专利名称：氯硅烷聚乙二醇衍生物及其合成方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面改性化合物，特别涉及一类改性固体表面，抑制生物分子在固体表面上吸附的化合物，及其合成方法和用途。
本发明的另一目的是提供一种所述氯硅烷聚乙二醇衍生物的合成方法。
本发明的再一目的是提供一种所述氯硅烷聚乙二醇衍生物在固体表面改性的应用。
本发明提供一类氯硅烷聚乙二醇衍生物，具有下列分子式I
式中m是5-20之间的任意整数；n是3-50之间的任意整数；
X是通过酯键保护的羧基；R1和R2包括Cl或甲基。
按照本发明所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物，优选R1和R2都为基团Cl。
氯硅烷聚乙二醇衍生物中的氯硅烷部分易与固体表面上的羟基反应生成硅氧键，从而把该化合物共价地固定在固体表面上。聚乙二醇分子的亲水性、柔性和电中性能够有效抑制蛋白质分子在固体基片表面的物理吸附。聚乙二醇的聚合度n可根据需要做改变，n值越大，抑制蛋白质分子在固体表面上吸附的效果越好。通过酯键保护的羧基可以通过脱保护反应生成羧基，再通过氨偶联的方法共价结合生物分子。
本发明还涉及一种用于制备所述氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，该方法包括(1)缩合反应1)NaOH溶液与H(OCH2CH2)nOH混合，摩尔比为1∶5-1∶10，搅拌，在70℃-150℃下油浴30～50分钟，以回流氮气作为保护气体；2)在上述反应体系中加入溴代烯碳烷，与H(OCH2CH2)nOH的摩尔比为1∶2～10，搅拌，70℃-150℃下油浴16～24小时；3)用常规工艺纯化产物；(2)取代反应1)将步骤(1)的纯化产物溶于醇类有机溶剂中，20℃-100℃下搅拌混匀；2)在上述体系中加入溴-X试剂，反应2～4小时；3)纯化产物；(3)加成反应1)把步骤(2)的纯化产物溶于醇类有机溶液，再加入2-4当量的氯氢硅和光引发剂，回流氮气作为保护气体，反应体系置于365nm紫外下经硬质玻璃过滤照射4-6小时；2)用常规工艺纯化产物。
其中m是5-20之间的任意整数；
n是3-50之间的任意整数；X是通过酯键保护的羧基；R1和R2包括Cl或甲基。
所述的制备氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，步骤(2)中的醇类有机溶剂优选为叔丁醇；步骤(2)的1)中，产物溶解时还可加入助溶剂，该助溶剂优选为叔丁醇钾；步骤(3)中的光引发剂优选为安息香二甲醚。
另外，本发明还涉及所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物在固体表面改性的应用。
本发明的优点在于被改性的固体表面不仅能够抑制蛋白质分子的吸附，而且可以共价固定所需的生物分子，因此这类氯硅烷聚乙二醇衍生物在生物医学领域的材料科学上将会有广泛应用前景，如固相免疫检测用的基片表面改性、生物材料(特别是植入生物体的材料)表面改性、蛋白质纯化用器具表面改性等方面。
具体实施方式
实施例1 Cl3Si(CH2)11(OCH2CH2)4O CH2COOCH2CH3的合成合成步骤步骤1合成CH2＝CH(CH2)9(OCH2CH2)4OH1)将0.34ml 50％NaOH与3.2g H(OCH2CH2)4OH混合，电磁搅拌，100℃油浴40分钟，以回流氮气作为保护气体；2)在上述反应体系中加入1.0g11-溴-1-烯-十一碳烷，电磁搅拌，100℃油浴18小时；3)反应物冷却后，用正己烷萃取6次，合并萃取液；4)减压旋转蒸发浓缩萃取液，得黄色油状物，内含单醚和双醚；5)纯化产物；步骤2合成CH2＝CH(CH2)9(OCH2CH2)4O CH2COOCH2CH31)将步骤1产物和叔丁醇钾溶于叔丁醇中，40℃下电磁搅拌10分钟；2)在上述体系中加入溴乙酸乙酯，反应4小时；3)纯化产物。
步骤3合成Cl3Si(CH2)11(OCH2CH2)4O CH2COOCH2CH31)在200mmol步骤2产物溶液(溶于甲醇)中加入2当量的三氯氢硅和5mg的安息香二甲醚，回流氮气作为保护气体，反应体系置于365nm紫外下经硬质玻璃过滤照射4小时；2)旋转蒸发浓缩反应产物，以少量乙酸乙酯溶解，滤出白色不溶沉淀；
3)蒸馏纯化产物；实施例2 Cl2CH3Si(CH2)5(OCH2CH2)3O CH2COOCH2CH3的合成步骤1合成CH2＝CH(CH2)3(OCH2CH2)6OH1)34ml 50％NaOH与3g H(OCH2CH2)3OH混合，电磁搅拌，80℃油浴50分钟，以回流氮气作为保护气体；2)在上述反应体系中加入1.0g 5-溴-1-烯-五碳烷，电磁搅拌，80℃油浴24小时；3)反应物冷却后，用正己烷萃取6次，合并萃取液；4)减压旋转蒸发浓缩萃取液，得黄色油状物，内含单醚和双醚；5)硅胶色谱纯化产物；步骤2合成CH2＝CH(CH2)3(OCH2CH2)3O CH2COOCH2CH31)将步骤1产物和叔丁醇钾溶于叔丁醇中，40℃下电磁搅拌10分钟；2)在上述体系中加入溴乙酸乙酯，反应6小时；3)纯化产物；步骤3合成Cl3CH3Si(CH2)5(OCH2CH2)3O CH2COOCH2CH31)在300mmol步骤2产物溶液(溶于甲醇)中加入3当量的甲基氯氢硅和10mg的安息香二甲醚，回流氮气作为保护气体，反应体系置于365mn紫外下经硬质玻璃过滤照射5小时；2)旋转蒸发浓缩反应产物，以少量乙酸乙酯溶解，滤出白色不溶沉淀；3)蒸馏纯化产物；实施例3 Cl2(CH3)2Si(CH2)20(OCH2CH2)50O CH2CH2CH2COOCH2CH3的合成步骤1合成CH2＝CH(CH2)18(OCH2CH2)50OH1)34ml 50％NaOH与10g H(OCH2CH2)3OH混合，电磁搅拌，150℃油浴50分钟，以回流氮气作为保护气体；2)在上述反应体系中加入1.0g 20-溴-1-烯-二十碳烷，电磁搅拌，150℃油浴24小时；3)反应物冷却后，用正己烷萃取6次，合并萃取液；4)减压旋转蒸发浓缩萃取液，得黄色油状物，内含单醚和双醚；5)硅胶色谱纯化产物；步骤2合成CH2＝CH(CH2)18(OCH2CH2)50OCH2CH2CH2CO OCH2CH31)将步骤1产物和叔丁醇钾溶于叔丁醇中，40℃下电磁搅拌10分钟；
2)在上述体系中加入溴丁酸乙酯，反应6小时；3)纯化产物；步骤3合成Cl3(CH3)2Si(CH2)20(OCH2CH2)50OCH2CH2CH2CO OCH2CH31)在300mmol步骤2产物溶液(溶于甲醇)中加入3当量的二甲基氯氢硅和10mg的安息香二甲醚，回流氮气作为保护气体，反应体系置于365nm紫外下经硬质玻璃过滤照射6小时；2)旋转蒸发浓缩反应产物，以少量乙酸乙酯溶解，滤出白色不溶沉淀；3)蒸馏纯化产物；
权利要求
1.一类氯硅烷聚乙二醇衍生物，具有下列分子式I
式中m是5-20之间的任意整数；n是3-50之间的任意整数；X是通过酯键保护的羧基；R1和R2包括Cl或甲基。
2.按权利要求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包括同时都是Cl。
3.一种制备权利要求1所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，包括如下步骤(1)缩合反应其反应式如下1)NaOH溶液与H(OCH2CH2)nOH混合，摩尔比为1∶5-1∶10，搅拌，在70℃-150℃下油浴30～50分钟，以回流氮气作为保护气体；2)在上述反应体系中加入溴代烯碳烷，与H(OCH2CH2)nOH的摩尔比为1∶2-1∶10，搅拌，在70℃-150℃下油浴16～24小时；3)用常规工艺纯化产物；(2)取代反应其反应式如下1)将步骤(1)的纯化产物溶于醇类有机溶剂中，在20℃-100℃下搅拌混匀；2)在上述取代反应1)中的体系里加入Br-X试剂，反应2～4小时；3)用常规工艺纯化产物；(3)加成反应其反应式如下1)把步骤(2)的纯化产物溶于醇类有机溶剂，再加入2-4当量的氯氢硅和光引发剂，回流氮气作为保护气体，反应体系置于365nm紫外下经硬质玻璃过滤照射4-6小时；2)用常规工艺纯化产物；其中m是5-20之间的任意整数；n是3-50之间的任意整数；X是通过酯键保护的羧基；R1和R2包括Cl或甲基。
4.按权利要求3所述的制备氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，其特征在于步骤(2)中的醇类有机溶剂为叔丁醇。
5.按权利要求3所述的制备氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，其特征在于步骤(2)的1)中，产物溶解时还可加入助溶剂。
6.按权利要求5所述的制备氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，其特征在于助溶剂为叔丁醇钾。
7.按权利要求3所述的制备氯硅烷聚乙二醇衍生物的方法，其特征在于步骤(3)中的光引发剂为安息香二甲醚。
8.一种如权利要求1所述的氯硅烷聚乙二醇衍生物的用途，其特征在于，它可以用于生物医学领域的材料表面的改性。
9.按权利要求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为固相免疫检测用的基片表面、生物材料表面和蛋白质纯化用器具表面的改性材料。
全文摘要
本发明涉及一种固体表面改性化合物的氯硅烷聚乙二醇衍生物及其制备方法和用途，该衍生物具有下列分子式I式中m是5－20之间的任意整数；n是3－50之间的任意整数；X是通过酯键保护的羧基；R1和R2选自Cl或甲基。该衍生物通过缩合、取代和加成反应的方法制备的；它能共价固定所需的生物分子，并能抑制蛋白质分子在固体表面的吸附。适于在生物医学领域的材料科学上的应用。
文档编号G01N33/545GK1464000SQ0212135
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者王战会, 靳刚 申请人:中国科学院力学研究所