專利名稱：一種姜黃素聚合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種姜黃素聚合物的制備方法。

背景技術(shù)：
姜黃素，即(E，E)-1，7-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)-1，6-庚二烯-3，5-二酮，是一種從襄荷科多年生草本植物姜黃的地下根中提取的疏水多酚。在古代印度和中國，姜黃素就被用作食品香料。在傳統(tǒng)中藥中，姜黃素被作為傷口愈合和治療肝臟疾病的藥物。
近來，人們發(fā)現(xiàn)姜黃素具有各種各樣的生物和藥理活性，如抗氧化、抗炎、抗菌、抗真菌、抗癌和防癌作用等。姜黃素由于具有獨特的抗癌和防癌作用，受到了廣泛的關(guān)注。作為抗氧化劑，姜黃素可以抑制細(xì)胞增生，有望成為一種新的抗癌藥物。據(jù)報道，姜黃素可以與多種重要的細(xì)胞靶點，如NF-κB作用，從而阻止或抑制蛋白激酶C、人體表皮生長因子受體(HER-2)酪氨酸激酶和人體表皮生長因子受體(EGFR)酪氨酸激酶的功能，進(jìn)而引起細(xì)胞凋亡。體外試驗表明，姜黃素對MCF-7乳腺癌(idyalakshmi，K.；Rashmi，K.N.；Pramod，T.M.；Siddaramaiah，J.Macromol.Sci.，Pure&Appl.Chem.2004，A41，1115-1122)和HT29人體結(jié)腸癌(MParadkar，A.；Ambike，A.A.；Jadhav，B.；Mahadik，K.R.Int.J.Pharm.2004，271，281-286)都具有抗癌活性，其IC50(50％抑制的濃度)大概為20～75μM。報道稱姜黃素可以用來制備腫瘤多藥耐藥性的預(yù)防劑和逆轉(zhuǎn)藥物，如申請?zhí)枮?00710070320.4的中國專利申請中公開了一種姜黃素在制備腫瘤多藥耐藥預(yù)防劑中的用途；申請?zhí)枮?00610163262.5的中國專利申請中公開了一種姜黃素用于制備治療惡性腫瘤耐藥的逆轉(zhuǎn)藥物的應(yīng)用。
臨床和多種動物模型試驗表明，即使在很高的劑量下，姜黃素在藥理學(xué)上也是安全的。例如，在一期臨床試驗中，即使每日攝入量達(dá)到12g，姜黃素也沒有表現(xiàn)出系統(tǒng)毒性(Jackson，J.K.；Zhang，X；Stevyn，L.；William，L.H.；Helen，M.，B.Int.J.Pharm.，2004，270，185-198)；在另一臨床二期試驗中，在任何攝入量下，姜黃素都沒有表現(xiàn)出系統(tǒng)毒性(Nam，S.H.；Nam，H.Y.；Joo，J.R.；Baek，.S.；and Park，J.S.Bull.Korean Chem.Soc.2007，28，397-402)。然而，由于姜黃素不易吸附、代謝快，導(dǎo)致其生物利用率較低。有關(guān)實驗表明，姜黃素因其較低的生物利用率，對于肝癌和肺癌均沒有表現(xiàn)出抗癌性。因此，即使姜黃素在藥理學(xué)上安全并且能對多種疾病起作用，但是它至今仍未被批準(zhǔn)作為藥物使用。另外，姜黃素在酸性條件下不能溶于水中，而在中性或者堿性條件下又快速分解，使得它的生物利用率低，不能直接作為藥物使用。
目前，人們利用脂質(zhì)體(Li，L.；Braiteh，F(xiàn).S.；Kurzrock，R.Cancer 2005，104，1322-1331)和納米顆粒(Karikar，C.；Maitra，A.；Bisht，S.；Feldmann，G.；Soni，S.；Ravi，R.J.Nanobio-technol.2007，5，3.)負(fù)載姜黃素，或者使用樹枝狀聚合物(Shi，W.；Dolai，S.；Rizk，S.et al.Org.Lett.2007，9，5461-5464.)、聚乙二醇(Safavy，A.；Raisch，K.P.；Mantena，S.；et al.J.Med.Chem.2007，50，6284-6288)等聚合物制備姜黃素鍵合物，或者對姜黃素進(jìn)行化學(xué)修飾使其變成水溶性物質(zhì)(Dubey，S.K.；Sharma，A.K.；Narain，U.；Misra，K.；Pati，U.Eur.J.Med.Chem.2008，43，1837-1846.)，提高其穩(wěn)定性和生物利用率。也有專利報道利用磷脂負(fù)載載姜黃素以改進(jìn)其生物利用率(Giori，Milano(IT)；Federico Franceschi，Milano(IT)，Phospholipidcomplexes of curcumin having improved bioavailability，US，2009，0131373A1)。但是這些方法的負(fù)載效率和負(fù)載能力都很差，所以在應(yīng)用時須要使用大量的載體材料。另外，這些方法所得到的藥物在血液中的穩(wěn)定性較差，可能會引起暴釋，導(dǎo)致藥物不能到達(dá)腫瘤位置，影響其抗癌性能。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種姜黃素聚合物的制備方法，利用天然抗癌藥物姜黃素與一種或多種單體聚合，制備具有抗癌活性的姜黃素聚合物，提高了姜黃素在藥物中的載藥量。該制備方法簡單，操作方便，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
一種姜黃素聚合物的制備方法，包括在催化劑的作用下，將姜黃素與單體溶于有機(jī)溶劑中，于0～100℃(優(yōu)選30～50℃)縮聚反應(yīng)1～48小時，經(jīng)純化處理得到姜黃素聚合物。
所述的單體可選用二酸單體、二酸酐單體、二酰氯單體、二烯單體、二醇單體中的一種或多種；選用多種單體時，可以將多種單體同時加入與姜黃素反應(yīng)，也可以分開逐步加入與姜黃素反應(yīng)，各單體的摩爾比例可以根據(jù)實際需要任意選擇，為了得到分子量較大且在體內(nèi)停留時間合適的姜黃素聚合物，優(yōu)選姜黃素與二醇的總量與二酸單體、二酸酐單體、二酰氯單體、二烯單體中的一種或多種的摩爾比為0.5～1.5。
由于姜黃素帶有兩個羥基，二酸單體中的羧基、二酸酐單體中的酸酐、二酰氯單體中的酰氯都能與姜黃素的兩個羥基發(fā)生縮合反應(yīng)生成姜黃素聚合物；二烯單體能與姜黃素的兩個羥基發(fā)生加成反應(yīng)生成姜黃素聚合物；二醇單體具有與姜黃素一樣的官能團(tuán)，用作共聚單體可以改善姜黃素聚合物的水溶性。
所述的二酸單體優(yōu)選丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、5-羥基間苯二酸、3，3′-二硫代二丙酸乙二酸等中的一種或多種。
所述的二酸酐單體優(yōu)選均苯四甲酸酐、環(huán)丁烷四甲酸二酐、3，3′-二硫代二丙酸乙二酸酐、二亞乙基三胺五乙酸二酐、丙二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、庚二酸酐、辛二酸酐、壬二酸酐、葵二酸酐、鄰苯二甲酸酐等中的一種或多種。
所述的二酰氯單體優(yōu)選草酰、丙二酰氯、丁二酰氯、戊二酰氯、己二酰氯、庚二酰氯、辛二酰氯、壬二酰氯、葵二酰氯、對苯二甲酰氯、鄰苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯、鄰苯二甲酰氯等中的一種或多種。
所述的二醇單體為任意兩端帶羥基的二醇，優(yōu)選帶羥基端基的聚乙二醇大分子單體，如單甲氧基聚乙二醇(PEG-diol)，更優(yōu)選數(shù)均分子量為200～2000的聚乙二醇。
所述的二烯單體優(yōu)選二乙烯基砜、三乙二醇二乙烯基醚等中的一種或多種。
所述的催化劑選用本領(lǐng)域縮聚反應(yīng)常用的催化劑即可，如N，N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、對甲苯磺酸、三乙胺等中的一種或多種；催化劑的用量為本領(lǐng)域縮聚反應(yīng)的常用劑量。
所述的有機(jī)溶劑選用本領(lǐng)域縮聚反應(yīng)常用的有機(jī)溶劑即可，如二甲基亞砜(DMSO)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷、四氫呋喃(THF)等。
所述的純化處理根據(jù)制備得到的姜黃素聚合物的特性用溶劑沉淀純化即可，一般采用無水乙醚進(jìn)行沉淀純化。
本發(fā)明的制備方法可以根據(jù)實際需要制備得到聚合度從十幾到一百、分子量在幾千到十幾萬的姜黃素聚合物，該姜黃素聚合物溶于水或在含水的溶液中會形成納米顆粒，可直接作用于體內(nèi)。姜黃素的是疏水性的，與其他單體聚合物以后，引入了親水鏈段如PEG，通過疏水相互作用自組狀形成納米顆粒。
本發(fā)明具有如下有益效果 本發(fā)明方法簡單，操作方便，制備得到的姜黃素聚合物具有出色的熱穩(wěn)定性，儲存穩(wěn)定性，可控的分子量以及可控的降解速率，與姜黃素本身相比，不僅極大地提高了姜黃素的穩(wěn)定性和生物利用率，同時明顯提高了姜黃素對癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性和抗癌能力，有望成為一類新的抗癌藥物。



圖1為實施例8制備的姜黃素聚合物對癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性效果圖； 圖2為實施例8制備的姜黃素聚合物的體內(nèi)抗癌效果圖。

具體實施例方式 實施例1 將2.000g姜黃素和1.183g均苯四甲酸酐溶解在50ml DMSO中，在50℃反應(yīng)24小時，產(chǎn)物用THF沉淀，洗滌得到姜黃素均苯四甲酸聚合物。將該聚合物1g溶解到40ml DMSO中，加入2g單甲氧基聚乙二醇(數(shù)均分子量Mn＝1100)，2.5g DCC和0.2g DMAP，反應(yīng)24小時后，用無水乙醚沉淀，得到2.2g具有如下結(jié)構(gòu)式的最終產(chǎn)物，產(chǎn)率74％。

上述結(jié)構(gòu)式中，m＝24.5，5＜n＜100。
實施例2 除了用二亞乙基三胺五乙酸二酐代替均苯四甲酸酐，其余操作均與實施例1相同，得到2.3g具有如下結(jié)構(gòu)式的最終產(chǎn)物，產(chǎn)率75％。

上述結(jié)構(gòu)式中，m＝24.5，5＜n＜100。
實施例3 除了用環(huán)丁烷四甲酸二酐代替均苯四甲酸酐，其余操作均與實施例1相同，得到2.0g具有如下結(jié)構(gòu)式的最終產(chǎn)物，產(chǎn)率70％。

上述結(jié)構(gòu)式中，m＝24.5，5＜n＜100。
實施例4 將1.000g姜黃素與0.571g 3，3′-二硫代二丙酸，以及1.15g DCC和0.1g DMAP溶解在40ml THF中，在室溫下攪拌1天后，用大量冰的無水乙醚沉淀，再用THF溶解，然后用無水乙醚沉淀純化，得到1.1g具有如下結(jié)構(gòu)式的最終產(chǎn)物，產(chǎn)率85％。

上述結(jié)構(gòu)式中，5＜n＜100。
實施例5 將0.876g姜黃素、1.0g 3-巰基丙酸、4.755g PEG-diol(其數(shù)均分子量Mn為2000)，以及2.0g DCC和0.1g DMAP溶解在80ml THF中，室溫下攪拌一天，用大量無水乙醚沉淀后，再用THF溶解，然后用無水乙醚沉淀純化，得到5.2g具有如下結(jié)構(gòu)式的最終產(chǎn)物，產(chǎn)率74％。

上述結(jié)構(gòu)式中，m＝45，5＜p＜100，5＜q＜100。
實施例6 將0.552g姜黃素、0.600g二乙烯基砜、1.400g PEG-diol(其數(shù)均分子量Mn為400)和10μg對甲苯磺酸溶解在50ml THF中，50℃攪拌12小時后，用正己烷沉淀，然后再次從THF中沉淀純化，得到1.8g具有如下結(jié)構(gòu)式的最終產(chǎn)物，產(chǎn)率72％。

上述結(jié)構(gòu)式中，m＝45，5＜p＜100，5＜q＜100。
實施例7 將1.800g姜黃素、1.0g三乙二醇二乙烯基醚和10μg對甲苯磺酸溶解在40ml THF中，在50℃反應(yīng)12小時后，用正己烷沉淀，再用THF溶解，然后用無水乙醚沉淀純化，得到2.4g具有如下結(jié)構(gòu)式的最終產(chǎn)物，產(chǎn)率80％。

上述結(jié)構(gòu)式中，5＜n＜100。
實施例8 將1.10g姜黃素、1.40g PEG-diol(其數(shù)均分子量Mn為200)、2.12g三乙二醇二乙烯基醚和20μg對甲苯磺酸溶解在50ml THF中，在50℃反應(yīng)過夜，加入無水乙醚沉淀，再用THF溶解，用無水乙醚沉淀純化，得到3.6g具有如下結(jié)構(gòu)式的最終產(chǎn)物，產(chǎn)率77％。

上述結(jié)構(gòu)式中，m＝45，5＜p＜100，5＜q＜100。
實施例9 將1.1g姜黃素和0.72g三乙胺溶解在50ml THF中，在冰水浴下，把0.553g丁二酰氯緩慢滴加到姜黃素的THF溶液中，在室溫下反應(yīng)過夜，然后用正己烷沉淀下來，得到1.3g具有如下結(jié)構(gòu)式的產(chǎn)物，產(chǎn)率78％。

上述結(jié)構(gòu)式中5＜n＜100。
以實施例8制備的姜黃素聚合物(簡稱聚合物8)為例，利用本領(lǐng)域通用的檢測細(xì)胞存活和生長的MTT(3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴鹽)法檢測聚合物8對癌細(xì)胞SKOV-3、OVCAR、MCF-7的細(xì)胞毒性，將SKOV-3細(xì)胞、OVCAR細(xì)胞、MCF-7細(xì)胞分別用聚合物8處理72h，然后在空白培養(yǎng)基中培養(yǎng)24h，計算癌細(xì)胞的存活率，具體如圖1所示。
其中，MTT法的檢測原理為活細(xì)胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶能使外源性MTT還原為水不溶性的藍(lán)紫色結(jié)晶甲瓚(Formazan)并沉積在細(xì)胞中，而死細(xì)胞無此功能。二甲基亞砜(DMSO)能溶解細(xì)胞中的甲瓚，用酶聯(lián)免疫檢測儀在490nm波長處測定其光吸收值，可間接反映活細(xì)胞數(shù)量。在一定細(xì)胞數(shù)范圍內(nèi)，MTT結(jié)晶形成的量與細(xì)胞數(shù)成正比。
從圖1可看出實施例8制備的姜黃素聚合物對SKOV-3、OVCAR、MCF-7具有比姜黃素更高的細(xì)胞毒性，通過將姜黃素做成聚合物，極大地提高了姜黃素對癌細(xì)胞的作用效果，有望實現(xiàn)臨床應(yīng)用。
在以實施例8合成的聚合物為例的小鼠體內(nèi)實驗中，注射藥物的劑量為100mg/kg，48小時后，注射實施例8制備的姜黃素聚合物的小鼠的腫瘤重量為0.4870g，而對照的注射磷酸鹽緩沖液(PBS)的小鼠體內(nèi)的腫瘤為1.5737g，這證明實施例8制備的姜黃素聚合物具有極高的抑制腫瘤生長的能力，具體如圖2所示。
權(quán)利要求
1、一種姜黃素聚合物的制備方法，包括在催化劑的作用下，將姜黃素與其它單體溶于有機(jī)溶劑中，于0～100℃縮聚反應(yīng)1～48小時，經(jīng)純化處理得到姜黃素聚合物；
所述的其它單體為二酸單體、二酸酐單體、二酰氯單體、二烯單體、二醇單體中的一種或多種。
2、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的二酸單體為丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、5-羥基間苯二酸、3，3′-二硫代二丙酸乙二酸中的一種或多種。
3、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的二酸酐單體為均苯四甲酸酐、環(huán)丁烷四甲酸二酐、3，3′-二硫代二丙酸乙二酸酐、二亞乙基三胺五乙酸二酐、丙二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、庚二酸酐、辛二酸酐、壬二酸酐、葵二酸酐、鄰苯二甲酸酐中的一種或多種。
4、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的二酰氯單體為草酰、丙二酰氯、丁二酰氯、戊二酰氯、己二酰氯、庚二酰氯、辛二酰氯、壬二酰氯、葵二酰氯、對苯二甲酰氯、鄰苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯、鄰苯二甲酰氯中的一種或多種。
5、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的二醇單體為兩端帶羥基的二醇。
6、如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的二醇單體為帶羥基端基的聚乙二醇。
7、如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于所述的二醇單體為數(shù)均分子量為200～2000的聚乙二醇。
8、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的二烯單體為二乙烯基砜、三乙二醇二乙烯基醚中的一種或兩種。
9、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于姜黃素與二醇單體的總量與二酸單體、二酸酐單體、二酰氯單體、二烯單體的一種或多種的摩爾比為0.5～1.5。
10、如權(quán)利要求1～9任一所述的制備方法制備得到的姜黃素聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種姜黃素聚合物的制備方法，包括在催化劑的作用下，將姜黃素與單體溶于有機(jī)溶劑中，于0～100℃縮聚反應(yīng)1～48小時，經(jīng)純化處理得到姜黃素聚合物；所述的單體為二酸單體、二酸酐單體、二酰氯單體、二烯單體、二醇單體中的一種或多種。該方法簡單，操作方便，制備得到的姜黃素聚合物具有出色的熱穩(wěn)定性，儲存穩(wěn)定性，可控的分子量以及可控的降解速率，與姜黃素本身相比，不僅極大地提高了姜黃素的穩(wěn)定性和生物利用率，同時明顯提高了姜黃素對癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性和抗癌能力。
文檔編號C08G63/676GK101628969SQ20091010138
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者申有青, 唐建斌, 隋梅花, 黃金強 申請人:浙江大學(xué)