PEG的修饰作用

蛋白质PEG修饰技术概述

聚乙二醇具有较广的分子量分布，随着平均分子量的不同，性

质也产生差异，当分子量小于1000Da时，聚乙二醇是无色无臭粘稠

的液体，高分子量的聚乙二醇则是蜡状白色固体，固体聚乙二醇的

熔点正比于分子量，逐渐接近67℃的极限。毒性随分子量的增加而

减少，小于400Da的 PEG在体内会经乙醇脱氢酶降解成有毒的代谢

物，而分子量大于1000 Da的PEG经过多年应用于食品业、化妆品

业和制药业证明没有毒性。

聚乙二醇分子中含有大量乙氧基，能够与水形成氢键，因而具

有良好的水溶性，同时又可溶于除乙醚、己烷、乙二醇以外的大部

分有机溶剂。大多数蛋白质经聚乙二醇修饰后，除保留或增加其水

溶性外，还可以获得在一些有机溶剂中的溶解性。在蛋白质溶液中，

聚乙二醇无论是处于游离还是结合形式，即使浓度很高，对蛋白质

分子都没有副作用。聚乙二醇修饰的蛋白质一般构象不会改变，其

结合物的生物学活性主要由结合物的蛋白质部分产生。

聚乙二醇具有免疫学惰性，即使分子量高达5.9×106Da，本身

的免疫原性也很低。临床上使用聚乙二醇修饰蛋白治疗未发现抗聚

乙二醇抗体产生。

在20种构成蛋白质的常见氨基酸中，只有具有极性的氨基酸残

基的侧链基团才能够进行化学修饰。常用的反应氨基酸包括赖氨酸、

半胱氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸，N-端氨基和C-端羧基。这些氨基酸残基上的反应性基团多

呈亲核性，其亲核活性通常按下列顺序依次递减：巯基>氨基>氨基>

羧基(羧酸盐)>羟基。根据化学修饰剂与蛋白质之间反应性质的不

同，修饰反应主要分为酰化反应、烷基化反应、氧化还原反应、芳

香环取代反应等类型，对蛋白质进行氨基、巯基和羧基等侧链基团

进行化学修饰。巯基通常存在于蛋白质的二硫键和活性位点上，而

羧基如果不与蛋白质上的氨基发生分子间或分子内中和反应，也很

难活化。因此，蛋白质或多肽分子最容易与修饰剂发生作用的位点

是分子表面赖氨酸残基上的氨基。

PEG的修饰作用

PEG（聚乙二醇）是一种化学物质，具有多种修饰作用。PEG可以降低表面能和粘度，提高润湿性和分散性，改善药物的稳定性和生物活性。以下是PEG的主要修饰作用的详细介绍。

1.调节分子量及分散度：PEG是一种聚合物，其分子量可以通过聚合反应控制，从而调节其物理化学性质。较高的分子量PEG具有较高的粘度和分散度，可以在高浓度下保持稳定的胶体系统。而较低分子量的PEG则更容易溶解于水中，有利于药物的溶解和稳定。

2.改善药物的稳定性：PEG可以包裹住药物分子，形成一层保护壳，防止药物分子的氧化、臭氧化和光解等反应。PEG还可以与药物分子之间形成氢键或范德华力，增强药物分子的稳定性。此外，PEG还可以减少药物分子与环境中水分子或其他药物分子的接触，降低药物的降解速率。

3.增强药物的生物利用度：PEG可以改善药物的生物利用度，即药物被机体吸收和利用的程度。PEG可以增加药物在溶液中的溶解度，提高药物在胃肠道中的溶解速度和扩散速率，从而提高药物的吸收效率。PEG还可以作为胶束形成剂，将药物包裹在胶束内，提高药物在胃肠道中的稳定性和生物利用度。

4.改善药物的血液相容性：PEG具有良好的生物相容性和血液相容性，可以降低药物与血液成分之间的相互作用，减少血栓形成、蛋白吸附和免疫反应等不良反应。通过修饰药物表面，PEG可以使药物在体内更长时间循环，并降低药物的毒性和副作用。

5.改善药物的组织相容性：PEG可以修饰药物分子的表面电荷、极性和亲水性，使药物与组织细胞及体液之间发生一定的相互作用。PEG修饰后的药物可以减少组织器官对药物的排斥反应，提高药物在特定组织内的停留时间和渗透能力，从而提高药效。

6.提高药物的目标性：PEG可以与其它生物活性分子（如抗体、蛋白质或配体）结合，形成PEG-抗体或PEG-配体复合物。这些复合物可以作为药物送达系统，将药物与靶组织或靶细胞结合，减少药物在体内的分布和代谢，增强药物对靶标的选择性和效力。

2018年05

月化工教研奋乃静的PEG化学修饰及表征刘旭阳杨智迟彩霞董艳萍（绥化学院，黑龙江绥化152061）摘要：奋乃静，又名羟哌氯丙嗪。是经典的吩噻嗪类抗精神病药物，药理与氯丙嗪相似。抗精神病作用主要与其阻断与情绪思维的中脑边缘系统及中脑皮层通路的多巴胺受体有关。临床上主要用于治疗各种精神类疾病；对幻想、焦虑、紧张、激动等症状疗效较好，并用于治疗恶心、呕吐等症状，或添加小剂量配合其他药物治疗。由于目前奋乃静制剂副作用案例较多，影响其临床应用范围，故尝试对奋乃静进行PEG修饰，降低奋乃静的毒副作用。本文主要为PEG修饰奋乃静的合成方法及表征。关键词：奋乃静；聚乙二醇；修饰奋乃静，又名羟哌氯丙嗪，几乎不溶于水，易溶解在甲醇、乙醇、三氯甲烷中。是经典的吩噻嗪类抗精神病药物。奋乃静是精神类药物，药理与氯丙嗪相似。临床上主要用于治疗各种精神类疾病；对幻想、焦虑等症状疗效好，并用于治疗恶心、呕吐等症状[1]。PEG修饰接枝物是通过化学键将聚乙二醇和药物进行合成，经过PEG修饰的药物，比原料药物水溶性好，能够有效的增加药物的生物利用度，药物在注射部位的残留也明显降低，药物安全性大大提高。PEG化药物能够明显的延长药物的半衰期，给药频率可达数周一次，具备长效缓释效果[2-4]]。本文用化学方法合成奋乃静的PEG接枝物，用红外色谱、核磁共振对PEG化奋乃静进行表征。1仪器与试剂傅里叶红外光谱仪（美国）；核磁共振波谱仪（瑞士）。奋乃静为市售原料药，其他试剂为分析纯。2药物合成方法与步骤2.1奋乃静丁二酸单酯的合成将3.0g奋乃静用250mL三口烧瓶溶解在20mL丙酮中，并滴加三乙胺3mL。用小烧杯将丁二酸酐1.0g溶解在10mL丙酮中，并倒入恒压滴液漏斗。并将丁二酸酐丙酮溶液以每秒一滴的速度滴入烧瓶，在60℃水浴条件下搅拌，冷凝回流8h。2.2奋乃静丁二酸单酯酰氯的合成先将干燥的奋乃静丁二酸单酯溶解在无水二氯甲烷中，滴加3mL三乙胺，将1.2mL二氯亚砜置于恒压滴液漏斗中，从恒压漏斗中以每秒一滴的速度滴入烧瓶，回流6h，尾气用干燥氧化钙吸收。2.3聚乙二醇接枝奋乃静丁二酸单酯酰氯接枝物（聚乙二醇奋乃静接枝物）的合成将上一步产物溶解在无水三氯甲烷中，并滴加10mL三乙胺。将聚乙二醇600030g溶解在100mL三氯甲烷中，置于恒压滴液漏斗中，将聚乙二醇的三氯甲烷溶液，滴入冰浴的烧瓶中，滴加完毕后，再将水浴温度上升至70℃回流8h，得到橙黄色胶体溶液。向滤液中加入等体积的热水，萃取，用薄层色谱跟踪，分离出三氯甲烷层。多萃取几次，得到橙黄色胶体，产率为84.6%。3PEG修饰奋乃静接枝物的表征3.1聚乙二醇奋乃静接枝物的红外检测IR(KBr,cm-1):1753.84cm-1(C=O).聚乙二醇奋乃静接枝物的红外光谱如图1所示，通过FT-IR法对聚乙二醇奋乃静接枝物的分子结构进行验证，在1753.84cm-1出现的吸收峰是酯基中羰基的特征吸收峰，说明聚乙二醇和奋乃静以酯键相连，接枝成功。图1聚乙二醇奋乃静接枝物的红外谱图Figure1Infraredspectrumofpolyethyleneglycol6000graftedPerphenazinesuccinicacidmonoester3.2聚乙二醇奋乃静接枝物的核磁共振波谱检测奋乃静聚乙二醇接枝物的1HNMR谱图和13CNMR谱图1HNMR(400MHz,CDCl3)：如图2所示。其中，化学位移2.72处为羰基的峰，说明奋乃静分子与聚乙二醇以酯键连接成功。13CNMR(100MHz,CDCl3)：如图3所示。其中，化学位移167.56ppm处为酯键特征峰，说明奋乃静分子与聚乙二醇以酯键连接成功。图2聚乙二醇奋乃静接枝物的1HNMR图Figure21HNMRspectrumofpolyethyleneglycolgraftedperphenazine12018年05

PEG在橡胶中起到的作用

聚乙二醇（PEG）是一种高分子化合物，常用于橡胶制品中以增强其性能和改善加工性能。PEG在橡胶中的作用可以总结为以下几个方面：

1.增强抗拉强度：PEG可以作为交联剂，与橡胶中的聚合物链发生化学反应，形成交联结构，提高橡胶的抗拉强度和弹性模量。交联剂的添加可以形成三维网络结构，增加橡胶的交联点密度，从而增强其机械性能。

2.改善耐热性：PEG具有很高的熔点和热稳定性，在橡胶中添加PEG可以提高橡胶的耐热性。PEG的高熔点可以增加橡胶的熔点，防止其在高温下软化或熔化，从而提高橡胶的耐高温性能。同时，PEG在高温下也可以起到润滑剂的作用，减少橡胶在加工过程中的粘度和摩擦阻力，提高橡胶的流动性和加工性能。

3.改善耐寒性：PEG在橡胶中添加可以降低橡胶的玻璃转化温度（Tg），即使在低温下也能保持较好的弹性和柔韧性。PEG溶解于水中的能力使其能够吸收水分，形成水结晶，从而形成包裹在橡胶分子链上的水层，防止橡胶在低温下发生脆化。

4.改善加工性能：PEG的添加可以改善橡胶的加工性能，使其更易于成型和加工。PEG的低分子量使其具有很好的可塑性和可变形性，可以与橡胶中的聚合物链形成物理交联，增加橡胶的可变形性和延展性。同时，PEG的润滑性能可以减少橡胶的内摩擦力，降低橡胶在加工过程中的黏滞性和硬度，提高橡胶的可加工性。

5.提高耐磨性：PEG可以降低橡胶的摩擦系数，减少橡胶与固体表面之间的摩擦损耗，从而提高橡胶的耐磨性。PEG在橡胶中形成的润滑膜可以降低橡胶与摩擦表面之间的接触面积和摩擦力，从而减少橡胶的磨损和磨耗。

综上所述，PEG在橡胶中起到了增强抗拉强度、改善耐热性、改善耐冷性、改善加工性能和提高耐磨性等作用。通过加入适量的PEG，可以改善橡胶制品的性能，提高其使用寿命和工作效率。