聚肽是蛋白质的类似物,具有生物相容性、生物降解性和刺激响应性。迄今为止,通过α-氨基酸-N-羧酸酐（NCA）聚合制备具有精准末端官能团和窄分布系数（D,Mw/Mn）的聚肽仍然面临一些重大挑战。虽然伯胺引发的NCA聚合主要通过常规胺机理（NAM）进行,但引发剂自身的碱性（pKa～10-12）也会导致基于活化单体机理（AMM）的副反应。增长链末端的伯胺基团也与副反应有关,例如其与溶剂（DMF、DMAc）之间的终止反应等。此外,NCA对水分和热量非常敏感,储存时不稳定。相关通过基质辅助激光解吸飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）表征的聚合方法,仍具有明显的副反应杂峰。此外,鉴于聚肽拓扑结构对其在组装形貌和功能方面具有重要意义,建立可靠的方法用于聚肽材料的精准合成是非常有必要的。因此,本论文致力于开发稳健的聚肽合成方法学,为各类拓扑结构聚多肽材料的精准合成提供手段。同时,基于建立的合成方法,我们进一步设计合成了光响应性的聚肽功能材料,并对其自组装和自降解行为展开了相关研究。本论文工作主要分为以下三个部分:1.建立了具有精准末端官能团的聚肽的可控活性聚合方法学。在合成具有触发降解特性的非天然聚肽的过程中,我们意外地发现N-苯氧羰基官能化的α-氨基酸（NPCA）可作为NCA高效的前体,使用伯胺盐酸盐作为引发剂,可以基于NAM机理聚合,具有较高的引发效率。干净的质谱表征结果表明,该策略可以制备具有窄分布系数和精准末端官能团的定义明确的聚肽。使用伯胺盐酸盐引发剂允许增长链末端的氨基在休眠状态（质子化）和活化状态（去质子化）之间达到平衡,抑制与胺亲核性和AMM机理相关的副反应。深入的机理研究表明,由于NPCA前体在聚合过程中原位生成NCA,且后者消耗较快,因此聚合是在NCA单体“饥饿”的条件下进行的。这可以有效地抑制与NCA不稳定性以及AMM相关的副反应。NPCA转化为NCA过程中释放的苯酚也有助于抑制AMM途径,因为苯酚的pKa略低于NCA。同时,该聚合策略对水氧不敏感,可以直接在敞口条件下实施。总的来说,这种水分不敏感且空气中稳定的NPCA前体与稳定的伯胺盐酸盐引发剂的结合,实现了一种可控合成具有精准末端官能团的聚多肽的可靠策略。2.构建了一种合成具有不同链拓扑结构的聚肽的通用策略。除了线性聚肽外,具有各种链拓扑结构的聚多肽由于其特殊的三维结构而引起了广泛关注,这些结构有助于制备分层组装的纳米材料。两亲性PEG-b-聚多肽、聚肽分子刷、星型（嵌段）聚多肽和多嵌段聚肽是典型的拓扑结构。在此,基于对NPCA聚合的良好可控性,我们进一步扩展了 NCA单体“饥饿”策略的适用范围,建立了具有不同分子链拓扑结构（嵌段、星型、星型嵌段、刷状和多嵌段）的聚多肽的合成策略。使用伯胺盐酸盐引发剂,所得聚多肽具有预定的分子量（MWs）、低分布系数（D～1.1）和精准末端官能团。令人印象深刻的是基于该策略,可以直接在敞口条件下通过顺序添加NPCA单体,一锅法合成光响应性十嵌段聚多肽。此外,该序列定义明确的十嵌段聚肽可表现出独特的荧光发射特性,且光触发后可实现从囊泡到片层的形貌转变。本研究扩展了 NCA单体“饥饿”策略的适用范围,精准合成了一系列具有不同链拓扑结构的聚多肽,为聚肽材料的设计合成和功能应用建立了可靠的手段。3.设计和制备了具有光响应性、可实现多种自组装结构的两亲嵌段聚多肽材料,且具有主链自降解的性质。我们首次基于NPCA聚合方法制备了侧基含邻硝基苄基（oNB）的紫外光响应性两亲嵌段聚多肽,即PEG45-b-PNBDab80和PEG45-b-PNBO76,作为新一代基于鸟氨酸（Orn）和2,4-二氨基丁酸（Dab）的代表性功能聚肽材料。考虑到聚肽材料纳米结构对其功能的显著影响,我们进一步实现了具有各种形貌的响应性聚多肽的自组装。两亲性光响应聚肽随着组装方式的不同可以在水相中自组装成不同形貌的纳米结构,包括球状胶束、盘状片层、囊泡和椭球状囊泡。我们通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）原位监测了椭球状囊泡的自组装过程。同时,我们进一步提出了基于聚多肽主链成环降解的新理论。在紫外光触发后,oNB基团断裂,使得侧基氨基暴露出来,接着发生氨基进攻酰胺键的环化降解。以上过程通过高分辨率电喷雾电离质谱（HRESI MS）得到了充分验证。基于之前精准聚多肽的可控合成策略,我们得到了十分干净的降解过程和质谱证据。总而言之,我们设计合成了一种具有多级自组装能力和成环自降解性质的功能聚多肽,有望成为新一代自降解聚合物材料。