华东理工大学材料科学与工程学院教授刘润辉课题组系统描述了N-羧基环内酸酐（NCA）敞口快速开环聚合制备多肽聚合物的标准合成方法，涵盖单体合成及纯化、双三甲基硅基胺基锂（LiHMDS）引发的聚合过程、末端官能团修饰、聚合动力学分析以及聚合物亚基分布测定等方法。10月8日，相关研究发表于《自然—实验室指南》。
多肽聚合物广泛应用于蛋白质/多肽模拟、抗菌、药物与基因递送、组织工程等领域，是一类重要的生物材料。NCA开环聚合是合成多肽聚合物的经典方法，传统NCA聚合通常对水分敏感、聚合速率较慢且难以制备高分子量的多肽聚合物。
研究团队前期建立了LiHMDS引发的水分耐受快速NCA开环聚合方法。该方法不受手套箱和超干溶剂限制，可以在敞口容器中顺利进行，能在几分钟（短链长）到几小时内（长链长）实现NCA快速开环聚合，获得具有可控二级结构、链长可调和窄分子量分布的多肽聚合物。
作为一种常规商业试剂，LiHMDS引发剂展示了广泛的底物适用性，目前已成功用于包括糖侧链和大位阻取代基在内的23种NCA单体的聚合。该聚合体系具有独特的机制，即通过氨基甲酸根阴离子作为反应中心，实现协同脱羧链增长反应。
NCA敞口快速开环聚合制备多肽聚合物的方法。图片来源于《自然—实验室指南》
研究团队表示，LiHMDS引发的NCA开环聚合方法极大提高了多肽聚合物的合成效率，可帮助非合成背景研究人员便捷地制备多肽聚合物，有望成为该类聚合物的标准合成方法，并推动多肽聚合物在生物医药、组织工程及材料科学等多个领域的创新应用与发展。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41596-024-01062-3