中文名:叠氮化聚乙二醇-马来酰亚胺(分子量 5000)
英文名:N3-PEG5000-Mal (Azide–PEG5000–Maleimide)
反应条件:
N3-PEG5000-Mal 是一种双功能化聚乙二醇(PEG)衍生物,一端为叠氮基(–N₃),另一端为马来酰亚胺(–Mal),分子量约 5000 Da。其结构特点赋予其高度的化学反应活性,可在温和条件下实现双端偶联:马来酰亚胺端选择性与巯基(–SH)形成稳定的硫醚键,而叠氮端可通过点击化学(CuAAC 或 SPAAC)与炔基(–C≡C)偶联,实现生物分子或纳米材料的双功能化。
马来酰亚胺端的反应条件通常要求温和的中性或弱碱性环境(pH 6.5–7.5),以保持马来酰亚胺的活性并避免水解。反应温度一般控制在室温至 37℃,反应时间通常为 1–4 小时,具体取决于巯基化合物浓度和反应体系的溶剂条件。水溶液体系中可使用 PBS 或其他生物缓冲液,而有机溶剂如 DMF 或 DMSO 亦可用于溶解疏水或难溶的巯基底物。由于马来酰亚胺对强酸或强碱敏感,应避免极端 pH 条件。
叠氮端的点击反应条件依反应类型而异:Cu(I)-催化的叠氮-炔烃环加成(CuAAC)在水相或有机/水混合溶液中进行,可使用 CuSO₄ 与还原剂(如抗坏血酸)产生 Cu(I) 活性中心,温度通常为室温至 50℃,反应时间为数小时至过夜。对于铜自由 SPAAC 反应,可在室温下直接与环炔(cyclooctyne)反应,无需催化剂,反应快速且温和,适合敏感生物分子体系。
溶剂选择对反应效率至关重要。马来酰亚胺端可在水、PBS 或少量有机溶剂(DMSO、DMF)中反应,但高比例有机溶剂可能影响蛋白质结构。叠氮端点击反应通常耐水溶液,可通过缓冲调节和温度控制实现高转化率。为了避免马来酰亚胺水解或叠氮氧化,反应一般在避光、低温或惰性气氛条件下进行。
反应后,常通过透析、凝胶过滤或柱层析去除未反应的 PEG、底物及金属离子,以获得高纯度的双功能化产物。产物的表征可通过核磁共振(¹H NMR)确认 PEG 链结构和端基存在,红外光谱(FT-IR)验证叠氮峰(~2100 cm⁻¹)及马来酰亚胺峰(~1690–1700 cm⁻¹),质谱(MALDI-TOF MS)可测定分子量。
总体而言,N3-PEG5000-Mal 的反应条件需兼顾两个活性端的化学性质:马来酰亚胺端在温和中性条件下与巯基偶联,叠氮端可在水相或有机/水混合体系下通过点击化学反应进行偶联。这种温和、可控的反应条件保证了双功能 PEG 在生物体系和纳米材料修饰中的高效应用。





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