本發(fā)明屬于靶向抗腫瘤化療藥物研究領(lǐng)域，具體涉及一種pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物及其合成方法。

背景技術(shù)：

腫瘤是威脅人類生命健康的最大殺手，尤其當(dāng)前全球環(huán)境惡化使得惡性腫瘤（癌癥）患者人數(shù)大大增加：全球每年因各種癌癥導(dǎo)致死亡人數(shù)達(dá)數(shù)百萬。傳統(tǒng)上治療腫瘤的手段有手術(shù)、化療及放療等3種療法，但由于上述治療方法缺乏靶向性，在治療腫瘤的同時(shí)也大大地?fù)p害了機(jī)體的正常組織及細(xì)胞，不能達(dá)到良好的抗腫瘤效果。因此腫瘤的靶向性治療是攻克腫瘤的關(guān)鍵，開發(fā)靶向抗腫瘤化療藥物成為主要的研究方向。

嵌段共聚物是指在單一線性分子中存在兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)不同的鏈段，可根據(jù)需要合成具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量的共聚物。兩親性嵌段共聚物一般是由親水嵌段和疏水嵌段構(gòu)成，在水性介質(zhì)中可自組裝形成穩(wěn)定的核-殼型聚合物膠束結(jié)構(gòu)，疏水嵌段聚集形成內(nèi)核，親水嵌段形成外殼，其內(nèi)核可作為疏水藥物的貯庫。嵌段共聚物膠束因具有體內(nèi)外穩(wěn)定性高、生物相容性好、對藥物具有控釋、靶向作用等特性正成為藥劑學(xué)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。其中，pH敏感嵌段共聚物膠束作為抗腫瘤藥物的靶向載體引起了廣泛關(guān)注。pH敏感膠束除了具備普通膠束的優(yōu)點(diǎn)，還可以利用腫瘤部位與正常組織pH的差異實(shí)現(xiàn)觸發(fā)釋藥，將抗腫瘤藥物更準(zhǔn)確地輸送到腫瘤靶部位，大大降低藥物對正常組織的傷害，增大了藥物的最大耐受劑量，大幅度提高藥物治療作用，并有效地克服了普通聚合物膠束在靶部位釋藥緩慢，游離藥物濃度較低的缺陷。

殼聚糖也稱甲殼胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是D-氨基-葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵結(jié)合而成，是甲殼素脫乙酰后制成的一種天然生物高分子，為生物界大量存在的線性氨基多糖，因其生物相容性好、可生物降解性、無免疫原性等特點(diǎn)，為近年來多糖類大分子的研究熱點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。利用殼聚糖分子鏈上的氨基和羥基，將刺激響應(yīng)性高分子接枝到殼聚糖分子鏈上，形成殼聚糖嵌段共聚物，既可以保持殼聚糖的原有特性，又可賦予殼聚糖嵌段共聚物新的特性，對于擴(kuò)展殼聚糖的應(yīng)用范圍，促進(jìn)該資源的綜合利用具有重要的意義。

茄尼醇又名九聚異戊二烯伯醇，因其獨(dú)特的長碳鏈而成為了泛醌類藥物中間體不可替代的成分，是合成維生素K的側(cè)鏈和輔酶Q10以及合成抗?jié)兯幬铩⒖拱┧幬锊豢商娲奶烊辉?。若將茄尼醇作為雙親性嵌段共聚物親油端，其獨(dú)特的長碳鏈將賦予這類雙親性嵌段共聚物膠束極大的載藥量，因此，開發(fā)以茄尼醇為親油端的雙親性嵌段共聚物具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物及其合成方法，該糖嵌段共聚物作為抗癌藥物的載體，可以發(fā)揮抗癌藥物的靶向抗腫瘤作用。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物，該嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)通式如下：

所述嵌段共聚物的紅外光譜特征峰波數(shù)分布為：3300-3500 cm^-1，3000-3300 cm^-1，2800-3000 cm^-1，1650-1680 cm^-1，1590-1620 cm^-1，1300-1480 cm^-1，1050-1200 cm^-1。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案為：

一種pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物的合成方法，該嵌段共聚物由低分子量的親水性殼聚糖和親油性茄尼醇制備而成；合成步驟包括先選擇性的氧化茄尼醇，得到茄尼醛，再通過茄尼醛的醛基與殼聚糖的氨基縮合形成席夫堿，即為pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物。

具體包括如下步驟：

步驟一，茄尼醇的選擇性氧化

取茄尼醇溶解于丙酮，取鎢酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨溶于鹽酸溶液，將上述兩種溶液混合，于60～80℃滴加過氧化氫，攪拌反應(yīng)7～9 h；反應(yīng)結(jié)束后，用石油醚萃取反應(yīng)液，收集石油醚萃取所得上層液體，蒸餾除去石油醚后得黃褐色液；

將所得黃褐色液溶于無水乙醇，取2，4-二硝基苯肼溶于無水乙醇，將兩者混合，加入冰醋酸于75～85 ℃下攪拌反應(yīng)3～5 h；放冷，過濾得沉淀，沉淀用無水乙醇重結(jié)晶兩次得苯腙；

將苯腙置于反應(yīng)容器中，依次加入乙腈溶液、二水合氯化銅和水，在65 ～75℃下攪拌回流反應(yīng)2～4 h，反應(yīng)結(jié)束后，蒸干溶劑；

殘余物加入到體積比為1:1的乙酸乙酯和水的混合液中，于室溫?cái)嚢璺磻?yīng)1～2 h。分取有機(jī)層，蒸去溶劑，殘余物用五氧化二磷真空干燥11～13 h，得茄尼醛；

步驟二，茄尼醛與殼聚糖的縮合

將殼聚糖溶于無水乙醇中；取茄尼醛溶于無水乙醇，緩慢加入上述殼聚糖溶液和冰醋酸，于70～90 ℃反應(yīng)4～6 h。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，靜置，抽濾得粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用無水乙醇重結(jié)晶得pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物。

所述殼聚糖的分子量為5000道爾頓。

步驟一中所述茄尼醇、鎢酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、過氧化氫、2，4-二硝基苯肼、冰醋酸、二水合氯化銅的摩爾比為1:0.0048:0.0031:1.75:0.032:0.4375:2。

步驟一中所述鹽酸溶液濃度為0.1mol/L；所述過氧化氫的質(zhì)量濃度為30%；所述乙腈溶液的質(zhì)量濃度為80%。

步驟二中所述殼聚糖、茄尼醛、冰醋酸的摩爾比為1:0.1:17.5。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的合成方法中以廉價(jià)和生物相容性好的茄尼醇和殼聚糖為原料，合成操作簡單，成本較低，條件溫和，合成副產(chǎn)物少，反應(yīng)試劑對操作人員健康危害小。

本發(fā)明的嵌段共聚物中的希夫堿連接鍵弱堿性環(huán)境穩(wěn)定而酸性環(huán)境水解的性質(zhì)，形成一種既含親水性殼聚糖又含親油性茄尼醇的pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物，通過膠束形式作為抗癌藥物紫杉醇的載體，表現(xiàn)出了pH值敏感性，能使紫杉醇選擇性在腫瘤組織內(nèi)的pH值條件下進(jìn)行釋放，發(fā)揮該藥的靶向抗腫瘤作用。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1制得的茄尼醛的紅外光譜圖。

圖2為實(shí)施例1制得的pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物的紅外光譜圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

步驟一，茄尼醇的選擇性氧化

取茄尼醇5.0 g溶解于60 mL丙酮中；另取0.13 g鎢酸鈉和0.09g十六烷基三甲基溴化銨溶于8.00 mL濃度為0.1mol/L的鹽酸中。分別將上述兩種溶液倒入200 mL燒瓶中，于60～80℃緩慢滴加14 mL的30%的過氧化氫，攪拌反應(yīng)7 ～9h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液轉(zhuǎn)至分液漏斗中，用石油醚萃取至上層液體為無色，收集石油醚萃取的所有上層液體，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除凈石油醚后得黃褐色液。將所得黃褐色液溶于50 mL無水乙醇中，另取0.5g的2，4-二硝基苯肼溶于10 mL無水乙醇，將兩者置于100 mL燒瓶中，并加入2 mL冰醋酸于75～95 ℃下攪拌反應(yīng)3 ～5h。放冷，過濾得沉淀，沉淀用無水乙醇重結(jié)晶兩次得淡黃色固體。將淡黃色固體（苯腙）置于100 mL燒瓶中，依次加入20 mL的80%的乙腈溶液、2.7g二水合氯化銅以及5 mL水，在65～85 ℃下攪拌回流反應(yīng)2～4 h。反應(yīng)結(jié)束后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干溶劑。殘余物轉(zhuǎn)至100 mL燒瓶中，依次加入30 mL乙酸乙酯和水30 mL，于室溫?cái)嚢璺磻?yīng)1～2 h。分取有機(jī)層，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸去溶劑，殘余物用五氧化二磷真空干燥11～13 h，得茄尼醛，經(jīng)計(jì)算其產(chǎn)率為59.84%。

步驟二，茄尼醛與殼聚糖的縮合形成嵌段共聚物

將10.00 g分子量為5000道爾頓的殼聚糖溶于20 mL的無水乙醇中；另取0.12 g 茄尼醛和20 mL無水乙醇置于反應(yīng)容器中，緩慢加入殼聚糖溶液和2 mL的冰乙酸，于70～90 ℃反應(yīng)4～6 h。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，靜置，抽濾得粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用無水乙醇重結(jié)晶三次后得茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物，經(jīng)計(jì)算其產(chǎn)率為71.45%。

實(shí)施例2

將選擇性氧化的茄尼醛及合成的嵌段共聚物分別進(jìn)行紅外光譜測定，其光譜圖如附圖1及附圖2所示。

從圖1可以看出，選擇性氧化茄尼醇的產(chǎn)物在3116.1 cm^-1、2923.9 cm^-1、2855.6 cm^-1、1742.2 cm^-1、1668.5 cm^-1、1443.4 cm^-1、1380.1 cm^-1、1094.2 cm^-1及838.0 cm^-1存在特征吸收。3116.1 cm^-1為碳碳雙鍵的氫的吸收峰，2923.9 cm^-1為甲基伸縮振動(dòng)吸收峰，2855.6 cm^-1為亞甲基伸縮振動(dòng)的吸收峰，1742.2 cm^-1為醛基的吸收峰，1668.5 cm^-1為碳碳雙鍵的特征吸收峰，1443.4 cm^-1和1380.1 cm^-1為甲基和亞甲基彎曲振動(dòng)的吸收峰。這些與茄尼醛的紅外光譜特征相符，結(jié)果表明，按照本專利的路線能成功選擇性氧化茄尼醇得到茄尼醛產(chǎn)物。

從圖2可以看出，合成的嵌段共聚物在3424.2 cm^-1、3116.1 cm^-1、2923.4 cm^-1、2854.4 cm^-1、1664.3 cm^-1、1613.9 cm^-1、1439.1 cm^-1、1379.8 cm^-1、1080.0 cm^-1和1162.4 cm^-1存在特征吸收。其各峰歸屬為1613.9 cm^-1亞胺基的特征吸收峰，1664.3 cm^-1為碳碳雙鍵的特征吸收峰，3116.1 cm^-1為碳碳雙鍵的氫的吸收峰，3424.2 cm^-1處的一個(gè)寬峰為羥基和氨基的特征吸收峰，1080.0 cm^-1和1162.4 cm^-1分別為碳碳鍵和醚鍵的特征吸收峰，2923.4 cm^-1為甲基伸縮振動(dòng)吸收峰，2854.4 cm^-1為亞甲基伸縮振動(dòng)的吸收峰。1439.1 cm^-1和1379.8 cm^-1為甲基和亞甲基彎曲振動(dòng)的吸收峰。這些與pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物的紅外光譜特征相符，結(jié)果表明，按照本專利的路線能成功合成出pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物。

實(shí)施例3

嵌段共聚物以膠束形式為藥物載體的體外釋放性能測試

將5 mg的紫杉醇和10 mg合成的嵌段共聚物加入10 mL四氫呋喃超聲溶解，將該有機(jī)相緩慢滴至高速攪拌的水相中，室溫?fù)]發(fā)24 h后，以5000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min，除去未包裹的游離紫杉醇，得紫杉醇的載藥膠束溶液。精密吸取2份2 mL的載藥膠束于透析袋中，分別置于100 mL pH 7.4（仿正常體液pH值）緩沖溶液和pH 5.4（仿腫瘤組織內(nèi)pH值）緩沖溶液的釋放介質(zhì)內(nèi)，于37℃恒溫?fù)u床震蕩（轉(zhuǎn)速為100 r/min）24 h后，分別取0.5 mL釋放介質(zhì)，測定并計(jì)算紫杉醇的釋放率，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，pH 7.4緩沖溶液中紫杉醇平均累積釋放率為27.15%，pH 5.4緩沖溶液中紫杉醇平均累積釋放率為83.76%。結(jié)果表明，利用合成出pH值敏感型雙親性茄尼醇/殼聚糖嵌段共聚物的膠束作為抗癌藥物紫杉醇的載體，表現(xiàn)出了pH值敏感性，能使紫杉醇選擇性在腫瘤組織內(nèi)的pH值條件下進(jìn)行釋放，發(fā)揮該藥的靶向抗腫瘤作用。