Amino-PEG3-amine（NH?-PEG3-NH?）介紹詳情

閱讀：324 發布時間：2026-4-22

Amino-PEG3-amine 是一種雙端氨基修飾的三聚乙二醇衍生物，化學名為 1,11 - 二氨基 - 3,6,9 - 三氧雜十一烷（1,11-Diamino-3,6,9-trioxaundecane），屬于小分子雙功能 PEG 鏈接劑（bis-PEG3-amine）。其核心優勢在于兩端高活性氨基與中等長度 PEG 間隔臂的組合，兼具良好水溶性、生物相容性與靈活的反應性，是生物偶聯、藥物遞送與材料表面功能化的關鍵工具分子。

一、基本信息與結構特征

項目	核心詳情
中文名稱	氨基 - 三聚乙二醇 - 氨基，雙氨基三聚乙二醇
英文名稱	Amino-PEG3-amine, Bis-PEG3-amine, 1,11-Diamino-3,6,9-trioxaundecane
常用簡稱	NH?-PEG3-NH?, H?N-PEG3-NH?
CAS 號	929-75-9
分子式	C?H??N?O?
分子量	192.26 Da
化學結構	H?N-CH?CH?-O-CH?CH?-O-CH?CH?-O-CH?CH?-NH?（三氧雜十一烷雙端氨基）
純度	常見 95%、98%（HPLC/GC）
外觀	無色至淡黃色透明液體或低熔點固體（熔點約 25-30℃）
溶解性	易溶于水、甲醇、乙醇、DMF、DMSO 等極性溶劑，微溶于氯仿等非極性溶劑

結構核心特點：

雙端氨基：兩端均為伯氨基（-NH?），提供對稱的雙功能反應位點，可實現分子交聯或雙向修飾
三聚乙二醇間隔臂：三個乙二醇單元（-(O-CH?CH?)?-）提供約1.2 nm的分子長度，兼顧靈活性與水溶性，降低空間位阻影響
醚鍵骨架：氧原子均勻分布，賦予分子良好的柔韌性、生物相容性與抗蛋白吸附性能
對稱結構：兩端反應活性一致，便于精確控制修飾比例與位點

二、物理化學性質

性質	具體表現	應用價值
親水性	強親水性，logP≈-1.8，可顯著改善修飾分子的水溶性	提高疏水性藥物的生物利用度，減少團聚
反應活性	伯氨基 pKa≈9.5，在 pH 7-9 條件下可與多種活性基團反應	生物偶聯反應的理想 pH 區間，避免蛋白質變性
穩定性	對熱穩定（分解溫度 > 200℃），對空氣與水分穩定，不易氧化	常溫儲存與常規實驗操作的穩定性保障
毒性	低毒性，PEG 鏈段具有良好生物相容性	生物醫藥領域應用的安全性基礎
氫鍵能力	氨基可形成氫鍵，增強分子間相互作用	用于材料表面改性，提高潤濕性與附著力

三、合成方法（主流路線）

Amino-PEG3-amine 的合成以三聚乙二醇為原料，通過雙端氨基化反應制備，核心步驟如下：

1. 標準合成路線（兩步法）

步驟	核心操作	關鍵參數
雙端活化	三聚乙二醇與對甲苯磺酰氯（TsCl）在堿性條件（如吡啶）下反應，生成雙對甲苯磺酸酯（PEG3-OTs?）	反應溫度 0-5℃，TsCl 過量 1.2 倍，反應時間 12-24 h
氨基化	PEG3-OTs?與濃氨水反應，將磺酸酯基轉化為氨基	高壓反應釜（10-15 atm），100-120℃，反應 24-48 h
純化	減壓蒸餾、柱層析（硅膠，甲醇 / 二氯甲烷）或重結晶，去除雜質	目標產物純度可達 98% 以上

2. 替代合成策略

方法	優勢	適用場景
疊氮化 - 還原法	反應條件溫和，副反應少，適合批量制備	工業生產，提高產率（可達 70-80%）
Gabriel 合成法	避免使用高壓設備，氨基化選擇性高	實驗室小規模合成，高純度需求
氨解環氧乙烷衍生物	原料易得，步驟簡潔	基礎研究，快速合成

四、反應活性與功能化策略

雙端氨基是 Amino-PEG3-amine 的核心反應位點，可與多種官能團發生高效反應，實現雙向功能化：

反應類型	靶標官能團	常用試劑 / 條件	應用場景
酰胺化反應	羧基（-COOH）	EDC/NHS 活化，pH 6.5-8.0	蛋白質 / 多肽偶聯，藥物分子修飾
與 NHS 酯反應	活化酯（-COO-NHS）	室溫，pH 7.2-8.5	ADC 藥物合成，抗體 - 藥物偶聯
還原胺化	醛基（-CHO）/ 酮基（-CO-）	NaBH?CN 或 NaBH (OAc)?，pH 4.5-5.5	糖蛋白修飾，表面功能化
與異氰酸酯反應	異氰酸酯（-NCO）	無水條件，室溫	聚氨酯材料合成，交聯劑應用
與環氧化物反應	環氧基	堿性條件，加熱（50-80℃）	表面涂層改性，高分子材料功能化
金屬配位	金屬離子（如 Cu2?、Ni2?）	中性 pH，室溫	金屬納米顆粒表面修飾，催化應用

功能化設計要點：

等摩爾反應：控制反應物比例為 1:1，可實現單端修飾，保留另一端氨基用于后續反應
交聯應用：與雙羧基化合物反應，形成 PEG 交聯網絡，用于水凝膠制備
表面修飾：通過一端氨基固定于材料表面，另一端氨基用于生物分子偶聯，構建生物傳感器

五、主要應用領域

1. 生物醫藥領域（核心應用）

抗體 - 藥物偶聯物（ADC）合成：作為雙功能鏈接劑，連接抗體與細胞毒性藥物，提供合適的空間間隔，優化藥物釋放動力學與靶向性
蛋白質 / 多肽修飾：改善生物分子的水溶性、穩定性與體內半衰期，降低免疫原性
藥物遞送系統：修飾脂質體、納米顆粒等載體表面，提高生物相容性與血液循環時間，實現長循環與靶向遞送
PROTAC 分子設計：作為連接子（Linker），連接靶蛋白配體與 E3 泛素連接酶配體，調控蛋白質降解

2. 材料科學與表面工程

生物材料表面改性：修飾醫用植入物（如支架、導管）表面，賦予抗血栓、抗細菌黏附與細胞相容性
水凝膠制備：作為交聯劑，與雙羧基聚合物（如透明質酸、海藻酸鈉）反應，制備生物相容性水凝膠，用于組織工程支架
納米材料功能化：修飾量子點、金納米顆粒等表面，提高水溶性與生物相容性，用于生物成像與傳感
高分子材料改性：引入 PEG 鏈段，改善聚合物的親水性、柔韌性與加工性能

3. 分析化學與生物技術

生物傳感器構建：固定抗體、酶等生物識別元件于傳感器表面，提高檢測靈敏度與特異性
固相合成載體：作為間隔臂連接固相載體與活性基團，減少空間位阻，提高合成效率
毛細管電泳涂層：修飾毛細管內壁，減少蛋白質吸附，改善分離效率

六、儲存與使用注意事項

儲存條件

密封、干燥、陰涼處（2-8℃）保存，避免潮濕與高溫（>40℃）
長期儲存建議 - 20℃冷凍，充氮氣保護
避免強光直射，防止氨基氧化

使用建議

溶解時優先選擇無水極性溶劑（如無水 DMF、DMSO），防止水分影響氨基反應活性
反應體系需控制 pH 值：酰胺化與 NHS 酯反應建議 pH 7-9，還原胺化建議 pH 4.5-5.5
氨基易被氧化，操作時盡量在惰性氣體（如氮氣）保護下進行，尤其是大規模反應
修飾生物分子時，建議在 4℃下進行，減少蛋白質變性風險
七、總結

Amino-PEG3-amine 憑借雙端高活性氨基、中等長度 PEG 間隔臂與優良生物相容性，成為連接生物分子與材料的理想 “分子橋梁"。其對稱結構與可控反應性使其在 ADC 合成、蛋白質修飾、藥物遞送與材料表面功能化等領域具有不可替代的地位。通過精確控制反應條件與修飾比例，可實現從分子水平到宏觀材料的多功能設計，為生物醫藥與材料科學的創新提供*工具。