專利名稱：β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超分子包合技術(shù)領(lǐng)域水溶性藥物的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為第二代超分子主體化合物——環(huán)糊精(Cyclodextrins，簡為⑶s)，是由6個以上的D-吡喃葡萄糖單元以a-1，4鍵合的一類環(huán)狀低聚糖，根據(jù)其所含葡萄糖單元數(shù)目的不同，可分為a-⑶，b-⑶和g_⑶等，其中又以b-環(huán)糊精(b-⑶)產(chǎn)量最高，價格最便宜，應(yīng)用最廣泛。環(huán)糊精類化合物的特點是都具有一定尺寸的疏水性空腔，因此可以有選擇性地包合多類客體分子而形成超分子化合物。由于它的獨特結(jié)構(gòu)，使得環(huán)糊精的理論研究和實際應(yīng)用都獲得迅速發(fā)展。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、分離技術(shù)和環(huán)境保護等方面都有重要用途。β-環(huán)糊精獨特的內(nèi)疏水，外親水的結(jié)構(gòu)可以包合藥物分子形成包合物，此時藥物分子被包含于β-CD分子空腔中，具有很高的分散度，同時由于β-CD外部多羥基的親水性，使包合物具有良好的可潤濕性，從而達到對難溶性藥物的增溶效果。由于β-⑶自身溶解度較低，常常在其邊緣引入修飾基團改善其溶解度，以擴大其應(yīng)用范圍。利用環(huán)氧氯丙烷連接環(huán)糊精單元，形成環(huán)糊精聚合物。所得到的環(huán)糊精聚合物有著高的水溶性和分子柔性， 使得其能夠很好地與藥物分子包合形成非共價復(fù)合物，因此可以提高藥物的穩(wěn)定性、水溶性，降低藥物的揮發(fā)性，控制藥物釋放速率，掩蓋不良氣味等。紫杉醇(Paclitaxel)是一復(fù)雜的二萜類化合物，分子式=C47H51NO14,分子量 853. 918，白色晶體。在pH4 8范圍內(nèi)紫杉醇比較穩(wěn)定，堿性條件下很快分解，酸性條件下比較穩(wěn)定。紫杉醇從紫杉樹皮中分離提取到的一種天然抗腫瘤物質(zhì)。紫杉醇獨特的抗癌活性機制在于它屬于有絲分裂抑制劑或紡錘體毒素，不但能抑制細胞的有絲分裂、紡錘體和紡錘絲的形成，從而阻止癌細胞的繁殖，而且能通過誘導(dǎo)和促進微管蛋白的聚合和裝配，阻止微管發(fā)生解聚，使微管穩(wěn)定，因而對于許多耐常規(guī)化療藥物的腫瘤有活性，應(yīng)用前景十分廣闊。但是，紫杉醇在室溫下很難溶于水及許多藥用溶媒，在水中溶解度僅為0. 006 mg · mL—1，口服難以吸收，通常使用靜脈注射給藥。目前，環(huán)糊精-紫杉醇包合物的制備方法已有報道，主要是采用混合溶劑法進行包合反應(yīng)。其制備方法紫杉醇與環(huán)糊精衍生物(羥丙基-β-環(huán)糊精、磺丁基-β-環(huán)糊精、 或者兩者的混合物)的質(zhì)量比為1 10 150，在環(huán)糊精衍生物水溶液中滴加紫杉醇的乙醇溶液，體系溶解后以0.2 0.4 μ m微孔濾膜過濾，濾液減壓除乙醇，減壓除水，冷凍干燥，得到固體包合物，或減壓除乙醇后得到液體包合物，其中乙醇含量小于2 %?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷是
1、根據(jù)文獻報道，環(huán)糊精與紫杉醇形成2 1的超分子包合物，即兩個環(huán)糊精分子包裹一個紫杉醇分子，因此，常見的環(huán)糊精衍生物對紫杉醇包合能力有限，包合反應(yīng)較難進行， 包合常數(shù)較小，所得超分子包合物溶解度增加的幅度也受到限制。同時所得超分子包合物的穩(wěn)定性受到一定的限制。
2、制備過程中，為了使藥物盡可能的被包裹在環(huán)糊精的空腔中，主體化合物的用量往往遠大于藥物的用量(主體化合物與藥物的質(zhì)量比10 150 1)，導(dǎo)致最終產(chǎn)品中含有大量的主體化合物，無法保證包合物的純度，為下一步藥物濃度的確定造成影響，同時過量的主體化合物對人體臟器也會造成一定的傷害。3、采用混合溶劑法制備超分子包合物，由于紫杉醇在水中溶解度極小(約為0. 006 mg · mL—1)，在混合溶劑中，仍會有部分紫杉醇不能溶解，包合反應(yīng)不是在均相體系中進行， 一方面，包合反應(yīng)不能充分進行，產(chǎn)率較低；另一方面，包合反應(yīng)結(jié)束后需要用微孔濾膜對反應(yīng)體系進行過濾，已除去尙未反應(yīng)或溶解的紫杉醇，對原藥紫杉醇造成浪費，提高了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出克服上述缺陷，制備方法簡單、產(chǎn)品純度高的一種新型 β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
1)在強堿性條件下將β-環(huán)糊精與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生交聯(lián)生成分子聚合度為3 7個環(huán)糊精單元聚合、分子量為4000 8500的β -環(huán)糊精聚合物；
2)以N，N-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑，將β-環(huán)糊精聚合物和紫杉醇發(fā)生均相超分子反應(yīng)，生成環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物；待反應(yīng)結(jié)束后，加入沉淀劑，析出固體，經(jīng)抽濾后，將濾餅用無水乙醇洗滌后置于30 50 ！真空干燥12 M h，得到白色固體，即為 β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物。本發(fā)明特點
1、本發(fā)明在生成β-環(huán)糊精聚合物時，是在堿性條件下進行交聯(lián)反應(yīng)，其氫鍵形成的剛性結(jié)構(gòu)被破壞，β -環(huán)糊精聚合物的溶解度增大，室溫下溶解度>50% (w/v)，甚至可以高達80% (w/v)以上；本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)環(huán)氧氯丙烷與β-環(huán)糊精的比列，來控制聚合物中β-環(huán)糊精單元的數(shù)目，形成的β-環(huán)糊精聚合物分子上含有3 7個環(huán)糊精單元，可以與紫杉醇形成穩(wěn)定的包合物，其包合常數(shù)為1. 2 X IO8 2. IXlO8 Μ-2。2、采用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為反應(yīng)溶劑，可以同時溶解β -環(huán)糊精聚合物與紫杉醇，使得包合反應(yīng)在均相溶液中進行，促進分子之間的有效碰撞，提高反應(yīng)的效率。3、利用β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物在乙醇中溶解度較差，以乙醇為沉淀劑， 使包合物沉淀，再經(jīng)過抽濾、洗滌、干燥后，即可獲得β -環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物。4、本發(fā)明獲得的β -環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物純度可達95、8%，于25°C條件下，在水中的溶解度約為2. 1 mg/ml，這種優(yōu)良的水溶性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不破壞紫杉醇自身的結(jié)構(gòu)和藥用性能，使得紫杉醇這種水溶性較差的天然抗癌藥物有望做成口服藥物或靜脈注射針劑。5、本發(fā)明操作簡便，條件易控，易于工業(yè)化生產(chǎn)。為了提高包合物的純度，本發(fā)明采用紫杉醇濃度遠大于β-環(huán)糊精聚合物中環(huán)糊精單體濃度的方法，所述紫杉醇與于β-環(huán)糊精聚合物的投料摩爾比為3 6 1。為了有效地析出β -環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物固定，提高產(chǎn)品收率，所述沉淀劑為乙醇。


圖1為本發(fā)明方法制成的β -環(huán)糊精聚合物在重水中的核磁氫譜圖。圖2為本發(fā)明方法制成的β -環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物以及主客體化合物的紅外光譜圖。圖3為不同濃度β -環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物的紫外光譜圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細地說明。1、β -環(huán)糊精聚合物的制備
在250 mL三口燒瓶中加入19. 7 g氫氧化鈉、25 g β-環(huán)糊精和40 mL水，常溫攪拌至固體全部溶解，接著加入6 12 mL環(huán)氧氯丙烷，30°C水浴加熱，攪拌對h。待反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)體系溫度降至室溫后，將溶液進行透析，直至溶液pH值顯中性。 對溶液進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，蒸至粘稠狀，加入無水乙醇析出白色固體，過濾，50°C真空干燥Mh。 最后得到白色的β-環(huán)糊精聚合物，產(chǎn)率50 60%。根據(jù)核磁氫譜中不同種類的質(zhì)子的積分面積來確定β-環(huán)糊精聚合物中分子聚合度。確定環(huán)糊精單元數(shù)目，從而間接確定聚合物分子量。如圖1所示，環(huán)糊精單元與環(huán)氧氯丙烷單元的質(zhì)子峰的積分面積之比約為16 1，表明環(huán)糊精單元數(shù)目為7個，再根據(jù)環(huán)糊精單元與環(huán)氧氯丙烷單元的分子量確定該聚合物的分子量約為8500。2、β -環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物的制備
在250 mL錐形瓶中加入0. 05 mol β -環(huán)糊精聚合物和1 2 mol紫杉醇，再加入100 ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，在反應(yīng)溫度15 35 °C的條件下，磁力攪拌或機械攪拌12 24 h0待反應(yīng)結(jié)束后，在錐形瓶中加入沉淀劑乙醇20 50 ml，反應(yīng)體系中有白色固體析出。抽濾固體，濾液保留并轉(zhuǎn)移至250 mL圓底燒瓶中，濾餅用少量無水乙醇洗滌，接著將固體置于30 50 ！真空干燥12 M h，得到白色固體，即為β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物，產(chǎn)率可達80 90 %。另將轉(zhuǎn)移至250 mL圓底燒瓶中的濾液，先進行減壓蒸餾，除去濾液中的乙醇(蒸餾出的乙醇可以回收再利用)，剩余濾液中含有大量未被包合的客體分子紫杉醇，可以繼續(xù)加入環(huán)糊精聚合物，進行包合反應(yīng)，重復(fù)上述操作，無需更換溶劑。保持紫杉醇的物質(zhì)的量濃度為聚合物單體物質(zhì)的量濃度的3倍以上即可。3、檢驗獲得的產(chǎn)品
(1)產(chǎn)品采用紅外光譜進行鑒定。紅外光譜由Bruker-Tensor 27紅外光譜儀測得。如圖2所示，圖中(a)紫杉醇的羰基-C=O振動和雙鍵-C=C振動吸收峰都分別在1731 cnT1和 1648 cnT1。圖(c)中1659 cnT1處的吸收峰對應(yīng)于紫杉醇的羰基C=O的特征吸收峰，由于超分子包合物的形成導(dǎo)致了其吸收峰向低波數(shù)方向移動，由此表明紫杉醇已經(jīng)進入到環(huán)糊精聚合物的空腔中，形成了超分子包合物。證明超分子包合物中含有紫杉醇有效成分。(2) β -環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物水溶性試驗的過程及結(jié)果通過Lambert-Beer定律，25°C下，對不同濃度的水溶性金絲桃素超分子包合物水溶液進行紫外光譜檢測，如圖3所示。圖3中，曲線1的包合物濃度為0. 3/mg · πι Λ曲線2的包合物濃度為0. 5/mg · mL—1，曲線3的包合物濃度為1. 0/mg · mL—1，曲線4的包合物濃度為 1. 2/mg · πι Λ曲線5的包合物濃度為1. 5/mg · mL—1。根據(jù)圖3結(jié)果，繪制濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線，將包合物的飽和水溶液的紫外吸光度與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較，計算飽和溶解度。產(chǎn)品在25°C水中的溶解度約為2. 1 mg/ml。
權(quán)利要求
1.β -環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)在強堿性條件下將β-環(huán)糊精與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生交聯(lián)生成分子聚合度為3 7個環(huán)糊精單元聚合、分子量為4000 8500的β -環(huán)糊精聚合物；2)以N，N-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑，將β-環(huán)糊精聚合物和紫杉醇發(fā)生均相超分子反應(yīng)，生成環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物；待反應(yīng)結(jié)束后，加入沉淀劑，析出固體，經(jīng)抽濾后，將濾餅用無水乙醇洗滌后置于30 50 ！真空干燥12 M h，得到白色固體，即為 β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物的制備方法，其特征在于所述紫杉醇與于β-環(huán)糊精聚合物的投料摩爾比為3 6 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物的制備方法，其特征在于所述沉淀劑為乙醇。
全文摘要
β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物的制備方法，屬于超分子包合技術(shù)領(lǐng)域水溶性藥物的制備技術(shù)領(lǐng)域。先在強堿性條件下將β-環(huán)糊精與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生交聯(lián)生成β-環(huán)糊精聚合物；再以N，N-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑，將β-環(huán)糊精聚合物和紫杉醇發(fā)生均相超分子反應(yīng)，生成β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物；反應(yīng)結(jié)束后，加入沉淀劑，析出固體，經(jīng)抽濾后，將濾餅用無水乙醇洗滌后置于30～50℃真空干燥，得到β-環(huán)糊精聚合物-紫杉醇包合物。本發(fā)明操作簡便，條件易控，產(chǎn)品純度可達95~98%，具有優(yōu)良的水溶性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不破壞紫杉醇自身的結(jié)構(gòu)和藥用性能，使得紫杉醇這種水溶性較差的天然抗癌藥物有望做成口服藥物或靜脈注射針劑。
文檔編號A61P35/00GK102302786SQ201110217860
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者刁國旺, 張旺, 范健, 陳銘 申請人:揚州大學(xué)