大孔胺基树脂在固相合成中的应用研究进展

＊孙强 高锡才 陈利 郑彦慧

（天津南开和成科技有限公司 天津 300270）

大孔胺基树脂在固相合成中的应用研究进展

＊孙强 高锡才 陈利 郑彦慧

（天津南开和成科技有限公司 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。大孔胺基树脂在固相合成中主要作为聚合物载体来使用，由于其本身具有多孔性结构和高的交联度的特点，使大孔胺基树脂具有高的机械性能和大的比表面积，在多种溶剂中具有很好的相容性，在固相合成中具有广泛的应用。本文主要对大孔胺基树脂在固相合成中的应用研究进展展开分析。

大孔胺基树脂；固相合成；应用研究进展

1.前言

肽的合成一直以来都是有机合成工作中的难点，上世纪六十年代，Merrifield提出了在高分子载体上通过高分子反应来合成肽的固相合成法，给有机合成领域提供了一个新的研究方向。固相合成方法具有快速、简便以及产率高的特点，在有机合成中得到了广泛的应用，目前应用该种方法以及合成出寡糖、寡核苷酸以及多肽等生物大分子。固态合成法成为生理学、化学以及生物学等学科不可或缺的研究手段，在有机合成中占有至关重要的地位。

2.大孔树脂概念

大孔树脂是一种聚合物吸附剂，对有机物具有浓缩分离的作用，是有聚合单体与分散剂、交联剂、致孔剂等聚合反应而成，形成的聚合物中有各种各样大大小小的孔穴，且孔径比较大。目前普遍使用的大孔树脂为聚苯乙烯类树脂，但这种树脂的交联度比较低，机械强度相对比较大，而且溶胀性比较强，在固相合成过程中需要消耗的量大，因此，现在研究的热点放在了功能基化的大孔树脂上。胺基修饰的大孔树脂具有很强的极性，能够增强树脂对极性物质的吸附能力。下面分别对大孔树脂进行伯胺基团、仲胺基团以及叔胺基团的修饰工作，并以活性艳蓝染料的吸附为标准判断大孔胺基树脂的吸附能力。

3.NDA-1800的伯胺、仲胺以及叔胺化修饰

用NDA-1800作为反应母体，溶胀剂为氯甲醚，以氧化锌作为催化剂，进行氯甲基化反应，抽滤提纯烘干之后得到氯甲基化的NDA-1800树脂。将三氯甲烷作为溶胀剂，将50%的六次甲基四胺水溶液分六次加入，每次间隔一小时，然后加入40%的氢氧化钠溶液调节PH至11，在室温下反应十二个小时，然后加入1:3的浓盐酸乙醇溶液树脂上的六次甲基四胺基团伯胺树脂分解，去甲缩醛溶液作为该过程的溶胀剂，然后滴加25%的一甲胺水溶液，同样的用氢氧化钠水溶液调节PH至12，在四十五摄氏度下反应十个小时，得到仲胺化大孔吸附树脂，即NDA-1802，将甲缩醛溶液作为溶胀剂并滴加二甲胺水溶液，用氢氧化钠溶液调节PH至12，在四十五摄氏度下反应十个小时，得到叔胺化吸附树脂。

4.树脂的表征工作

利用表面积测定仪来自动测定树脂的孔径分布和比表面积，用酸碱滴定法来测定树脂中的残余氯含量和氯含量，然后用溴化钾和树脂粉末压片的红外光谱法在测定树脂的红外光谱，从而可以分析树脂中的主要元素。用酸碱滴定法来确定吸附树脂的交换容量。通过静态平衡条件下的不同分子大小的溴氨酸、苯酚以及活性艳蓝的吸附能力来研究含不同胺基的树脂的吸附性能。

5.实验结果与讨论

(1)树脂结构特征。根据红外光谱图我们可以看出，经过三种胺基修饰之后的树脂在672波数处出现了一个很微弱的氯甲基峰，在1040波数和1118波数处出现了氮氧的伸缩振动峰，在3443波数处出现了氮氢的伸缩振动峰，这些都说明了在树脂上连接进了三种胺基基团。

(2)树脂的吸附性能。在五十摄氏度中，以未能修饰的树脂作为对照，考察修饰了三种胺基基团之后的树脂对苯酚、溴氨酸以及活性艳蓝的吸附性能。

从苯酚的树脂吸附性能我们可以看出，未修饰的树脂的吸附容量要大于修饰伯胺基团的树脂，修饰伯胺基团的树脂与修饰仲胺基团的树脂的吸附能力相当，修饰伯胺和仲胺基团的树脂的吸附能力要微大于修饰叔胺基团的苯酚。这是由于树脂和苯酚之间主要是通过分子轨道的共轭作用和偶极-偶极相互作用来进行吸附的，没有发生交换作用，所以树脂的表面积对吸收能力的影响比较大，而胺基基团的作用不会很大。胺基修饰之后的三种树脂的吸附能力相对于未修饰的树脂来说有明显的降低，而三种胺基修饰树脂的比表面积都类似，树脂的吸附容量差异不大，说明胺基修饰树脂并不能提高大孔树脂对苯酚的吸附能力。

上述四种树脂对溴氨酸的吸附能力由大到小的顺序依次是伯胺修饰的树脂、叔胺修饰的树脂、未修饰的树脂、仲胺修饰的树脂。其中伯胺修饰的树脂的吸附能力与叔胺修饰的树脂的吸附能力的差别不大。在这组试验中，伯胺和叔胺修饰的树脂的吸附能力都有明显的提高，这是因为在胺基修饰之后树脂的极性会有很大的增强，树脂和吸附介质之间的偶极和偶极间的相互作用增强，同时离子交换作用也有明显的提高，其次，树脂的孔径分布会有一定程度的降低，有利于对分子大小适当的溴氨酸分子的修复。经过仲胺基团修饰的树脂，吸附能力有了明显的下降，这是因为孔径的分布过于增大，使得树脂的比表面积减少造成吸附能力的下降。

上述四种树脂对活性艳蓝的吸附能力由大到小的顺序依次为仲胺基团修饰的树脂、叔胺基团修饰的树脂、伯胺基团修饰的树脂以及未修饰的树脂。其中伯胺、仲胺以及叔胺基团修饰的树脂的吸附能力有了很大的提高。伯胺和叔胺的吸附能力相当，这是由于树脂的极性官能团之间的偶极和偶极的相互作用以及离子交换作用造成吸附能力的增加。在对活性艳蓝的吸收能力评价中，可以看出仲胺树脂的吸附容量最大，这是由于经过仲胺基团修饰过的树脂不仅在极性上有了明显的提高，而且树脂的孔径也会增加，适合对于大分子的活性艳蓝的吸收。

(3)结论。从上述实验过程和测试中我们可以看出，经过胺基基团修饰过后的树脂，其比表面积都有相应程度的降低，其中伯胺和叔胺基团修饰的树脂的孔径变小，而叔胺树脂孔径却会有明显增大。

从吸附实验中我们可以看出，经过胺基化处理的树脂对苯酚的吸附能力都有一定程度的降低，这是因为极性对苯酚的吸附作用不强，而胺基化会使得树脂的比表面积减少，从而吸附能力降低。伯胺树脂和叔胺树脂对溴氨酸的吸附能力相对于未修饰的树脂来说有了明显的提高，而仲胺基团修饰的树脂的吸附能力会有所降低，这是因为分子间离子交换和偶极-偶极相互作用的原因，而且伯胺树脂和叔胺树脂还有相对合适的较小的控制，仲胺树脂的孔径却有所增加。经过胺基化处理的树脂相对于活性艳蓝的吸附努力都有很大的提高，这是因为经过胺基化处理的树脂来说极性会有很大的提高，适合于对同样具有极性的活性艳蓝分子的吸附。仲胺树脂对活性艳蓝的吸附能力最强，这是因为虽然其比表面积会有一定的减少，但是分子的孔径却会增加，对同样是大分子物质的艳蓝的吸附能力更强，同样的其控制分布也更为合理适宜。

6.结束语

综上所述，我们通过对不同胺基化处理的大孔树脂的性能和特点进行详细的分析，指出了胺基化处理对树脂吸附能力影响的具体表现，同时根据当前胺基树脂的发展情况通过实验方法例证了不同胺基修饰导致不同吸附能力的原因，并得出了相关的实验结论。希望能够通过以上的工作，给大孔胺基树脂的研究工作提供一定的参考，让读者了解在不同的条件和不同的分子情况中，不同胺基树脂吸附分子能力的影响因素，并能够从固态反应的角度，了解固态反应的优越性和科学性，从而促进固态反应的进一步发展。

[1]余颖,庄源益等．离子交换与吸附[J]．2000,16(5):432．

[2]YjY,ZhuangYY等,第7届海峡两岸环境保护学术研讨会论文集[J]．武汉:武汉大学出版社,200t,p553．

[3]8ikeKarcher,AnjaKornmulleret a1．DyesandPigments[J],2001,(51): 111-125．

[4]何炳林黄文强主编,离子交换与吸附树脂[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

孙强（1972～），男，天津南开和成科技有限公司；研究方向：高分子化学。

(责任编辑 李田田)

郑彦慧（1967～），女，天津南开和成科技有限公司；研究方向：高分子材料。