1.本发明属于智能双亲手性分子领域，涉及一类温敏双亲树枝化多肽、其制备方法，本发明温敏双亲树枝化多肽能在水溶液中可见光调控手性组装。
技术背景
2.在自然界中超分子手性无处不在，例如蛋白质的三维有序结构、核酸复杂的微纳米结构与细胞的特异性识别通道，提供了生命活动的基本单元，并决定生命的多样性。研究者们致力于通过合理的分子设计，赋予分子对外界刺激的智能响应特性，从而探索和模拟自然界中的有趣现象，并更好实现超分子手性的传递与放大及对其进行有效调控。相较于其他外界刺激，光刺激响应具有非介入及响应范围精确可调等一系列优点，受到了广泛的关注，传统的光响应基元如：偶氮苯、偶氮吡唑、螺吡喃、肉桂酸等通常是由紫外光激发，并且抗疲劳强度低，因此限制了其在生物材料领域的进一步应用(lerch m.,szymanski w.,et al.the(photo)chemistry of stenhouse photoswitches:guiding principles and system design[j].chem.soc.rev.,2018,47(6):1910-1937.)。donor-acceptor stenhouse adducts(dasa)是一种新型的分子光开关，具有合成简单、可见光激活反应、较高的灵敏度、优异抗疲劳强度等优点(helmy s.,leibfarth f a.,et al.photoswitching using visible light:a new class of organic photochromic molecules[j].j.am.chem.soc.,2014,136(23):8169-8172.)；随着可见光的照射，分子会逐渐由共轭的三烯结构向环戊酮离子结构转变，带来分子颜色、亲疏水性以及尺寸的较大变化；而环戊酮离子结构具有热力学的不稳定性，因此在避光、加热的热弛豫条件下往往会发生向共轭三烯结构的可逆转变，但是第一代dasa在极性溶剂水中的可逆异构化是十分具有挑战性的。与此同时，目前报道的大部分光辐照调控超分子手性组装的工作往往是处于有机溶剂环境中并且由紫外光激发。如何在高极性水环境中实现可见光调控的超分子手性组装成为了亟待解决的技术问题。
技术实现要素：[0003]
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种温敏双亲树枝化多肽及其制备方法，能实现可见光调控手性组装，该类双亲性树枝化多肽中的dasa基元通过可见光辐照异构化实现分子亲疏水性的可逆转变，并展现出合适的亲疏水性平衡，在水溶液中实现有效的超分子组装，而树枝化烷氧醚基元赋予组装体以特征的温敏行为。在相变温度以下，dasa基元经可见光辐照由紫色的共轭疏水结构转变为无色带电荷的亲水异构体，诱使组装体解构；相变温度以上，树枝化烷氧醚的塌陷形成的疏水微环境可以驱使dasa基元在高极性的水环境下经避光加热向疏水异构体的有效回复，实现了组装体的部分重构。
[0004]
为达到上述发明创造目的，本发明采用如下发明构思：
[0005]
本发明通过树枝化烷氧醚苄氨基元和脯氨酸序列多肽的酰胺化反应构筑树枝化
多肽，再通过亚胺亲核进攻dasa受体，得到可见光调控手性组装的双亲树枝化多肽。具体反应式如下：
[0006][0007]
其中：n＝1～4，p＝1～4，x为oet或ome，树枝化烷氧醚基元包括但不限于三臂、四臂或六臂。本发明构思不限于酰胺化和亚胺亲核进攻dasa受体的上述温度和反应时间，只要能解决本发明的技术问题，都属于本发明的技术原理。
[0008]
根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：
[0009]
一种温敏双亲树枝化多肽，其分子结构式为：
[0010][0011]
其中：n＝1～4，p＝1～4，x为oet或ome，树枝化烷氧醚基元包括但不限于三臂、四臂或六臂。
[0012]
作为本发明优选的技术方案，所述的温敏双亲树枝化多肽，通过树枝化烷氧醚基
元和脯氨酸序列多肽的酰胺化反应构筑树枝化多肽，再通过亚胺亲核进攻dasa受体，将树枝化烷氧醚和dasa基元联接到脯氨酸序列的手性多肽上；该温敏双亲树枝化多肽分子在水环境中通过亲疏水性驱动实现手性组装，并利用可见光辐照通过dasa基元的异构化，树枝化多肽的双亲性发生变化，从而实现手性组装的可逆调控；所述双亲树枝化多肽在水溶液中表现出温敏特性。
[0013]
作为本发明优选的技术方案，本发明双亲树枝化多肽在水环境中可实现手性组装，并实现手性放大。
[0014]
作为本发明优选的技术方案，在相变温度以下，dasa基元经可见光辐照，其共轭疏水结构转变为无色带电荷的亲水异构体，诱使组装体解构；
[0015]
在相变温度以上，树枝化烷氧醚的塌陷形成的疏水微环境驱使dasa基元在极性的水环境下经避光加热向疏水异构体的回复，实现组装体的重构。
[0016]
一种本发明所述温敏双亲树枝化多肽的制备方法，其包括如下步骤：
[0017]
a.酰胺化过程：
[0018]
将脯氨酸序列四肽与lioh
·
h2o反应，制备boc-(pro)
4-oh；
[0019]
然后将boc-(pro)
4-oh溶于干燥的dcm中，加入1-羟基苯并三唑；将树枝化烷氧醚基元溶于干燥的dcm中，加入二异丙基乙胺；分别用高纯氮气充气-抽气至少3次；分别在冰盐浴条件下反应至少30min后，将反应液混合，用高纯氮气充气-抽气至少3次，继续在冰盐浴条件下反应至少30min后；然后向产物混合液体系中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐，再自然冷却到室温反应过夜；以tlc板检测反应完全，停止反应，依次用饱和碳酸氢钠溶液和质量百分比不低于10wt.％的硫酸氢钾溶液洗涤至少3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤蒸发溶剂；经柱色谱提纯得到中间产物et-(pro)
n-boc，其结构式为：
[0020][0021]
其中：n＝1～4，p＝1～4，x为oet或ome，树枝化烷氧醚基元包括但不限于三臂、四臂或六臂；
[0022]
b.亚胺亲核进攻dasa受体过程：
[0023]
将在所述步骤a中制备的et-(pro)
n-boc溶于干燥的dcm中，在冰盐浴条件下加入盐酸的乙酸乙酯溶液，在不高于-15℃下反应至少12h；以tlc板检测反应完全，停止反应，旋蒸旋去乙酸乙酯后，滴加饱和碳酸氢钠溶液至没有气泡产生，再加入质量百分比浓度不低于10wt.％的氢氧化钠溶液，调节混合液的ph至10，冻干除去水分，往所得固体中加入dcm充分溶解，加入无水硫酸镁干燥，过滤后旋干溶剂，将所得产物溶解到干燥的四氢呋喃溶液中，加入dasa受体，溶液立即变为深紫色；在干燥氮气氛围，在不低于40℃下反应过夜，待反应完全后旋干溶剂，经柱色谱提纯得到目标产物et-(pro)
n-dasa。其结构式为：
[0024][0025]
其中：n＝1～4，p＝1～4，x为oet或ome，树枝化烷氧醚基元包括但不限于三臂、四臂或六臂。
[0026]
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中，boc-(pro)
4-oh、1-羟基苯并三唑、树枝化烷氧醚基元、二异丙基乙胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐的摩尔比为1：1：2：4：4。
[0027]
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中，所述脯氨酸序列四肽和lioh
·
h2o的摩尔比1：1。
[0028]
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中，所述树枝化烷氧醚基元为树枝化烷氧醚苄氨。
[0029]
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤b中，利用et-(pro)
4-boc制备的产物、dasa受体的摩尔比为1：2。
[0030]
本发明通过酰胺化反应和亚胺亲核进攻dasa供体，将树枝化烷氧醚和dasa基元接枝到脯氨酸序列的手性多肽上，通过亲疏水性驱动分子在水环境中实现手性组装。dasa基元经可见光辐照共轭疏水结构转变为无色带电荷的亲水异构体，诱使组装体解构，相变温度以上，树形烷氧醚的塌陷形成的疏水微环境可以驱使dasa基元在高极性的水环境下经避光加热向疏水异构体的有效回复，实现组装体的重构。
[0031]
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
[0032]
1.本发明引入树枝化烷氧醚基元，使得该双亲树枝化多肽具有良好的水溶性，并可利用相变温度之上烷氧醚的脱水塌陷为分子提供疏水微环境；
[0033]
2.本发明的双亲树枝化多肽展现出合适的亲疏水平衡，在水环境中实现超分子组装；
[0034]
3.本发明的双亲树枝化多肽利用可见光辐照实现手性组装的有效调控，并可通过相变温度之上的避光加热实现高极性水环境中组装体的部分重构；
[0035]
4.本发明的双亲树枝化多肽具有良好的生物相容性，可见光激活反应的特性及有效的可逆回复，赋予其在生物材料领域的应用潜力。
附图说明
[0036]
图1为本发明实施例一制备的中间产物et-(pro)
4-boc的1h nmr谱。
[0037]
图2为本发明实施例一制备的et-(pro)
4-dasa的1h nmr谱。
[0038]
图3为本发明实施例二中的et-(pro)
4-dasa手性组装体的原子力显微镜(afm)形貌图。
[0039]
图4为本发明实施例二中的et-(pro)
4-dasa随可见光辐照时间变化的圆二色光谱
(cd)。
[0040]
图5为本发明实施例二中的et-(pro)
4-dasa手性组装可逆回复的圆二色光谱(cd)。
具体实施方式
[0041]
树枝化烷氧醚基元的合成方法参考：li,w.,zhang,a.,et al.thermoresponsive dendronized polymers with tunable lower critical solution temperatures[j].chem.commun.,2008,142(43):5523-5525.
[0042]
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
[0043]
实施例一
[0044]
在本实施例中，一类可见光调控手性组装的双亲树枝化多肽及其制备方法，具体步骤如下：
[0045]
a.酰胺化合成et-(pro)
4-boc过程
[0046]
将脯氨酸四肽(1g，1.92mmol)溶解于50ml甲醇和10ml水的混合溶剂中，冰浴条件下加入lioh
·
h2o(0.72g，19.2mmol)，搅拌反应4h；以tlc板检测反应完全，停止反应，用质量百粉笔浓度为10wt.％的硫酸氢钾调节ph至弱酸性，用饱和食盐水洗涤三次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤蒸发溶剂，得到boc-(pro)
4-oh；
[0047]
将boc-(pro)
4-oh(0.9g，1.58mmol)溶于30ml干燥的dcm中，加入1-羟基苯并三唑(hobt)(0.22g，1.58mmol)，将树枝化烷氧醚苄氨(2.1g，3.16mmol)溶于30ml干燥的dcm中，加入二异丙基乙胺(dipea)(0.82g，6.32mmol)，用高纯氮气充气-抽气三次，各在冰盐浴条件下反应30min后，将反应液混合，用高纯氮气充气-抽气三次，继续在冰盐浴条件下反应30min后，向体系中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(edc
·
hcl)(1.21g，6.32mmol)，自然冷却到室温反应过夜；以tlc板检测反应完全，停止反应，依次用饱和碳酸氢钠溶液和质量百粉笔浓度为10wt.％的硫酸氢钾溶液洗涤三次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤蒸发溶剂；经柱色谱提纯得到中间产物et-(pro)
4-boc；
[0048]
对中间产物进行物性表征测试：
[0049]1h nmr(d
6-dmso):δ＝1.18-1.22(t,9h,h-boc),1.31-1.38(m,9h,ch3),1.63-2.84(m,16h,ch2),3.20-3.90(m,44h,ch2),4.10-4.67(m,10h,ch+ch2),6.56(s,2h,ch),8.36(s,1h,nh)；可知产物为et-(pro)
4-boc；
[0050]
b.亚胺亲核进攻dasa受体过程
[0051]
将et-(pro)
4-boc(1.17g，1.04mmol)溶于25ml干燥的dcm中，冰盐浴条件下加入hcl的乙酸乙酯溶液，-15℃反应12h；以tlc板检测反应完全，停止反应，旋蒸旋去乙酸乙酯后，滴加饱和碳酸氢钠溶液至没有气泡产生，再加入少许10％氢氧化钠溶液调节ph至10，冻干除去水分，往所得固体中加入dcm充分溶解，加入无水硫酸镁干燥，过滤后旋干溶剂，将所得产物(0.5g，0.57mmol)溶解到干燥的四氢呋喃溶液中，加dasa受体(0.43g，1.14mmol)，溶液立即变为深紫色；在干燥氮气氛围，40℃下反应过夜，待反应完全后旋干溶剂，经柱色谱提纯得到目标产物et-(pro)
4-dasa。
[0052]
对目标产物进行物性表征测试：
[0053]1h nmr(d
6-dmso):δ＝0.75-0.9(t,6h,ch3),1.15-1.40(m,20h,ch2),1.31-1.38(m,9h,ch3),1.63-2.84(m,16h,ch2),3.52-3.83(m,43h,ch2),3.93-4.05(m,4h,ch2),3.96-4.12(m,3h,ch+ch2),4.17-4.24(m,6h,ch2),4.32-4.68(m,2h,ch),4.87(m,1h,oh),5.12-6.23(m,2h,ch),6.61-6.85(m,2h,ch),6.83-7.85(m,2h,ch),7.8-8.4(m,1h,nh)；可知产物为et-(pro)
4-dasa。
[0054]
实施例二：
[0055]
在本实施例中，对水溶液中可见光调控et-(pro)
4-dasa手性组装及可逆回复性进行测试，具体步骤如下：
[0056]
a.et-(pro)
4-dasa手性组装体原子力显微镜(afm)形貌测试
[0057]
将配置好的et-(pro)
4-dasa水溶液滴加到云母基底上，溶液浓度为0.02mg
·
ml-1
，待溶剂挥发干后进行afm测试。在水溶液中，分子有明显的聚集组装行为，形成的微球平均直径在426
±
10nm，平均高度在35
±
1nm。
[0058]
b.可见光调控et-(pro)
4-dasa手性组装的圆二色光谱(cd)测试
[0059]
将et-(pro)
4-dasa配置成1.5mg
·
ml-1
的水溶液，采用圆二色光谱常温测试跟踪光照时间对手性信号的影响。在水溶液中，205nm，258nm出现cotton峰，来源于多肽酰胺键的吸收，同时在577nm出现比较明显的cotton峰，多肽在577nm左右不存在吸收，所以可以确定其来源于疏水三烯结构的吸收，证明成功实现了手性的传递；随着光照时间的延长，位于577nm处的cotton峰逐渐减弱直至消失，并且与相对应的紫外吸收峰的削弱消失是同步的，证明了dasa基元在光照下由紫色的共轭疏水结构转变为无色带电荷的亲水结构致使分子的组装驱动力消失，从而使组装体解组装，手性信号消失。
[0060]
c.et-(pro)
4-dasa手性组装可逆回复的圆二色光谱(cd)测试
[0061]
将光照至无色的et-(pro)
4-dasa溶液避光加热至相变温度之上，树形烷氧醚的塌陷形成的疏水微环境可以驱使dasa基元在高极性的水环境下经避光加热向疏水异构体的有效回复，紫外回复率达到65％之后，手性信号有50％的回复。
[0062]
综上，通过酰胺化反应和亚胺亲核进攻dasa受体将树枝化烷氧醚和dasa基元接枝到脯氨酸序列的手性多肽上成功构筑了一类可见光调控手性组装的双亲树枝化多肽。该类双亲性树枝化多肽中的dasa基元可以通过可见光辐照异构化实现分子亲疏水性的可逆转变，并展现出合适的亲疏水性平衡，在水溶液中实现有效的超分子组装，树枝化烷氧醚基元赋予组装体以特征的温敏行为。在相变温度以下，dasa基元经可见光辐照由紫色的共轭疏水结构转变为无色带电荷的亲水异构体，诱使组装体解构；相变温度以上，树形烷氧醚的塌陷形成的疏水微环境可以驱使dasa基元在高极性的水环境下经避光加热向疏水异构体的有效回复，实现了组装体的部分重构。其调控过程具有可见光激活、转变可逆及生物友好的特点，因而在生物医药、手性检测、手性光学及手性催化等领域具有潜在应用价值。
[0063]
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明基于四苯基乙烯的温敏双亲树形大分子及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
技术特征：1.一种温敏双亲树枝化多肽，其特征在于：其分子结构式为：其中：n＝1～4，p＝1～4，x为oet或ome，树枝化烷氧醚基元包括但不限于三臂、四臂或六臂。2.根据权利要求1所述的温敏双亲树枝化多肽，其特征在于：通过树枝化烷氧醚基元和脯氨酸序列多肽的酰胺化反应构筑树枝化多肽，再通过亚胺亲核进攻dasa受体，将树枝化烷氧醚和dasa基元联接到脯氨酸序列的手性多肽上；该温敏双亲树枝化多肽分子在水环境中通过亲疏水性驱动实现手性组装，并利用可见光辐照通过dasa基元的异构化，树枝化多肽的双亲性发生变化，从而实现手性组装的可逆调控；所述双亲树枝化多肽在水溶液中表现出温敏特性。3.根据权利要求1所述的温敏双亲树枝化多肽，其特征在于：该双亲树枝化多肽在水环境中可实现手性组装，并实现手性放大。4.根据权利要求2所述的温敏双亲树枝化多肽，其特征在于：在相变温度以下，dasa基元经可见光辐照，其共轭疏水结构转变为无色带电荷的亲水异构体，诱使组装体解构；在相变温度以上，树枝化烷氧醚的塌陷形成的疏水微环境驱使dasa基元在极性的水环境下经避光加热向疏水异构体的回复，实现组装体的重构。5.一种权利要求1所述温敏双亲树枝化多肽的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：a.酰胺化过程：将脯氨酸序列四肽与lioh
·
h2o反应，制备boc-(pro)
4-oh；然后将boc-(pro)
4-oh溶于干燥的dcm中，加入1-羟基苯并三唑；将树枝化烷氧醚基元溶于干燥的dcm中，加入二异丙基乙胺；分别用高纯氮气充气-抽气至少3次；分别在冰盐浴条件下反应至少30min后，将反应液混合，用高纯氮气充气-抽气至少3次，继续在冰盐浴条件下反应至少30min后；然后向产物混合液体系中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐，再自然冷却到室温反应过夜；以tlc板检测反应完全，停止反应，依次用饱和碳酸氢钠溶液和质量百分比不低于10wt.％的硫酸氢钾溶液洗涤至少3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤蒸发溶剂；经柱色谱提纯得到中间产物et-(pro)
n-boc，其结构式为：
其中：n＝1～4，p＝1～4，x为oet或ome，树枝化烷氧醚基元包括但不限于三臂、四臂或六臂；b.亚胺亲核进攻dasa受体过程：将在所述步骤a中制备的et-(pro)
n-boc溶于干燥的dcm中，在冰盐浴条件下加入盐酸的乙酸乙酯溶液，在不高于-15℃下反应至少12h；以tlc板检测反应完全，停止反应，旋蒸旋去乙酸乙酯后，滴加饱和碳酸氢钠溶液至没有气泡产生，再加入质量百分比浓度不低于10wt.％的氢氧化钠溶液，调节混合液的ph至10，冻干除去水分，往所得固体中加入dcm充分溶解，加入无水硫酸镁干燥，过滤后旋干溶剂，将所得产物溶解到干燥的四氢呋喃溶液中，加入dasa受体，溶液立即变为深紫色；在干燥氮气氛围，在不低于40℃下反应过夜，待反应完全后旋干溶剂，经柱色谱提纯得到目标产物et-(pro)
n-dasa。其结构式为：其中：n＝1～4，p＝1～4，x为oet或ome，树枝化烷氧醚基元包括但不限于三臂、四臂或六臂。6.根据权利要求5所述温敏双亲树枝化多肽的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，boc-(pro)
4-oh、1-羟基苯并三唑、树枝化烷氧醚基元、二异丙基乙胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐的摩尔比为1：1：2：4：4。7.根据权利要求5所述温敏双亲树枝化多肽的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，所述脯氨酸序列四肽和lioh
·
h2o的摩尔比1：1。8.根据权利要求5所述温敏双亲树枝化多肽的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，所述树枝化烷氧醚基元为树枝化烷氧醚苄氨。9.根据权利要求5所述温敏双亲树枝化多肽的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，利用et-(pro)
4-boc制备的产物、dasa受体的摩尔比为1：2。
技术总结本发明公开了一类温敏双亲树枝化多肽的制备方法，双亲树枝化多肽能实现可见光调控手性组装，该双亲树枝化多肽的结构式为：其中：n＝1～4，P＝1～4，X为OEt或OMe，树枝化烷氧醚基元包括但不限于三臂、四臂或六臂。本发明双亲树枝化多肽展现出合适的亲疏水性平衡，在水环境中实现有效的超分子组装，树枝化烷氧醚基元赋予组装体以特征的温敏行为。其调控过程具有可见光激活、转变可逆及生物友好的特点，因而在生物医药、手性检测、手性光学及手性催化等领域具有潜在应用价值。潜在应用价值。潜在应用价值。
技术研发人员：张阿方 陈佳钡 柒善彬 梅文莉 李洋 李文
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/11/1
