用分子印迹聚合物保护官能团进行定向有机化学反应的研究

分子印迹聚合物能构筑与模板分子形状、大小、电荷分布具有互补性的空穴，因而它具有选择性识别靶分子的功能。本课题将利用分子印迹聚合物保护官能团进行有机化学反应。当反应物的某一活性官能团在化学反应中需要保护时，我们选择与该有机化合物结构类似，并仅含有需保护的官能团而不含有需要进行反应的官能团这部分结构的有机分子作为模板，利用表面印迹技术，合成分子印迹聚合物。反应物分子将被吸附在分子印迹聚合物表面进行有机化学反应。由于特异性选择印迹，需保护的官能团被分子印迹聚合物定向吸附而得到屏蔽，从而在化学反应过程中被保护。研究结果将创建一种新的、非共价的官能团保护方法，而此方法比常规的化学保护方法简便得多，对涉及相关的有机合成的各个研究和生产领域具有重要的意义。

近年来，具有良好稳定性和高度特异识别性的分子印迹聚合物愈加受到了人们的青睐。然而，印迹聚合物在有机化学反应中的应用与发展并不尽如人意。在本项目中，我们选用β-雌二醇作为研究对象，分别以β-雌二醇的部分结构2-甲基环戊醇和5,6,7,8-四氢-2-萘酚为模板，合成分子印迹聚合物。在β-雌二醇与二苯基次磷酰氯的反应中，用合成的分子印迹聚合物分别对β-雌二醇C17和C3上的羟基进行保护，取得了良好的保护效果。以2-甲基环戊醇为模板制备的分子印迹聚合物保护β-雌二醇C17上的羟基时，3-磷酸酯产物的比例高达100%。当使用以5,6,7,8-四氢-2-萘酚为模板制备的分子印迹聚合物保护β-雌二醇C3上的羟基时, 17-磷酸酯产物的比例高达98.2%。此外，我们也把该方法应用到具有实用价值的化合物即柚皮素的糖基化反应中。以与柚皮素具有相似结构的1,3-二丙烯酸苯酯为模板制备分子印迹聚合物，聚合物对柚皮素的吸附量高达69.5%，并被用于保护柚皮素C5和C7上的羟基，C4′上的羟基与2,3,4,6-四-O-乙酰基-b-D-吡喃葡萄糖进行糖基化反应。. 为了提高分子印迹聚合物对具有重要生理意义的天然蛋白的识别特异性和吸附量，我们以纳米硅球为载体，以高分子量克隆蛋白质BiP为模板，通过表面印迹法合成聚合层厚度为15纳米的核壳型纳米粒子，该分子印迹聚合物将内质网体提取物中的BiP富集了116倍，并且印迹聚合物对BiP的实际吸附量达到了5.4 µg/g，远高于以大孔树脂为载体制备的分子印迹微球。此外，为了探索印迹聚合物纳米粒子对低分子量天然蛋白的识别和吸附能力，我们以尺寸更小的硅球为载体，合成聚合层厚度仅为4纳米的印迹聚合物，其对细胞提取液中CyP18的富集倍数达到129倍，吸附量达到20.6 µg/g。纳米载体和辅助单体的同时使用，不仅可增强印迹聚合物对目标蛋白质的特异性识别能力，而且也大大提高了印迹聚合物对目标蛋白质的吸附量，这种印迹聚合物纳米粒子有望应用于蛋白质分析和纯化领域。.