聚醚－聚胺基酸兩嵌段共聚物及其製備方法和應用的製作方法

2023-10-26 01:53:37

專利名稱：聚醚－聚胺基酸兩嵌段共聚物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物及其製備方法和將其作為可生物降解的具有主動靶向性的藥物控釋載體的應用。
理想的藥物控釋載體應具備足夠高的載藥量；有抗巨噬細胞吞噬能力，保護藥物免遭生理環境的破壞；具有主動靶向性，即對病變細胞具有靶向性。而目前，用作可生物降解的聚合物藥物控釋載體的材料(如聚乙醇酸、聚乳酸等)往往不能達到如上的理想條件，這類粒子載體類控釋載體進入體內後，很快被網狀內皮系統的單核巨噬細胞吞噬，使之無法達到理想的控釋的效果。近來，有人用聚環氧乙烷改性形成聚醚-聚酯兩嵌段共聚物，使粒子表面形成親水保護層，而使控釋載體具有抗巨噬細胞吞噬能力，在血液中循環的時間延長，但這樣做的結果使載藥粒子僅具有被動靶向性，且載藥量偏低。Ykoyamao等合成了聚胺基酸-聚環氧乙烷兩嵌段共聚物(Macromol.Chem.1995,196:1899)以便在聚胺基酸的側鏈反應性基團如羧基、氨基上接更多的藥物，但聚醚鏈末端均由無反應活性基團封端，這樣做的結果，雖然使載藥量偏低的問題得到一定的解決，但載藥粒子也只具有被動靶向性，末解決對病變細胞的主動靶向性問題。
鑑於現有技術的以上缺點，本發明的目的是提供一種新型的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其端基帶有可反應性的官能團。
本發明的另一個目的是提供一種聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物的製備方法。
本發明目的還在於，將本發明的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物作為可生物降解的具有主動靶向性藥物控釋載體的應用。
為達到上述目的，本發明的技術方案是將聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其結構式如下 其中A代表聚醚的結構單元-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH2-CH2-CH2-CH2-O-，R1代表聚胺基酸殘基-CH2CH2COOH、-CH2C6H5、-CH2COOH、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2SH、-CH(OH)CH3、-CH2OH、-CH2CH2CONH2、-CH2CONH2、-CH2CH2COOCH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2NHOOCH2C6H5，
R2代表羥基、氨基、羧基、氰基、醛基，式中n=10～500 m=10～500。
優選的聚醚段的結構單元為-CH2-CH2-O-,-CH2-CH(CH3)-O-，或兩者混合；優選的R1代表-CH2CH2COOH、-CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2NH2；更優選的R1代表-CH2CH2COOH。
優選的R2代表羥基、氰基。
本發明提供了一種合成以上聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物的製備方法，包括a．將聚醚的單體如環氧乙烷、環氧丙烷或兩者混合物溶於適宜溶劑如甲苯、四氫呋喃、二氧六環，濃度1～30％，加入乙氰鉀引發聚合，反應溫度0～40℃，製得端基分別為氰基和羥基的聚醚；b．將上述的聚醚中加入N-胺基酸酐，溶液濃度1～20％，反應溫度0～40℃，經處理製得產物。
本發明的方法也可將所述聚醚-聚胺基酸經分離提純後於四氫呋喃溶解，濃度為1～20％，加入LiAlH4，聚醚-聚胺基酸與LiAlH4摩爾比為1∶5～15，反應溫度0～60℃，製得端基分別為氨基和羥基的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物。
本發明的方法還可將a．所述聚醚經分離提純後於四氫呋喃溶解，濃度為1～20％，加入LiAlH4，聚醚與LiAlH4摩爾比為1∶5～15，反應溫度0～60℃，製得端基分別為氨基和羥基的聚醚後，再加入N-胺基酸酐反應，製得端基分別為氨基和羥基的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物。
本發明的方法中採用基團保護方法對氨基、羧基進行保護。
本發明還提供了一種將以上聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，作為可生物降解的具有主動靶向性藥物控釋載體的應用。
上述的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，以聚醚為軟段，提高了材料的親水性從而降低了巨噬細胞對微球的識別能力，以胺基酸為硬段且其側鏈功能基上可接更多的藥物以提高載藥量。同時聚醚鏈末段為具有活性的羥基，它可直接或轉化為更活潑的官能基如氨基、氰基、羧基，與某些抗體、糖類、多肽等相連，利用它們對特定細胞特殊的和性使載藥體具有病變細胞的主動靶向性。
下面的實施例可以使本專業技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。
實施例1將6克環氧乙烷用CaSO4乾燥分餾，蒸入充滿氮氣的安瓿瓶中。然後向此安瓿瓶注入60ml四氫呋喃及0.5N的KCH2CN四氫呋喃溶液10ml。室溫攪拌反應48小時後加入20％的N-穀氨酸酐四氫呋喃溶液20ml，繼續反應12小時，過量甲醇沉澱得帶端氰基的聚環氧乙烷和聚穀氨酸兩嵌段共聚物(Mn=8000)IR:υCN2160cm-1υC-O1100 cm-1υCO1664cm-1υCO-NH1551cm-11HNMR:2.48ppm 3.6ppm 5.03ppm 4.49ppm 2.80ppm 7.25ppm8.3ppm由此得到的產物，由於其端基為反應性官能團-氰基，在生物活性體中易於與病變細胞結合，其主動靶向性明顯改善。
顯然，本例中反應物環氧乙烷可用環氧丙烷替換，反應物N-穀氨酸酐(BG-NCA)具有廣泛的可更換性，採用N-天冬氨酸酐、N-賴氨酸酐等代替N-穀氨酸酐，其產物具有類似的性能和靶向效果。
實施例2將5克環氧丙烷用CaSO4乾燥分餾，蒸入充滿氮氣的安瓿瓶中。然後向此安瓿瓶注入30ml四氫呋喃及0.3N的KCH2CN四氫呋喃溶液10ml。室溫攪拌反應48小時後，加入20％的N-賴氨酸酐四氫呋喃溶液15ml，繼續反應12小時，過量甲醇沉澱得帶端氰基的聚環氧丙烷和聚賴氨酸兩嵌段共聚物(Mn=9000)。
IR:υCN2150cm-1υC-O1100 cm-1υCO1664cm-1υCO-NH1551cm-11HNMR:2.48ppm 3.6ppm 4.2ppm 4.49ppm 1.3ppm 7.25ppm8.3ppm由此得到的產物，由於其端基為反應性官能團-氰基，在生物活性體中易於與病變細胞結合，其主動靶向性明顯改善。
顯然，本例中反應物環氧丙烷可用環氧乙烷替換，反應物N-賴氨酸酐具有廣泛的可更換性，採用N-天冬氨酸酐、N-穀氨酸酐等代替N-賴氨酸酐，其產物具有類似的性能和靶向效果。
實施例3(1)操作方法同實施例1，得到帶端氰基的聚環氧乙烷和聚穀氨酸兩嵌段共聚物(Mn=8000)。
(2)在反應瓶中加入5克這種帶端氰基的聚環氧乙烷和聚穀氨酸兩嵌段共聚物、0.5克四氫鋁鋰和250ml四氫呋喃，60℃下攪拌反應8小時後，過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶提純得端氨基的聚環氧乙烷和聚穀氨酸兩嵌段共聚物(Mn=8000)IR:υC-O1100 cm-1υCO1664cm-1υCO-NH1551cm-11HNMR:2.48ppm 3.6ppm 4.2ppm 4.49ppm 1.3ppm 7.25ppm8.3ppm由此得到的產物，由於其端基為反應性官能團-氨基，在生物活性體中易於與病變細胞結合，其主動靶向性明顯改善。
顯然，本例中反應物環氧乙烷可用環氧丙烷替換，反應物N-穀氨酸酐(BG-NCA)具有廣泛的可更換性，採用N-天冬氨酸酐、N-賴氨酸酐等代替N-穀氨酸酐，其產物具有類似的性能和靶向效果。
實施例4(1)操作方法同實施例1，得到帶端羥基的聚環氧乙烷和聚穀氨酸兩嵌段共聚物(Mn=5000)。
(2)將5克這種帶端羥基的聚環氧乙烷和聚穀氨酸兩嵌段共聚物溶於100ml氯仿中，加入1克順丁烯二酸酐，60℃下攪拌反應8小時後，過量甲醇沉澱得帶端羧基的聚環氧乙烷和聚穀氨酸兩嵌段共聚物(Mn=5000)。
IR:υC-O1100 cm-1υCO1664cm-1υCO-NH1551cm-11HNMR:2.48ppm 3.6ppm 5.03ppm 4.49ppm 2.80ppm 7.25ppm由此得到的產物，由於其端基為反應性官能團-羧基，在生物活性體中易於與病變細胞結合，其主動靶向性明顯改善。
顯然，本例中反應物環氧乙烷可用環氧丙烷替換，反應物N-穀氨酸酐(BG-NCA)具有廣泛的可更換性，採用N-天冬氨酸酐、N-賴氨酸酐等代替N-穀氨酸酐，其產物具有類似的性能和靶向效果。
實施例5(1)將8克環氧乙烷用CaSO4乾燥後分餾，蒸入充滿氮氣的安瓿瓶中。然後向此安瓿瓶內注入60ml四氫呋喃及0.5N的KCH2CN四氫呋喃溶液10ml。室溫攪拌反應72小時後過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶得純品。結構式為NCCH2-(CH2CH2O)n-HIR:υCN2160cm-1υOH3360cm-1υCO1100cm-11HNMR:2.45ppm 1.95ppm 3.6ppm；Mn=5,000(2)在反應瓶中加入5克NCCH2-(CH2CH2O)n-H和0.5克LiAlH4和250ml四氫呋喃，40℃下攪拌反應5小時。過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶得純品。結構式為NH2CH2-(CH2CH2O)n-H1HNM:2.9ppm 3.6ppm(3)將0.5克NH2CH2-(CH2CH2O)n-H和0.5克N-穀氨酸酐(BG-NCA)加入安瓿瓶內，抽真空置換氮氣三次後密封。注入6ml氯仿和4ml二氧六環。35℃下攪拌反應72小時，用過量甲醇沉澱得固體初產品，初產品水洗純化後得純的帶端羥基的聚環氧乙烷和聚穀氨酸兩嵌段共聚物。
IR:υC=O1664cm-1υCO-NH1551cm-1C6H6]]>699cm-1C6H6]]>745cm-11HNMR:3.6ppm 5.03ppm 4.49ppm 2.50ppm Mn=8,000由此得到的產物，由於其端基為反應性官能團-羥基，在生物活性體中易於與病變細胞結合，其主動靶向性明顯改善。
顯然，本例中反應物環氧乙烷可用環氧丙烷替換，也可用環氧乙烷、環氧丙烷的混合物，反應物N-穀氨酸酐(BG-NCA)具有廣泛的可更換性，採用N-天冬氨酸酐、N-賴氨酸酐等代替N-穀氨酸酐，其產物具有類似的性能和靶向效果。
實施例6(1)將8克環氧乙烷用乾燥後分餾，蒸入充滿氮氣的安瓿瓶中。然後向此安瓿瓶內注入120mL四氫呋喃及0.5N的KCH2CN四氫呋喃溶液10ml。室溫攪拌反應72小時後過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶得純品。結構式為NCCH2-(CH2CH2O)n-HIR:υCN2160cm-1υOH3360cm-1υCO1100cm-11HNMR:2.45ppm 1.95ppm 3.6ppm；Mn=8,000。
(2)在反應瓶中加入5克NCCH2-(CH2CH2O)n-H和0.5克LiAlH4和250ml四氫呋喃，40℃下攪拌反應5小時。過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶得純品。結構式為NH2CH2-(CH2CH2O)n-H1HNMR:2.9ppm 3.6ppm(3)將0.5克NH2CH2-(CH2CH2O)n-H、0.5克N-苯丙氨酸酐(PP-NCA)及0.5克BG-NCA加入安瓿瓶內，抽真空置換氮氣三次後密封。注入9ml氯仿和6ml二氧六環。35℃下攪拌反應72小時，用過量甲醇沉澱得固體初產品，初產品水洗純化後得純品。
IR:υCO1100cm-1υC=O1664cm-1υCO-NH1551cm-11HNMR:2.5ppm 2.8ppm 3.6ppm 7.25ppm 8.3ppm；Mn=12,000本例中反應物環氧乙烷可用環氧丙烷替換，也可用環氧乙烷、環氧丙烷的混合物，由此得到的產物，其主動靶向性明顯改善。
實施例7(1)將10克環氧丙烷用CaSO4乾燥後分餾，蒸入充滿氮氣的安瓿瓶中。然後向此安瓿瓶內注入50ml四氫呋喃及0.5N的KCH2CN四氫呋喃溶液10ml。60℃攪拌反應72小時後過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶得純品。結構式為 (2)在反應瓶中加入5克NCCH2-(CH2CH2O)n-H和0.5LiAlH4克和250ml四氫呋喃，40℃下攪拌反應5小時。過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶得純品。結構式為NH2CH2-(CH2CH(CH3)O)n-H
1HNM.2.9ppm 3.6ppm(3)將0.5克NH2CH2-(CH2CH2O)n-H和0.5克N-賴氨酸酐(BG-NCA)加入安瓿瓶內，抽真空置換氮氣三次後密封。注入6ml氯仿和4ml二氧六環。35℃下攪拌反應72小時，用過量甲醇沉澱得固體初產品，初產品水洗純化後得純的帶端羥基的聚環氧乙烷和聚賴氨酸兩嵌段共聚物。
IR:υC=O1664cm-1υCO-NH1551cm-1C6H6]]>699cm-1C6H6]]>745cm-11HNMR:3.6ppm 4.20ppm 4.49ppm 1.3ppm 7.25ppm8.3ppm 2.50ppm；Mn=9,000由此得到的產物，其主動靶向性明顯改善。
實施例8(1)將10克環氧乙烷和環氧丙烷分別用CaSO4乾燥後分餾，蒸入充滿氮氣的安瓿瓶中。然後向此安瓿瓶內注入100ml二氧六環及0.5N的KCH2CN二氧六環溶液20ml。40℃攪拌反應72小時後過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶得純品。
結構式為 (2)在反應瓶中加入5克NCCH2-(CH2CH2O)n-H和0.5克和250ml四氫呋喃，40℃下攪拌反應5小時。過濾，濾液用過量乙醚沉澱得固體初產品。初產品以乙醇重結晶得純品。結構式為NH2CH2-(CH2CH2O)n-H1HNM:2.9ppm 3.6ppm(3)將0.5克NH2CH2-(CH2CH2O)n-H和0.5克N-天冬氨酸酐(BG-NCA)加入安瓿瓶內，抽真空置換氮氣三次後密封。注入6ml氯仿和4ml二氧六環。35℃下攪拌反應72小時，用過量甲醇沉澱得固體初產品，初產品水洗純化後得純的帶端羥基的聚環氧乙烷和聚天冬氨酸兩嵌段共聚物。
IR:υC=O1664cm-1υCO-NH1551cm-1C6H6]]>699cm-1C6H6]]>745cm-11HNMR:3.6ppm 5.03ppm 4.69ppm 2.50ppm 1.3ppm 2.92ppm7.3ppm 8.3ppm；Mn=9,000由此得到的產物，其主動靶向性明顯改善。
權利要求
1．一種聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其結構式如下 其中A代表聚醚的結構單元-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH2-CH2-CH2-CH2-O-，R1代表聚胺基酸殘基-CH2CH2COOH、-CH2C6H5、-CH2COOH、-CH2CH2CH2CH2NH2,-CH2SH、-CH(OH)CH3、-CH2OH、-CH2CH2CONH2、-CH2CONH2、-CH2CH2COOCH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2NHOOCH2C6H5，R2代表羥基、氨基、羧基、氰基、醛基，式中n=10～500 m=10～500。
2．按照權利要求1所述的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其特徵於，A代表-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-。
3．按照權利要求2所述的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其特徵在於，A代表-CH2-CH2-O-。
4．按照權利要求1所述的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其特徵在於，R1代表-CH2CH2COOH、-CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2NH2。
5．按照權利要求4所述的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其特徵在於，R1代表-CH2CH2COOH。
6．按照權利要求1所述的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其特徵在於，R2代表羥基。
7．按照權利要求1所述的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，其特徵在於，R2代表氰基。
8．一種權利要求1所述的聚醚一聚胺基酸兩嵌段共聚物的製備方法，包括a．將聚醚的單體如環氧乙烷、環氧丙烷或兩者混合物溶於適宜溶劑，濃度1～30％，加入乙氰鉀引發聚合，反應溫度0～40℃，製得端基分別為氰基和羥基的聚醚；b．將上述的聚醚中加入N-胺基酸酐，溶液濃度1～20％，反應溫度0～40℃，經處理製得產物；
9．按照權利要求8所述的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物的製備方法，其特徵在於，將所述聚醚-聚胺基酸經分離提純後再用四氫呋喃溶解，濃度為1～20％，加入LiAlH4，摩爾比為1∶5～15，反應溫度0～60℃，製得端基分別為氨基和羥基的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物。
10．權利要求1～7中任何一項限定的聚醚-聚胺基酸兩嵌段共聚物，作為可生物降解的具有主動靶向性藥物控釋載體的應用。
全文摘要
本發明公開了一種聚醚－聚胺基酸兩嵌段共聚物(其結構式如Ⅰ)的製備方法和作為可生物降解的具有主動靶向性藥物控釋載體的應用。
文檔編號A61K51/02GK1321696SQ0011288
公開日2001年11月14日 申請日期2000年4月28日 優先權日2000年4月28日
發明者熊成東, 張晟, 王亞輝 申請人:中國科學院成都有機化學研究所