新型手性氨基酸修饰导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩)的制备及应用

The selective recognition and determination of chiral drug molecules are very important. Introduction of chiral amino acids side chains to the conducting polymer can form a chiral helical structure and recognize chiral compounds, but this has rarely been reported worldwide. This project is designed to synthesize 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) monomers that contain chiral amino acids side chains, prepare chiral amino acids modified novel chiral conducting poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) via chemical or electrochemical polymerization, and then explore the determinative effects of chiral drugs on the polymer modified electrode as electrochemical sensors. In the project, the influence of different chiral amino acid substitutions, structures of monomers, conditions and methods of polymerization on the structures, configurations and properties of polymers will be systematically studied. In addition, the chemical or electrochemical polymerization process of the chiral amino acids modified PEDOT will be explored, and the chiral drugs' electrochemical determination method will be established. The project is likely to be the first one to integrate the high conductivity, excellent oxidation activity and environmental stability of PEDOT with the optical activity, good biocompatibility of chiral amino acids to synthesize chiral amino acids modified conducting PEDOT and analyze chiral drugs, which will be critical in the development and application of chiral conducting polymer.

手性药物分子的选择性识别和检测非常重要，导电高分子中引入手性氨基酸侧链可形成手性螺旋结构，对手性化合物具有识别作用，但这方面国内外报道甚少。本项目拟合成含手性氨基酸侧链的3,4-乙撑二氧噻吩（EDOT）单体，然后经化学或电化学聚合制备手性氨基酸修饰的新型手性导电聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT），并利用聚合物对电极的良好附着性，探索其修饰电极作为电化学传感器对手性药物的检测效果。系统研究不同手性氨基酸取代、单体结构、聚合条件和方法等对聚合物的结构、构型和性能的影响规律，掌握手性氨基酸修饰PEDOT的化学或电化学聚合工艺，建立手性药物的电化学检测方法。本项目把PEDOT的高电导率、优良氧化还原活性和环境稳定性等性能与手性氨基酸的旋光性、良好生物兼容性等性质结合起来，制备手性氨基酸修饰的导电PEDOT，并将其应用于手性药物的分析检测，对手性导电高分子的发展及应用研究具有重要意义。

绝大多数药物具有手性。手性化合物的对映异构体在结构上相似，物理性质（如溶解度、熔点、沸点等）也基本相同，但对生物体而言，许多手性化合物的对映异构体具有不同生物活性，在药理、毒性等方面往往存在着差别，甚至具有相反的药效。所以，选择性地识别和检测手性药物分子的手性非常重要。电分析方法具有灵敏高、仪器简单、操作简便、快速、在线和实时监测等优点，受到越来越多的关注。.本项目主要完成了含L-丙氨酸、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-/D-蛋氨酸、L-脯氨酸等手性氨基酸侧链3,4-乙撑二氧噻吩（EDOT）单体的合成，采用化学和电化学聚合方法制备了手性氨基酸修饰导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩)（PEDOT），并对其结构与性能进行了表征；研究了聚合条件与性能间的关系，制备出了具有良好导电性能及电致变色性能的手性氨基酸修饰导电PEDOTs；将得到的手性PEDOTs用于修饰电极制备了电化学传感器，对手性药物抗坏血酸、L-多巴等进行了识别和检测，并推测了手性电化学传感器对手性药物的识别机理。另外，根据项目研究的进展情况，合成了单手性中心EDOT衍生物，并对其聚合和手性识别性能进行了研究。除此之外，还对含羧基和氨基官能团的EDOT单体及其衍生物的化学和电化学聚合及性能进行了一系列研究。.项目研究掌握了不同手性氨基酸取代基团、单体结构、聚合条件和方法等对聚合物的结构、构型和性能的影响规律，建立了手性氨基酸修饰PEDOTs的电化学聚合方法；掌握了聚合物结构、构型、缓冲液、pH值、电极、扫描速率等对手性药物检测结果的影响规律，并建立了对多巴、抗坏血酸等手性药物的电化学分析检测方法，实现了对手性药物的手性识别应用。该研究对手性导电高分子的发展及应用研究具有重要意义。