單-[6-(8』-氨基-3』,6』-二氧雜辛氨基)]-β-環糊精及其製法和在修飾碳納米管中的應用的製作方法
2023-09-18 04:01:15 2
專利名稱：單-[6- (8』-氨基-3』,6』-二氧雜辛氨基)]-β-環糊精及其製法和在修飾碳納米管中的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種改性的環糊精及用它修飾的羧基化碳納米管。
背景技術：
碳納米管具有獨特的結構和物理化學性質，如中空管狀高長徑比的一維納米結 構、高的比表面積、極低的密度、卓越的機械強度、優異的導電性、良好的熱和化學穩定性、出眾的生物相容性等。近年來，在材料科學和生命科學的交叉領域，如藥物傳輸系統、新型生物材料和生物傳感器等，碳納米管受到越來越廣泛的重視。碳納米管可以被看作由石墨片層捲曲而成的中空管狀的一維納米材料，根據石墨片層的數目不同，可以分為單壁(SWNT)和多壁(MWNT)碳納米管。在生物醫藥領域的應用方面，碳納米管表現出諸多優勢經親水化修飾的碳納米管具有良好的生物相容性、較長的體循環時間並可以被緩慢排出體外；高的比表面積可以使碳納米管負載大量的藥物等功能性分子；獨特的結構可以使碳納米管易於突破細胞膜屏障進入細胞，從而有效地將負載的藥物分子等輸送至細胞內；另外，碳納米管還具有獨特的物理光學性能，如可吸收近紅外光或射頻電磁波而升溫，在深組織熱療方面有潛在應用價值，並可能實現與化療的協同治療；可發射近紅外螢光並具有共振拉曼散射特性，從而易於示蹤活體內的碳納米管，使碳納米管可用於活體成像和體內診斷。雖然碳納米管在生物醫藥方面的研究還處於實驗階段，但其應用前景令人鼓舞。碳納米管本身不含任何活性官能團，並具有高度的疏水性，因此要實現在生物醫藥領域的應用，必須首先經過有效的親水化改性，但這對於碳納米管仍然是一個難點。目前，碳納米管的親水化改性主要通過共價連接或雙親性化合物的包覆引入足夠分子量的聚乙二醇(PEG)來實現。環糊精(Cyclodextrin，縮寫為⑶)是直鏈澱粉在由芽孢桿菌產生的環糊精葡萄糖基轉移酶的作用下生成的一系列環狀低聚糖的總稱，具有很好的生物相容性和降解性。常見的環糊精有α、β、Υ-環糊精三種，分別由6、7、8個吡喃葡萄糖單元組成，其中β-環糊精由於生產成本低，應用範圍廣，是目前工業上使用最多的環糊精。環糊精分子具有略呈錐形的圓筒狀結構，其外緣親水而內腔疏水，與客體分子形成包合物是環糊精最重要的性質之一。另外，其手性空腔又具有不對稱誘導、選擇性催化某些有機反應以及選擇性結合某些分子或離子的特性。因此環糊精在功能材料、藥物傳輸、分析分離等諸多領域都有廣闊的應用前景。將環糊精共價連接在碳納米管的表面，不僅可以大大改善碳納米管的溶解性和可操作性，而且環糊精分子手性空腔的包合作用及其所含的大量羥基為碳納米管的二次功能化提供有力的平臺
發明內容
本發明的第一個目的是提供一種環糊精共價修飾碳納米管和其製備方法，其中包含帶氨基的環糊精衍生物的合成方法。本發明的技術方案如下
一種改性的β -環糊精，它是單-[6 - ( 8 』 -氨基-3』，6』- 二氧雜辛氨基)]-β -環糊精，它有如下結構
權利要求
1.一種改性的β -環糊精，其特徵是它是單-[6- (8』 -氨基-3』，6』- 二氧雜辛氨基)]-β -環糊精，它有如下結構
2.—種權利要求I所述的改性的β_環糊精的製法，其特徵是它是將單-(6-0-對甲苯磺醯基)_β _ 環糊精(2. O g, I. 55 mmol),碘化鉀(O. 025 g, O. 15 mmol)和 1,8-二氨基-3，6-二氧雜辛烷(O. 741 g, 5 mmol)溶於5 ml乾燥的甲基吡咯烷酮，在70°C下攪拌4-8小時，冷卻到室溫後用100 ml乙醇稀釋，減壓過濾收集產生的沉澱並依次用100 ml乙醇和50 ml乙醚洗滌以除去過量的1，8- 二氨基-3，6- 二氧雜辛烷，真空乾燥得粗產物，將粗產物溶於水，並用陽離子交換樹脂純化得純品。
3.權利要求I所述的改性的β_環糊精在修飾碳納米管中的應用。
4.一種權利要求I所述的改性的β_環糊精共價修飾的碳納米管，其特徵是它是由單-[6- (8』 -氨基_3』 , 6』 - 二氧雜辛氨基)]-β -環糊精與羧基化的碳納米管反應得到的、單-[6- (8』 -氨基-3』 ,6，- 二氧雜辛氨基)]-β -環糊精用醯胺鍵與羧基化的碳納米管連接的、β-環糊精共價修飾的碳納米管。
5.一種製備權利要求4所述的改性的β -環糊精共價修飾的碳納米管的方法，其特徵是它包括如下步驟 步驟I.將2 g多壁碳納米管(MWNTs)分散於100 ml濃硫酸和濃硝酸的混酸中，超聲處理12 36小時，經離心、過濾、洗滌和乾燥後得羧基化的碳納米管，記為MWNT-C00H ； 步驟2.將100 mg MWNT-C00H.21 mg 1_ (3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDOHCl)、13 mg 羥基琥珀醯亞胺(NHS)、24 μ I三乙胺和139 mg單-[6- (8，-氨基-3』，6』- 二氧雜辛氨基)]-β-環糊精超聲分散於5 ml 二甲基甲醯胺中，所得混合物在室溫下攪拌過夜，加入5 ml丙酮，離心收集固體，並分散於水中，在截留分子量為I萬的透析袋中充分透析，得環糊精修飾的多壁碳納米管。
6.根據權利要求5所述的製備改性的β-環糊精共價修飾的碳納米管的方法，其特徵是步驟I中所述的混酸的濃硫酸和濃硝酸的濃度分別為98%和65%，混酸中濃硫酸和濃硝酸的體積比為3/1，用於超聲處理的超聲儀的功率為100 W，超聲處理的時間為12 36小時。
全文摘要
一種環糊精修飾的水溶性碳納米管，它是由單-[6-(8』-氨基-3』,6』-二氧雜辛氨基)]-β-環糊精與羧基化的碳納米管反應得到的、環糊精以1,8-二氨基-3,6-二氧雜辛烷用醯胺鍵與羧基化的碳納米管連接的、β-環糊精共價修飾的碳納米管。本發明的環糊精修飾的碳納米管中環糊精分子與碳納米管之間通過親水性的縮三乙二醇二胺(1,8-二氨基-3,6-二氧雜辛烷)共價連接，環糊精分子與縮三乙二醇連接臂有效提高了碳納米管的水溶性，修飾後的碳納米管環境友好，具有很好的穩定性，而且製備條件容易實現、原料易得、成本較低。本發明有效提高了碳納米管的親水性、生物相容性。本發明公開了其製法。
文檔編號B82Y30/00GK102775526SQ201210242389
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者武偉, 蔣錫群 申請人:南京大學, 南京大學揚州化學化工研究院