甲氧基聚乙二醇叠氮在生物医学、材料科学等领域备受关注,其独特结构赋予了优良性能。它由甲氧基聚乙二醇(mPEG)与叠氮基团相连构成,mPEG 具备良好的生物相容性与水溶性,能降低immunity原性、延长药物在体内的循环时间;叠氮基团则拥有高反应活性,为点击化学反应提供了可能。
图为:甲氧基聚乙二醇叠氮结构式
在合成 mPEG-N3 时,常见方法是先获取末端带羟基的 mPEG(mPEG-OH),这是起始原料。接着,将 mPEG-OH 与对甲苯磺酰氯(TsCl)在合适条件下反应,比如以二氯甲烷为溶剂,在特定温度(约 60-80℃)及合适的 mPEG-OH 与 TsCl 摩尔比(如 1:1.2)下,生成活性中间体 mPEG-OTs。之后,让 mPEG-OTs 与叠氮化钠(NaN₃)发生取代反应,在适宜的溶剂(像 N,N-二甲基甲酰胺)中,于一定温度(如 100℃)、无氧环境下搅拌过夜,过滤除去不溶物,经后处理便可得到目标产物 mPEG-N3。
图为:mPEG结构式
在点击化学反应中,mPEG-N3 发挥着关键作用。它能与含炔基的分子在一价铜催化下发生 Huisgen 环加成反应(CuAAC),生成稳定的 1,2,3-三唑环结构。此反应高效、选择性好,且反应条件温和。在生物医学方面,利用该反应可将 mPEG-N3 与含炔基的药物分子相连,构建药物递送系统,让药物包裹在 PEG 亲水环境中,延长药物体内循环时间,提升生物利用度;在生物成像领域,mPEG-N3 修饰荧光探针或磁性纳米粒子后,与含炔基的靶向分子结合,能够实现对特定细胞或组织的准确靶向成像。在材料科学中,通过 mPEG-N3 参与的点击反应,可对材料表面进行修饰,改善纳米材料的稳定性与分散性,拓展其在催化、传感等领域的应用。