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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

如今，胶黏剂广泛用于日常生活和生产，科学家也对各种胶黏剂进行了多方面的改性交联等研究。而随着对贻贝足蛋白的粘附性能的研究发现，尽管这类蛋白有很多种，但它们都有着一个共同的特点——都含有非常丰富的3,4-二羟基苯丙氨酸（dopa，多巴），而足蛋白的粘附功能又主要来源于多巴的邻苯二酚基团，所以现在很多研究工作的核心就是通过接枝、共聚等方法，将含有邻苯二酚基团的分子接入大分子长链中，以模拟足蛋白来发现新的优质胶黏剂。同时也有研究表明，在贻贝足蛋白中，除了多巴之外，还含有很多带正电荷的赖氨酸，而多巴与赖氨酸的正电荷之间存在着协同性吸附的效果，使足蛋白的粘附性大大增强。本课题便是基于这些研究设计了制备聚丙烯酰二肽lys-dopa高分子聚合物的方案，希望能够获得性能较好的新型高分子胶黏剂，为生物医学应用等方面做出贡献。

国内外研究现状

目前，在海洋生物粘附行为中，人们对贻贝的粘附组成以及粘附机理研究的较为深入。受贻贝超强的水下粘附能力的启发，模仿贻贝粘附行为，已经开发出多种多样的仿生粘合材料。人们已经明确了邻笨二酚基团在贻贝粘附过程中的重要作用，相继合成了一系列的含有邻苯二酚基团的仿贻贝胶黏剂。其应用已渗入到农、林、牧、园艺、沙漠防治、医疗卫生、生物医药、建筑、石油化工、日用化工、食品、电子和环保等各个领域,并仍在向更广阔的应用领域拓展。

从我国胶粘剂市场看，缺乏环保型、高品质和高性能的特种胶粘剂产品。石化类胶粘剂胶合性能达标，但污染环境；生物质胶粘剂的研究又只限于实验室阶段，且胶合强度较低、耐水性较差。探索高技术含量、高附加值和高性能的胶粘剂新产品迫在眉睫。 因此，海洋粘附蛋白的耐水性能及良好的生物降解性、生物相容性和无毒性，激发了一系列仿贻贝粘附胶粘剂的研究工作。随着海洋粘附机理研究工作的深入与普及，针对生物质胶粘剂领域的耐水性及胶接强度等难题有望得到彻底解决。而从贻贝中直接提取和基因工程的方法获得的天然粘附蛋白成本较高，不具备实际应用的可行性。目前，受贻贝粘附机理的启发，研究人员试图通过模拟粘附蛋白结构这一突破点，解决目前生物质胶粘剂耐水性较差、胶合强度较低等难题。近年来，贻贝粘附蛋白的仿生研究主要基于形成dopa结构或儿茶酚功能基团的线性或支链聚合物来模拟海洋贻贝粘附。以仿贻贝粘附蛋白聚合物为平台，借助于天然生物质本身结构特性，充分利用儿茶酚的氧化还原特性及醌类结构与有机基团（氨基/巯基）的反应能力，开辟出一系列新型生物质仿贻贝胶粘剂。

2. 研究的基本内容

本课题的目标二肽是Lys-Dopa序列。由于多巴的邻苯二酚基团容易被空气氧化，为了保证合成反应的顺利进行，首先将两个羟基形成缩酮进行保护。但是在实际操作的过程中，为避免多巴的α-氨基及羧基干扰酚羟基的保护反应，又要先分别将羧基转化成甲酯以及将氨基用9-芴甲氧羰基（Fmoc）保护起来，随后，再用2,2-二甲氧基丙烷与多巴的邻苯二酚反应形成环状缩酮。然后，在碱性条件下将多巴上保护α-氨基脱的Fmoc基团脱去后可以使衍生的多巴H-Dopa(ac)-OMe与赖氨酸Fmoc-Lys(Boc)-OH进行偶合制备二肽Fmoc-Lys(Boc)- Dopa(ac)-OMe，最后再将Fmoc移除，释放氨基后引入2-甲基丙烯酰基就可得到可供聚合的单体MA-Lys(Boc)-Dopa(ac)-OMe。当得到2-甲基丙烯酰胺衍生的单体MA-Lys(Boc)-Dopa(ac)-OMe后，即可进行聚合反应的尝试，我们拟按照不同比例将MA-Lys(Boc)-Dopa(ac)-OMe与丙烯酰胺、二丙烯酰胺混合后进行聚合，得到不同类型的高分子，然后在酸性条件下除去酸敏感基团暴露多巴和赖氨酸残基的侧链活性基团。最后，我们将系统研究这些高聚物的粘附性能。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本实验大致可分为九步反应，每一步反应之后使用柱层析法、萃取法等分离提纯产物，并用核磁检测记录数据。拟在2019年3月15日之前熟练制备出足够的第三步产物，即Fmoc-Dopa(ac)-OMe，以供后续实验的使用，在4月10日之前合成出MA-Lys(Boc)-Dopa(ac)-OMe,并开始进行聚合的尝试，收集数据记录笔记总结，于四月底完成毕业论文的初稿。

预期效果：能够按照步骤合成出最后的高分子聚合物pMA-Lys(Boc)-Dopa(ac)-OMe，并进一步在酸性条件下释放Boc与缩酮等酸敏感保护基团最终得到pMA-Lys-Dopa-OMe以供黏性实验的使用。

4. 参考文献

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