹脂進行伯胺基團、仲胺基團以及叔胺基團的修飾工作，并以活性艷藍染料的吸附為標準判斷大孔胺基樹脂的吸附能力。

3.NDA-1800的伯胺、仲胺以及叔胺化修飾

用NDA-1800作為反應母體，溶脹劑為氯甲醚，以氧化鋅作為催化劑，進行氯甲基化反應，抽濾提純烘干之后得到氯甲基化的NDA-1800樹脂。將三氯甲烷作為溶脹劑，將50%的六次甲基四胺水溶液分六次加入，每次間隔一小時，然后加入40%的氫氧化鈉溶液調節PH至11，在室溫下反應十二個小時，然后加入1:3的濃鹽酸乙醇溶液樹脂上的六次甲基四胺基團伯胺樹脂分解，去甲縮醛溶液作為該過程的溶脹劑，然后滴加25%的一甲胺水溶液，同樣的用氫氧化鈉水溶液調節PH至12，在四十五攝氏度下反應十個小時，得到仲胺化大孔吸附樹脂，即NDA-1802，將甲縮醛溶液作為溶脹劑并滴加二甲胺水溶液，用氫氧化鈉溶液調節PH至12，在四十五攝氏度下反應十個小時，得到叔胺化吸附樹脂。

4.樹脂的表征工作

利用表面積測定儀來自動測定樹脂的孔徑分布和比表面積，用酸堿滴定法來測定樹脂中的殘余氯含量和氯含量，然后用溴化鉀和樹脂粉末壓片的紅外光譜法在測定樹脂的紅外光譜，從而可以分析樹脂中的主要元素。用酸堿滴定法來確定吸附樹脂的交換容量。通過靜態平衡條件下的不同分子大小的溴氨酸、苯酚以及活性艷藍的吸附能力來研究含不同胺基的樹脂的吸附性能。

5.實驗結果與討論

(1)樹脂結構特征。根據紅外光譜圖我們可以看出，經過三種胺基修飾之后的樹脂在672波數處出現了一個很微弱的氯甲基峰，在1040波數和1118波數處出現了氮氧的伸縮振動峰，在3443波數處出現了氮氫的伸縮振動峰，這些都說明了在樹脂上連接進了三種胺基基團。

(2)樹脂的吸附性能。在五十攝氏度中，以未能修飾的樹脂作為對照，考察修飾了三種胺基基團之后的樹脂對苯酚、溴氨酸以及活性艷藍的吸附性能。

從苯酚的樹脂吸附性能我們可以看出，未修飾的樹脂的吸附容量要大于修飾伯胺基團的樹脂，修飾伯胺基團的樹脂與修飾仲胺基團的樹脂的吸附能力相當，修飾伯胺和仲胺基團的樹脂的吸附能力要微大于修飾叔胺基團的苯酚。這是由于樹脂和苯酚之間主要是通過分子軌道的共軛作用和偶極-偶極相互作用來進行吸附的，沒有發生交換作用，所以樹脂的表面積對吸收能力的影響比較大，而胺基基團的作用不會很大。胺基修飾之后的三種樹脂的吸附能力相對于未修飾的樹脂來說有明顯的降低，而三種胺基修飾樹脂的比表面積都類似，樹脂的吸附容量差異不大，說明胺基修飾樹脂并不能提高大孔樹脂對苯酚的吸附能力。

上述四種樹脂對溴氨酸的吸附能力由大到小的順序依次是伯胺修飾的樹脂、叔胺修飾的樹脂、未修飾的樹脂、仲胺修飾的樹脂。其中伯胺修飾的樹脂的吸附能力與叔胺修飾的樹脂的吸附能力的差別不大。在這組試驗中，伯胺和叔胺修飾的樹脂的吸附能力都有明顯的提高，這是因為在胺基修飾之后樹脂的極性會有很大的增強，樹脂和吸附介質之間的偶極和偶極間的相互作用增強，同時離子交換作用也有明顯的提高，其次，樹脂的孔徑分布會有一定程度的降低，有利于對分子大小適當的溴氨酸分子的修復。經過仲胺基團修飾的樹脂，吸附能力有了明顯的下降，這是因為孔徑的分布過于增大，使得樹脂的比表面積減少造成吸附能力的下降。

上述四種樹脂對活性艷藍的吸附能力由大到小的順序依次為仲胺基團修飾的樹脂、叔胺基團修飾的樹脂、伯胺基團修飾的樹脂以及未修飾的樹脂。其中伯胺、仲胺以及叔胺基團修飾的樹脂的吸附能力有了很大的提高。伯胺和叔胺的吸附能力相當，這是由于樹脂的極性官能團之間的偶極和偶極的相互作用以及離子交換作用造成吸附能力的增加。在對活性艷藍的吸收能力評價中，可以看出仲胺樹脂的吸附容量最大，這是由于經過仲胺基團修飾過的樹脂不僅在極性上有了明顯的提高，而且樹脂的孔徑也會增加，適合對于大分子的活性艷藍的吸收。

(3)結論。從上述實驗過程和測試中我們可以看出，經過胺基基團修飾過后的樹脂，其比表面積都有相應程度的降低，其中伯胺和叔胺基團修飾的樹脂的孔徑變小，而叔胺樹脂孔徑卻會有明顯增大。

從吸附實驗中我們可以看出，經過胺基化處理的樹脂對苯酚的吸附能力都有一定程度的降低，這是因為極性對苯酚的吸附作用不強，而胺基化會使得樹脂的比表面積減少，從而吸附能力降低。伯胺樹脂和叔胺樹脂對溴氨酸的吸附能力相對于未修飾的樹脂來說有了明顯的提高，而仲胺基團修飾的樹脂的吸附能力會有所降低，這是因為分子間離子交換和偶極-偶極相互作用的原因，而且伯胺樹脂和叔胺樹脂還有相對合適的較小的控制，仲胺樹脂的孔徑卻有所增加。經過胺基化處理的樹脂相對于活性艷藍的吸附努力都有很大的提高，這是因為經過胺基化處理的樹脂來說極性會有很大的提高，適合于對同樣具有極性的活性艷藍分子的吸附。仲胺樹脂對活性艷藍的吸附能力最強，這是因為雖然其比表面積會有一定的減少，但是分子的孔徑卻會增加，對同樣是大分子物質的艷藍的吸附能力更強，同樣的其控制分布也更為合理適宜。

6.結束語

綜上所述，我們通過對不同胺基化處理的大孔樹脂的性能和特點進行詳細的分析，指出了胺基化處理對樹脂吸附能力影響的具體表現，同時根據當前胺基樹脂的發展情況通過實驗方法例證了不同胺基修飾導致不同吸附能力的原因，并得出了相關的實驗結論。希望能夠通過以上的工作，給大孔胺基樹脂的研究工作提供一定的參考，讓讀者了解在不同的條件和不同的分子情況中，不同胺基樹脂吸附分子能力的影響因素，并能夠從固態反應的角度，了解固態反應的優越性和科學性，從而促進固態反應的進一步發展。

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[4]何炳林黃文強主編,離子交換與吸附樹脂[M],上海:上海科技教育出版社,1995．

Research Development of the Application of the Macroporous Amino Resin in Solid-phase Synthesis

Sun Qiang, Gao Xicai, Chen Li, Zheng Yanhui
（Tianjin Nankai Hecheng Science and Technology Co., Ltd,Tianjin,300270）

One of the primary means of biomacromolecule synthesis is solid-phase synthesis, such as synthetic oligonucleotides and polypeptides. Macroporous amine resin is mainly used as the polymer carrier in the synthesis of solid phase, due to its characteristics of porous structure and high cross-linking degree, it has high mechanical properties and large surface area, besides, it has good compatibility in many solvents and is widely used in solid phase synthesis. This paper analyzes the research development of the application of macroporous amine resin in solid phase synthesis.

macroporous amino resin；solid-phase synthesis；research development of application

T

A

孫強（1972～），男，天津南開和成科技有限公司；研究方向：高分子化學。

(責任編輯 李田田)

鄭彥慧（1967～），女，天津南開和成科技有限公司；研究方向：高分子材料。