华东理工大学材料科学与工程学院教授刘润辉课题组以双三甲基硅基胺基锂（LiHMDS）为引发剂，实现水分耐受、快速N-羧基环内酸酐（NCA）开环聚合，并建立了标准化的NCA耐水快速开环聚合的方法。该聚合方法不仅显著提升了多肽聚合物的合成效率，还有望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。相关研究发表于《自然—协议》。
多肽聚合物因其在蛋白质/多肽模拟、抗菌、药物与基因递送以及组织工程等领域的广泛应用而备受关注。NCA开环聚合是合成多肽聚合物的经典方法，但存在对水分敏感、聚合速率较慢且难以制备高分子量的多肽聚合物等问题，制约了多肽聚合物的应用和发展。
研究团队系统描述了NCA耐水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、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。
LiHMDS引发的NCA聚合方法摆脱了手套箱和超干溶剂的限制，可以在敞口容器中进行，且能够在几分钟（短链聚合）到几小时内（长链聚合）实现NCA快速开环聚合，最终获得具有可控二级结构、链长可调的多肽聚合物。值得一提的是，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。
NCA敞口快速开环聚合制备多肽聚合物的方法。图片由研究团队提供
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41596-024-01062-3