新型“点击-自降解”基元反应及其在可控拓扑结构触发式串联全降解聚合物设计合成中的应用

基本信息
批准号:21774112
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:刘固寰
学科分类:
依托单位:中国科学技术大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王程,姚陈志,史声宇,裴斌,闻志鹏,吴瀚森,李磊
关键词:
链式缩聚"点击自降解"反应触发式自降解聚合物环状聚合物复杂拓扑结构
结项摘要

For conventional synthetic strategies of self-immolative molecules, especially for polymers, there always exist major concerns such as insufficient modular design, tedious synthesis, and inefficient coupling. To solve the above issues, in this proposal we focus on the design and synthesis of novel self-immolative polymers (SIPs) with complex architectures by means of “Click-to-Self-Immolate” reactions and their functional applications as drug delivery nanocarriers and “nano-patterned” surfaces. By utilizing conventional “Click” reactions such as 1,5-Click reactions, Sulfur(VI) Fluoride Exchange (SuFEx) reactions, and Suzuki Coupling reactions and optimizing appropriate building units, we are committed to screen novel “Click” reactions that can efficiently construct “clicked conjugates” possessing unique self-immolative feature, which are termed as “Click-to-Self-Immolate” reactions. Based on “Click-to-Self-Immolate” reactions, we attempt to design and synthesize SIPs with a series of chain topological structures, such as block, linear-hyperbranched block, miktoarm star, brush, and macrocyclic copolymers. Specifically, we plan to elucidate the effect of chain topological structures on the depolymerization rates and sensitivities of self-assemblies formed by SIPs in solution or bulk. “Living”/controlled polymerization will be integrated with “Click-to-Self-Immolate” reactions to implement chain-growth Suzuki polycondensation with the formation of self-immolative homopolymers and block copolymers with narrow molecular weight distributions. Furthermore, assemblies and microphase separation systems fabricated from well-defined SIPs will be applied as drug delivery nanocarriers and “nano-patterned” surfaces for clinical diagnosis and detection. The accomplishment of the above proposed research contents is expected to enrich the topological structures and categories of self-immolative polymers, as well as to provide an important reference for the construction of next-generation smart nanocarriers and sensitive detection and diagnostic systems.

针对传统自降解分子合成策略模块化合成困难、偶合效率低下的局限性,本申请项目聚焦于“点击-自降解”反应的创新设计与复杂拓扑自降解高分子的合成应用,并拓展它们在本体微相分离材料与药物输运载体的功能应用。采用经典的1,5-点击反应、硫酰氟介导的交换反应、Suzuki反应等“点击”反应,优化构筑基元,筛选产物具有自降解特征的“点击”反应,即“点击-自降解”反应;基于“点击-自降解”反应设计合成涵盖了嵌段、线型-超支化嵌段、杂臂星型、刷状、环状等多种拓扑结构的全可降解自降解聚合物,阐明拓扑结构对本体/溶液组装体解聚速率与响应灵敏性的影响;整合“点击-自降解”反应创制可控链式缩聚,制备结构规整的自降解均聚物与嵌段共聚物,结构规整的自降解聚合物形成的组装体/本体相分离体系将用于药物纳米载体与纳米图案化检测诊断表面。该项目的实施将丰富触发式自降解高分子的拓扑结构与类别,为设计新一代智能纳米载体提供参考。

项目摘要

本项目聚焦于“点击-自降解”反应 (“Click-to-Self-Immonation” Reaction ) 的创新设计、研制与应用拓展,主要研究内容如下: (1) 筛选出了三种“点击-自降解”反应(包括:铜催化炔基叠氮加成反应、氨基-硫内脂反应和亚胺反应),根据实验结果优化了反应条件,获得自降解速率可调的基元; (2) 基于此,利用“点击-自降解”反应构建了多种结构的聚合物,并考察这些聚合物外界环境调控的自降解速率(比如不同pH值、GSH浓度以及酶含量); (3) 基于这些响应性的聚合物材料构建实现了多种功能,比如:抗体-药物缀合物、仿生的局部化学振荡以及监控聚合物材料在细胞中所处的环境。通过对以上三个方面深入系统地开展研究,丰富了自降解聚合物的类别与设计策略,促进触发式自降解聚合物这一类新型响应性高分子的发展,并推动引领新一代功能本体材料、 纳米载体和智能灵敏检测体系的构建。该项目的研究结果在国际重要学术期刊上发表 6篇论文,其中在顶级期刊Nature Communication上发表论文1篇。申请了中国发明专利2项,PCT专利1项(WO/2018/205286) 以及美国专利1项 (US11129909B2)。培养具有自主创新和独立科研能力的博士生2名,硕士生7名。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:
3

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

DOI:10.11999/JEIT210095
发表时间:2021
4

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
5

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

DOI:10.3969/j.issn.1674-0858.2020.04.30
发表时间:2020

刘固寰的其他基金

批准号:21504087
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

超支化触发式自降解聚合物的设计合成与功能构筑

批准号:21504087
批准年份:2015
负责人:刘固寰
学科分类:B0109
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

碘诱导的串联环化反应研究及其在天然产物全合成中的应用

批准号:21462035
批准年份:2014
负责人:赵连彪
学科分类:B0108
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
3

金催化的串联环化反应及其在活性天然产物全合成中的应用

批准号:21172009
批准年份:2011
负责人:李闯创
学科分类:B0703
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

可控自由基反应合成线型可降解聚合物

批准号:21074002
批准年份:2010
负责人:李子臣
学科分类:B0109
资助金额:38.00
项目类别:面上项目