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3-甲基丙烯酰胺苯硼酸:性质与实验室应用

3-Methacrylamidophenylboronic Acid (contains varying amounts of Anhydride) 是一种双功能乙烯基单体,兼具可聚合甲基丙烯酰胺基团和苯硼酸基团,可被引入刺激响应聚合物和水凝胶中,选择性结合葡萄糖等含顺式二醇的分子。

化学类别
甲基丙烯酰胺官能化芳基硼酸单体
关键官能团
苯硼酸(–B(OH)₂)和甲基丙烯酰胺(–NHC(O)C(CH₃)=CH₂)
酸酐含量
含不定量相应硼氧杂环/酸酐形式;按原样使用时不影响聚合实用性
主要应用领域
基于硼酸的生物传感器、刺激响应水凝胶、亲和色谱材料、葡萄糖传感系统
聚合方法兼容性
兼容自由基聚合(FRP)及RAFT、ATRP等受控自由基聚合技术
阿拉丁货号
M335158

化学特性与结构

3-甲基丙烯酰胺苯硼酸(含不定量酸酐),阿拉丁货号M335158,是一种芳基硼酸单体,其甲基丙烯酰胺乙烯基团位于苯硼酸骨架的间位。该分子具有两种化学上各自独立且实用的官能团:(1)能与1,2-和1,3-顺式二醇基团发生可逆共价酯化的硼酸头基;(2)在标准条件下可高效进行自由基聚合的甲基丙烯酰胺尾基。

含不定量酸酐是指芳基硼酸在浓缩或干燥时,部分自缩合形成环状硼氧烷(硼酸酐)三聚体的趋势。该平衡在质子溶剂或水性缓冲液中溶解后可完全逆转,酸酐组分不会影响该化合物作为可聚合单体或二醇结合配体的性能。

间位取代模式十分重要:该位置使硼酸基团在接近生理pH时能采取四面体阴离子硼酸酯形式(间取代苯硼酸单体的pKa通常报道在8–9范围内),与未取代苯硼酸相比,在较低pH值下的适用性更强。

合成与聚合行为

3-甲基丙烯酰胺苯硼酸的甲基丙烯酰胺双键可顺利参与自由基链增长聚合。它可与多种乙烯基共聚单体均聚或共聚,包括丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)及带电单体,从而制备具有定制亲水性、电荷和力学性能的材料。

受控自由基聚合技术(如可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合和原子转移自由基聚合(ATRP))均与该单体兼容,可合成结构明确的嵌段共聚物和窄分散度均聚物。使用RAFT时,建议选择对甲基丙烯酰胺类单体具有适当反应活性的链转移剂(CTA),如三硫代碳酸酯基CTA。

聚合的关键实操注意事项:硼酸基团对标准水性和有机聚合介质具有耐受性;但在合成过程中应避免强碱性条件,以防止硼酸酯的过早水解或不良副反应。自由基引发前对单体溶液脱氧是标准操作。储备液最好在二甲基亚砜(DMSO)或稀水性碱液中配制。

研究应用

葡萄糖和糖类传感:硼酸基团与糖类(葡萄糖、果糖、半乳糖)顺式二醇基团之间的可逆共价相互作用,是大量传感器和诊断研究的基础。含有该单体的聚合物可制成光学传感器、电化学生物传感器或水凝胶致动器,其体积、荧光或电性能随分析物浓度成比例变化。

刺激响应水凝胶:将3-甲基丙烯酰胺苯硼酸与NIPAAm或其他热响应单体共聚,可制得对温度和糖浓度均响应的双重响应凝胶。此类材料正被积极研究用于可控药物释放,尤其是高血糖触发的胰岛素递送系统。

亲和分离与色谱:通过自由基共聚将硼酸配体固定于色谱载体,可提供可重复使用的亲和树脂,用于糖蛋白、RNA、儿茶酚胺和核糖核苷的选择性捕获。甲基丙烯酰胺单体是将硼酸锚定于聚丙烯酰胺珠、整体柱或膜基底的便捷手段。

分子印迹聚合物(MIPs):该单体常作为以含糖模板为靶标的MIP方案中的功能单体,利用其可逆的二醇结合化学进行模板预组织和选择性再结合。

操作、储存与安全注意事项

储存:将该化合物储存于阴凉、干燥、避光、防潮的环境中。硼酸可吸收空气中的水分,加速酸酐形成;因此,建议在惰性气氛(氩气或氮气)下密封容器,并在适当条件下使用干燥剂。有关官方储存温度建议,请参阅产品专用安全数据表(SDS)。

操作:使用标准实验室个人防护装备(PPE):丁腈手套、护目镜和实验服。产生粉尘或气溶胶的操作应在通风橱中进行。与许多精细化学试剂一样,避免摄入、吸入及接触皮肤或眼睛。

溶解建议:该化合物可溶于DMSO、DMF等极性非质子溶剂,以及稀水性碱液(pH 8–10)。在中性pH下水溶性可能有限;超声或温和加热有助于溶解。先在少量DMSO中预溶,再稀释至水性缓冲液,是生物测定制备的实用方法。

稳定性:甲基丙烯酰胺双键易发生偶发性自由基聚合;该化合物可能随附自由基抑制剂。如聚合前需去除抑制剂,请联系阿拉丁科学技术支持确认抑制剂含量。

订购信息与规格

3-甲基丙烯酰胺苯硼酸(含不定量酸酐)可通过阿拉丁科学货号M335158购买。该产品与Santa Cruz Biotechnology编号sc-289181交叉对照,便于已熟悉该目录来源的研究人员直接替换。

有关纯度规格、可用包装规格、当前价格及分析证书(CoA)文件,请访问阿拉丁科学M335158产品页面或联系我们的技术销售团队。可根据要求提供大批量和定制包装。

需要分析证书、SDS或NMR/HPLC表征数据的研究人员,可通过阿拉丁科学客户服务门户提交申请。批次专属文件有助于确保实验的重现性,并在适用情况下支持监管申报。

常见问题

'含不定量酸酐'对我的实验意味着什么?

酸酐(硼氧烷)形式是硼酸的可逆脱水产物。溶于水性缓冲液或质子溶剂后,硼氧烷平衡向游离硼酸方向移动,因此功能单体含量实际保持不变。该说明不影响该化合物在聚合或二醇结合测定中的使用。

哪些聚合方法与该单体兼容?

3-甲基丙烯酰胺苯硼酸与常规自由基聚合及RAFT、ATRP等受控自由基方法兼容。对于RAFT,建议针对甲基丙烯酰胺类单体使用三硫代碳酸酯类链转移剂。在启动任何聚合前,应遵循标准脱氧和抑制剂去除规程。

该化合物可用于葡萄糖传感水凝胶配方吗?

是的。苯硼酸基团可与葡萄糖等糖类的顺式二醇基团可逆形成硼酸酯,使该单体成为葡萄糖响应水凝胶的成熟构建模块。它通常与丙烯酰胺或N-异丙基丙烯酰胺共聚,制备根据糖浓度改变溶胀行为的凝胶。

如何为水性应用溶解3-甲基丙烯酰胺苯硼酸?

将化合物在少量DMSO中预溶,然后稀释至目标水性缓冲液(建议pH 8–10以提高硼酸溶解性)。或者,直接溶于稀氢氧化钠溶液,完全溶解后调节pH。超声或温和加热有助于溶解。

M335158是Santa Cruz sc-289181的直接替代品吗?

是的。阿拉丁科学货号M335158与Santa Cruz Biotechnology目录编号sc-289181交叉对照,代表同一化合物:3-甲基丙烯酰胺苯硼酸(含不定量酸酐)。更换供应商的研究人员应索取分析证书并比较纯度数据,以确保实验一致性。

参考文献

  1. Hall, D. G. (Ed.) Boronic Acids: Preparation and Applications in Organic Synthesis, Medicine and Materials, 2nd ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2011.
  2. Yan, J.; Springsteen, G.; Deeter, S.; Wang, B. The relationship among pKa, pH, and binding constants in the interactions between boronic acids and diols. Tetrahedron 2004, 60, 11205–11209. doi:10.1016/j.tet.2004.08.051
  3. Matsumoto, A.; Miyahara, Y. 'Boronic acid' as a strategic motif for development of synthetic receptor. Bioelectrochemistry 2013, 94, 57–62. doi:10.1016/j.bioelechem.2013.06.004

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《3-甲基丙烯酰胺苯硼酸:性质与实验室应用》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月27日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/3-methacrylamidophenylboronic-acid-properties-and-lab-uses.html
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