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大連理工大學(xué)鄭楠課題組 Angew:多組分聚合制備二氧化硫前體聚合物
2025-01-10  來源:高分子科技

  磺;酆衔镆蚱洫(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)被廣泛關(guān)注,其中,磺胺具有潛在釋放SO2并實(shí)現(xiàn)氣體治療的優(yōu)勢(shì)。然而,目前大部分SO2前體聚合物依賴于細(xì)胞內(nèi)差異化的GSH含量,且磺胺類分子結(jié)構(gòu)也存在一定的局限性,因此,開發(fā)簡(jiǎn)單高效制備能可控釋放SO2的磺;酆衔锏姆椒ň哂兄匾囊饬x。


  近日,大連理工大學(xué)化工學(xué)院鄭楠課題組在前期銅催化多組分聚合的研究基礎(chǔ)上,開發(fā)了一類以聯(lián)吡咯C(sp2)為碳基親核試劑的多組分聚合反應(yīng),通過與磺;B氮和端炔單體的組合,高效地制備了一類分子量高,產(chǎn)率高,結(jié)構(gòu)多樣的聯(lián)吡咯-磺酰亞胺類聚合物,并通過聚合后修飾策略將聯(lián)吡咯片段修飾為經(jīng)典的BODIPY類熒光分子,同時(shí)將磺酰亞胺還原為磺胺結(jié)構(gòu),最終得到BODIPY-磺胺聚合物。BODIPY基團(tuán)具有被超聲激活并產(chǎn)生多類活性氧(ROS)的能力。聚合物被超聲激發(fā)后,產(chǎn)生的羥基自由基被證實(shí)能夠誘導(dǎo)其中的磺胺基團(tuán)發(fā)生S-N鍵斷裂,進(jìn)而釋放SO2氣體,同時(shí)伴隨胺類化合物和苯酚衍生物的生成(1)


1 聯(lián)吡咯、磺酰疊氮以及二炔多組分聚合方法的設(shè)計(jì)用于制備聯(lián)吡咯-磺酰亞胺聚合物和BODIPY-磺胺聚合物。BODIPY-磺胺聚合物在超聲刺激下釋放二氧化硫的特征以及聲動(dòng)力-氣體聯(lián)合抗腫瘤治療應(yīng)用


  基于BODIPY-磺胺聚合物在超聲激活下能夠釋放SO2ROS的優(yōu)勢(shì),作者進(jìn)一步通過底物設(shè)計(jì)和聚合物結(jié)構(gòu)修飾,制備了可用于體內(nèi)遞送的水溶性可降解的BODIPY-磺胺聚合物納米粒子。體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其在多種細(xì)胞內(nèi)能夠響應(yīng)超聲刺激,可控釋放SO2ROS,并產(chǎn)生增強(qiáng)的細(xì)胞毒性。體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了其相較于單一釋放SO2或單一釋放ROS的體系,具有更優(yōu)異的聲動(dòng)力聯(lián)合氣體治療腫瘤效果。


  從聚合方法層面,這項(xiàng)工作打破了傳統(tǒng)銅催化多組分聚合中多采用氮或氧等雜原子作為親核試劑的限制,成功開發(fā)了以碳為親核試劑的多組分聚合,拓展了該類反應(yīng)的適用性。從產(chǎn)物應(yīng)用方面,由于該工作選取的碳基親核試劑為聯(lián)吡咯結(jié)構(gòu),因此所制備的聚合物含有獨(dú)特的聯(lián)吡咯和磺酰亞胺結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)能夠分別被轉(zhuǎn)化為具有超聲響應(yīng)功能的BODIPY和具有SO2釋放潛力的磺胺,最終決定了該類聚合物能夠成功實(shí)現(xiàn)超聲激活的ROSSO2釋放,進(jìn)而產(chǎn)生聯(lián)合的聲動(dòng)力治療和氣體治療抗腫瘤效果。


  該工作以“Multicomponent Polymerization toward Poly(BODIPY-sulfonamide)s as Unique SO2 Generators for Sonodynamic and Gas Combination Therapy”為題發(fā)表在《Angew. Chem., Int. Ed.》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202422362)。文章第一作者是大連理工大學(xué)博士劉澍鑫博士,通訊作者為香港中文大學(xué)Dennis Ng和大連理工大學(xué)鄭楠,該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。


  原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202422362

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