專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前藥及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前藥及制 備方法。 技術(shù)背景
近年來(lái)，藥物劑型的發(fā)展都與高分子密不可分。高分子材料在其中扮 演兩個(gè)重要的角色充當(dāng)藥物的載體和賦予控制釋放功能。它們的物理形 態(tài)主要是微米顆粒、納米囊泡或微球、凝膠。制備微米和納米微球的基本 技術(shù)是微膠囊技術(shù)，特別是其中的乳化技術(shù)和雙乳液技術(shù)。這一方面，研 究的報(bào)道非常多，但實(shí)際工業(yè)化和臨床應(yīng)用的品種不多，主要原因是生產(chǎn) 效率很低，微球和微囊的質(zhì)量控制困難，穩(wěn)定性差，難免初期暴釋現(xiàn)象。 隨著生物降解高分子研究的發(fā)展，特別是它們良好的生物相容性及可降解 生物吸收性，使其在醫(yī)用領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。在藥物輸送系統(tǒng)方面， 用生物可降解聚合物鍵接藥物用于藥物的可控傳送，具有增強(qiáng)藥物療效， 減少毒副反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。本專(zhuān)利中通過(guò)把羥基乙酸、乳酸的齊聚物或者他們 的交替齊聚物引入到新型兩親性超支化聚合物結(jié)構(gòu)中，很好地改善了藥物 載體材料的生物相容性，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)齊聚物的聚合度和他們的化學(xué)組成， 來(lái)調(diào)控他們?cè)隗w內(nèi)的降解速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的釋放速度的調(diào)控作用，具有 很好的藥物緩控釋作用，避免了腫瘤藥物暴釋對(duì)正常細(xì)胞造成的毒副作用。 超支化聚合物(Hyperbranched polymers)是一種高度支化、有三維網(wǎng)
狀結(jié)構(gòu)的聚合物，具有粘度低、高溶解性、不易結(jié)晶、分子間不易纏繞、大量的末端官能團(tuán)以及強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)活性等特點(diǎn)。其在結(jié)構(gòu)上雖不如傳統(tǒng)
的樹(shù)枝狀高分子(Dendritic)完美，但在制備過(guò)程中不需進(jìn)行繁瑣的分離 和純化，合成相對(duì)簡(jiǎn)單，便于工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品成本較低，因而引起許多 高分子學(xué)家的注意，成為高分子科學(xué)研究中最熱門(mén)的課題之一。
樹(shù)技狀高分子最早研究的應(yīng)用領(lǐng)域是生物醫(yī)學(xué)。Tomalia用了大量的 篇幅論述了這類(lèi)合成高分子在模擬生命科學(xué)中的意義。他將這類(lèi)化合物的 分子大小、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、形狀、表面化學(xué)和柔曲性稱(chēng)為"臨界分子設(shè)計(jì)參數(shù)", 認(rèn)為準(zhǔn)確控制這些參數(shù)是各種生命過(guò)程的任何實(shí)體所具有的首要功能。小 的點(diǎn)狀分子被組裝成更加"聰明"的生物高分子，通過(guò)控制"臨界分子設(shè) 計(jì)參數(shù)"就能達(dá)到。所以樹(shù)技狀合成髙分子在模擬生命科學(xué)中具有重要的 意義。
樹(shù)枝狀高分子的特點(diǎn)在于其體積和形狀可在多步重復(fù)合成時(shí)，加以專(zhuān) 一性的控制，例如可設(shè)計(jì)合成出內(nèi)部具有巨大的疏水洞穴，而表面卻是親 水性質(zhì)的樹(shù)狀聚合物。Dendrimers至少在兩個(gè)方面作為潛在的藥物輸送載 體而被應(yīng)用(l)藥物分子能夠被物理俘獲在Dendrimers樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)內(nèi) 部；(2)藥物分子共價(jià)結(jié)合在Dendrimers表面或其他基團(tuán)上，形成Dendrimer
藥物結(jié)合物。樹(shù)枝狀高分子與藥物連接最簡(jiǎn)單而行之有效的方法就是直接 將藥物共價(jià)結(jié)合到樹(shù)枝狀大分子的外層。Dendrimers可以作為單分子微粒 (unimoleular micelles),使攜帶表面基團(tuán)的藥物或基因載體具有靶向性。 兩親性聚合物的一個(gè)分子中同時(shí)含有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，從而使其 具有既親油又親水的特性。這種兩親性的聚合物在水溶液中可以通過(guò)自組 裝得到以疏水部分為核親水部分為殼的核殼結(jié)構(gòu)的納米粒子。兩親性聚合物的疏水鏈段由于疏水相互作用聚集成納米粒子的內(nèi)核，親水鏈段在外部 形成納米粒子的外殼。自組裝型樹(shù)技狀聚合物藥物輸送系統(tǒng)
(self-asserabling dendrimer drug delivery system)能選擇性地聚集在
腫瘤組織部位，Dendrimers的這些特性使其正在成為 一種新型的藥物載體 以及非病毒基因轉(zhuǎn)移載體而引起人們的廣泛關(guān)注，成為研究熱點(diǎn)之一。
本發(fā)明的目的是提供一種一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤 前藥及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是以如下方式實(shí)現(xiàn)的 一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗 腫瘤前藥及制備方法其特征在于兩親性超支化聚酯的親水段為聚乙二醇 或聚乙二醇單甲醚，分子量小于5000;親油段為一種基于二羥甲基丙酸及 羥基乙酸、乳酸的齊聚物或者他們的交替齊聚物而構(gòu)筑的新型可生物降解 超支化聚酯單元；抗腫瘤藥物分子與兩親性超支化聚酯的親油段以酯鍵或 酰胺鍵鏈接；他們的結(jié)構(gòu)通式如下"、 v_/
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所述的羥基酸、乳酸齊聚物或者他們的交替齊聚物的聚合度1《nK32。 所負(fù)載的的抗癌藥物，包括紫杉醇，多烯紫杉醇,阿霉素和喜樹(shù)堿及 他們的衍生物
一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前藥的制備方法，包括以 下步驟
1) 首先基于基團(tuán)保護(hù)與脫保護(hù)的方法合成羥基酸、乳酸齊聚物或者他 們的交替齊聚物；
2) 然后通過(guò)二羥甲基丙酸與上述的齊聚物，經(jīng)過(guò)縮合反應(yīng)構(gòu)筑一種新 型的帶有一羧基兩羥基的AB2型單體；
3) 將得到的新型AB2型單體與聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚進(jìn)行縮合反 應(yīng)，得到末端為羥基的新型兩親性超支化大分子；
3) 將上述的末端為羥基的兩親性超支化大分子與丁二酸酐、馬來(lái)酸酐 二羥基乙酸酐反應(yīng)，得到端基為羧基的新型兩親性超支化大分子
4) 在縮合劑和催化劑的存在下，將抗腫瘤藥物與端基為羧基的新型兩 親性超支化大分子反應(yīng)，得到一種新型的抗腫瘤前藥。
所述的一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前藥在抗腫瘤中的 應(yīng)用。
本發(fā)明有如下的技術(shù)效果，本發(fā)明以羥基乙酸、乳酸、羥基乙酸與乳 酸交替的齊聚物為鏈段，制備了一種兩親性超支化聚酯，所合成的超支化 聚酯帶有大量的端羥基，通過(guò)與酸酐反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為羧基，然后與抗腫瘤藥
7物發(fā)生化學(xué)鍵和，大大加強(qiáng)了載體的載藥量。物用于藥物的可控傳送，具 有增強(qiáng)藥物療效，減少毒副反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。由于羥基乙酸、乳酸的齊聚物或 者他們的交替齊聚物引入到新型兩親性超支化聚合物結(jié)構(gòu)中，很好地改善 了藥物載體材料的生物相容性，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)齊聚物的聚合度和他們的化 學(xué)組成，來(lái)調(diào)控他們?cè)隗w內(nèi)的降解速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的釋放速度的調(diào)控作 用，具有很好的藥物緩控釋作用，避免了腫瘤藥物暴釋對(duì)正常細(xì)胞造成的 毒副作用。
發(fā)明使用聚乙二醇或者聚乙二醇單甲醚作為載體聚合物的另一個(gè)嵌 段。它的高度親水性使它成為膠東的外殼，由于人體免疫系統(tǒng)對(duì)聚乙二醇 不敏感，這種在聚乙二醇保護(hù)下的藥物可以在血液循環(huán)系統(tǒng)中滯留很長(zhǎng)時(shí) 間而不被免疫細(xì)胞吞噬，具有長(zhǎng)期藥效。當(dāng)與聚乙二醇鍵合的脂肪族聚酯 降解后，很容易通過(guò)腎臟排出體外，而不在體內(nèi)積累。
本發(fā)明的新型可生物降解兩親性超支化聚酯是基于二羥甲基丙酸及羥基乙 酸或者乳酸的齊聚物和聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚而構(gòu)筑的。所得超支化 聚合物的外圍官能團(tuán)是羥基。通過(guò)與酸酐反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為羧基。在縮合劑的 存在下與抗腫瘤藥物，如喜樹(shù)堿或紫杉醇，進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到抗腫瘤藥 物的前藥。


圖1是本發(fā)明超支化聚合物核磁譜圖
圖2是本發(fā)明超支化聚合物鍵接抗癌藥物喜樹(shù)堿核磁譜圖 圖3是本發(fā)明超支化聚合物凝膠色譜圖 圖4是本發(fā)明超支化聚合物紅外譜圖
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例做對(duì)本發(fā)明給予進(jìn) 一 步說(shuō)明。 實(shí)施例1:
1)在500ml的單口燒瓶中加入9g羥基乙酸，400ml無(wú)水乙醚，室溫?cái)嚢柚敝亮u基乙酸全部溶解，再加入催化劑，4. 56ml叔丁基溴，避光室溫反 應(yīng)24小時(shí)。過(guò)濾去掉反應(yīng)體系中的沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去無(wú)水乙醚，加入二 氯甲烷冷凍析出未反應(yīng)得羥基乙酸，用碳酸氫鈉飽和水溶液萃取，2-羥基 乙酸叔丁酯溶在二氯甲烷中，分離有機(jī)相和水相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉二氯甲烷, 得到產(chǎn)物l. 0g，水相用鹽酸調(diào)至酸性，再用二氯甲烷萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉 二氯甲烷，得到2-叔丁氧基乙酸lg。
2) 在250ml單口燒瓶中加入叔丁基保護(hù)了羥基的羥基乙酸2g、 100ml 無(wú)水四氫呋喃，3. 12g二環(huán)己基碳二亞胺，催化量4， 4' -二甲氨基吡^^， 冰浴反應(yīng)5 6分鐘，滴加lg 二羥甲基丙酸的四氫吹喃溶液，室溫反應(yīng)24 小時(shí)。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉四氫吹喃，加入二氯甲烷，冷凍析出二環(huán)己基脲，過(guò) 濾脲鹽，用飽和碳酸氫鈉水溶液萃取，棄去有機(jī)相，水相用鹽酸調(diào)成酸性， 用二氯甲烷萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉二氯甲烷，得到無(wú)色透明粘稠液體2-甲基 - 2 -羧基丙二醇二叔丁氧基乙酸酯。
3) 在100ml的單口燒瓶中加入1. 11g2-甲基-2-羧基丙二醇二叔丁 氧基乙酸酯，20ml無(wú)水二氯甲烷，0. 63g 二環(huán)己基碳二亞胺，催化量的4 '4-二甲氨基吡啶，冰浴反應(yīng)5 6分鐘，滴加不同的叔丁基封端的羥基乙 酸寡聚體二氯甲烷溶液，室溫反應(yīng)24小時(shí)。過(guò)濾除去脲鹽，過(guò)柱分離。
d將步驟f得到產(chǎn)物加入10ml三氟乙酸，(TC反應(yīng)20小時(shí)，脫除所有的叔 丁基保護(hù)基，得到一種帶有一個(gè)羧基兩個(gè)羥基的新型AB2型單體。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā) 除去三氟乙酸，用二氯甲烷溶解，用二次蒸餾水萃取，冷凍干燥，得到無(wú) 色透明粘稠液體。
4) 取2g上述透明液體，0.2g聚乙二醇單甲醚，催化量的對(duì)甲苯磺酸， 8(TC反應(yīng)三小時(shí)，然后減壓反應(yīng)3小時(shí)除去反應(yīng)過(guò)程中生成的水。反應(yīng)結(jié) 東后將產(chǎn)物溶于二氯甲烷，，用NaC03洗滌除去對(duì)甲苯磺酸。得到粘稠透明 產(chǎn)物。
5) 在100ml單口燒瓶中加入5g 丁二酸酸酐，上述步驟得到的聚合物和催化劑，100ml四氫呋喃，回流反應(yīng)72小時(shí)。反應(yīng)結(jié)東后，過(guò)濾除去體 系中的沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去四氫吹喃，二氯甲烷溶解，用飽和的NaHC(V溶 液和水洗滌幾次，用無(wú)水硫酸鎂干燥。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉二氯甲烷，用無(wú)水乙 醚沉淀，得到白色固體產(chǎn)物2g。其核磁結(jié)果見(jiàn)圖l,分子量分布見(jiàn)圖3，紅 外譜圖見(jiàn)圖4，說(shuō)明聚合物已成功合成。
6)取超支化帶羧基聚酯2g，喜樹(shù)堿2. 53g， 150ml四氫吹喃，0.93g 二環(huán)己基碳二亞胺，催化量的4' 4-二甲氨基吡啶，室溫反應(yīng)24小時(shí)。反 應(yīng)結(jié)東后，過(guò)濾除掉脲鹽，濃縮四氫吹喃。，緩慢滴加到無(wú)水乙醚中，靜置， 過(guò)濾得到載有喜樹(shù)堿的可生物降解兩親性超支化聚酯。其核磁結(jié)果見(jiàn)圖2, 分子量分布見(jiàn)圖3，說(shuō)明聚合物前藥已成功合成。
實(shí)施例2:
1) 在500ml的單口燒瓶中加入llg乳酸，400ml無(wú)水乙醚，室溫?cái)嚢?直至乳酸全部溶解，再加入催化劑，4. 56ml叔丁基溴，避光室溫反應(yīng)24小 時(shí)。過(guò)濾去掉沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去無(wú)水乙醚，加入二氯甲烷冷凍析出未反 應(yīng)得乳酸，用碳酸氫鈉飽和水溶液萃取，叔丁基保護(hù)乳酸羧基的產(chǎn)物溶在 二氯甲烷中，分離有機(jī)相和水相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉二氯甲烷，得到產(chǎn)物1.0g， 水相用鹽酸調(diào)至酸性，再用二氯甲烷萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉二氯甲烷，得到 叔丁基保護(hù)乳酸羥基的產(chǎn)物lg。
2) 在250ml單口燒瓶中加入叔丁基保護(hù)了羥基的乳酸2g、 100ml無(wú)水 四氫呋喃，2. 83g二環(huán)己基碳二亞胺，催化量4， 4' -二甲氨基吡嚏，冰洛 反應(yīng)5~6分鐘，滴加0. 92g 二羥甲基丙酸的四氫吹喃溶液，室溫反應(yīng)24 小時(shí)。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉四氫呋喃，加入二氯甲烷，冷凍析出二環(huán)己基脲，過(guò) 濾脲鹽，用飽和碳酸氫鈉水溶液萃取，棄去有機(jī)相，水相用鹽酸調(diào)成酸性， 用二氯甲烷萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去掉二氯甲烷，得到無(wú)色透明粘稠液體產(chǎn)物。
c在100ml的單口燒瓶中加入1. 5g上步反應(yīng)的產(chǎn)物，20ml無(wú)水二氯甲烷， 0. 79g 二環(huán)己基碳二亞胺，催化量的4' 4-二甲氨基吡啶，冰浴反應(yīng)5~6分鐘，滴加不同的叔丁基封端的乳酸寡聚體二氯甲烷溶液，室溫反應(yīng)24小 時(shí)。過(guò)濾除去脲鹽，過(guò)柱分離。 其它步驟與實(shí)施例一相同。
實(shí)施例3:
取超支化帶羧基聚酯7g,紫杉醇0. 05g, 150ml四氫^^喃，0. 93g 二環(huán) 己基碳二亞胺，催化量的4' 4-二甲氨基吡啶，室溫反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)結(jié) 束后，過(guò)濾除掉脲鹽，濃縮四氫吹喃。，緩慢滴加到無(wú)水乙醚中，靜置，過(guò) 濾得到載有紫杉醇的可生物降解兩親性超支化聚酯。 其它步驟與實(shí)施例一相同。
ii
權(quán)利要求
1、一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前藥及制備方法，其特征在于兩親性超支化聚酯的親水段為聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚，分子量小于5000；親油段為一種基于二羥甲基丙酸及羥基乙酸、乳酸的齊聚物或者他們的交替齊聚物而構(gòu)筑的新型可生物降解超支化聚酯單元；抗腫瘤藥物分子與兩親性超支化聚酯的親油段以酯鍵或酰胺鍵鏈接；他們的結(jié)構(gòu)通式如下D代表藥物分子D代表藥物分子。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述一種新型兩親性超支化聚酯的合成以及抗腫瘤前藥的制備方法，其特征在于所述的羥基酸、乳酸齊聚物或者他們的交替齊聚物的聚合度l《m《32。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前 藥，其特征在于所負(fù)載的的抗癌藥物，包括紫杉醇，多烯紫杉醇，阿霉素 和喜樹(shù)堿及他們的衍生物。
4、 一種合成權(quán)利要求1所述的新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前藥的制備方法，包括以下步驟1) 首先基于基團(tuán)保護(hù)與脫保護(hù)的方法合成羥基酸、乳酸齊聚物或者他們的交替齊聚物；2) 然后通過(guò)二羥甲基丙酸與上述的齊聚物，經(jīng)過(guò)縮合反應(yīng)構(gòu)筑一種新 型的帶有一羧基兩羥基的AB2型單體；3) 將得到的新型AB2型單體與聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚進(jìn)行縮合反 應(yīng)，得到末端為羥基的新型兩親性超支化大分子；3) 將上述的末端為羥基的兩親性超支化大分子與丁二酸酐、馬來(lái)酸酐 二羥基乙酸酐反應(yīng)，得到端基為羧基的新型兩親性超支化大分子4) 在縮合劑和催化劑的存在下，將抗腫瘤藥物與端基為羧基的新型兩 親性超支化大分子反應(yīng)，得到一種新型的抗腫瘤前藥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前 藥在抗腫瘤中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型兩親性超支化聚酯為載體的抗腫瘤前藥及制備方法。該新型可生物降解兩親性超支化聚酯是基于二羥甲基丙酸及羥基乙酸或者乳酸的齊聚物和聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚而構(gòu)筑的。所得超支化聚合物的外圍官能團(tuán)是羥基。通過(guò)與酸酐反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為羧基。在縮合劑的存在下與抗腫瘤藥物進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到抗腫瘤藥物的前藥。羥基乙酸、乳酸的齊聚物或者他們的交替齊聚物的引入，很好地改善了藥物載體材料的生物相容性，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)齊聚物的聚合度和他們的化學(xué)組成，來(lái)調(diào)控他們?cè)隗w內(nèi)的降解速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的釋放速度的調(diào)控作用，具有很好的藥物緩控釋作用，避免了腫瘤藥物暴釋對(duì)正常細(xì)胞造成的毒副作用。該前藥具有兩親性，因而可以制成水基制劑，大大改善了抗腫瘤藥物的親水性。
文檔編號(hào)A61K47/48GK101474411SQ20081014366
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者張海良, 張雪飛, 段諄諄, 鐘冠群 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)