專利名稱：水溶性輔酶q10復合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水溶性輔酶QlO復合物及其制備方法，屬精細化工技術領域，具體涉 及用單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精功能分子制備輔酶QlO的水溶性復合 物。水溶性輔酶QlO復合物可以對輔酶QlO起到增溶和緩釋作用，進而增強和延長藥效。
背景技術：
輔酶QlO (1)的結構如下所示，化學名為2，3- 二甲氧基-5-甲基_6_癸異戊烯基苯 酉昆(2,3_Dimethoxy_5_methyl_6_decaprenyl_l,4_benzoquinone),是——禾中酉昆環(huán)類化合物。 1940年Moore等發(fā)現(xiàn)輔酶QlO是一類與維生素類有共同特征的脂溶性醌類化合物，它廣泛 存在于動物、植物、微生物等細胞線粒體上，在各種生物的氧化還原反應中能夠輸送電子， 是細胞自身產生的天然抗氧化劑，具有重要的生理作用。輔酶QlO可應用于治療心絞痛、心 力衰竭、冠心病、心肌病、腎炎、慢性阻塞性肺疾病、流行性乙型腦炎、急性腦梗塞、褥瘡、壞 血病、心臟病、病毒性肝炎、先天性再生性貧血、肺氣腫、支氣管哮喘等疾病。目前，一些科學 家的研究結果表明輔酶QlO還具有清除自由基的作用，可顯著降低化療藥阿霉素的心臟毒 性，并發(fā)現(xiàn)輔酶QlO是所有類型細胞發(fā)揮正常功能不可或缺的基礎，補充輔酶QlO有益于治 療多種疾病。動物實驗結果還表明輔酶QlO具有抗腫瘤作用。
OCH3 CH3
CH,輔酶QlO具有較大的應用價值和經濟效益，但輔酶QlO幾乎不溶于水的特性(水 溶解度僅為 8. OX l(T5mg/mL，Μ. Μ. Fir, A. Smidovnik, L. Milivojevic, J. Zmitek, M. Prosek. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 2009，64，225.)，限制了輔酶 QlO 在臨床上的使用。環(huán)糊精(cyclodexrin，⑶)系淀粉經酶解環(huán)合后得到的由6 12個葡萄糖分子 連接而成的環(huán)狀低聚糖化合物，具有“外親水，內疏水”的特點(劉育，尤長城，張衡益.《超 分子化學-合成受體的分子識別與組裝》，南開大學出版社，2001年)，是良好的天然合成 包合材料。藥物與環(huán)糊精形成環(huán)糊精復合物后，能顯著地改善藥物的理化性質，有利于藥 物在胃腸道中的快速溶解，使難溶性藥物的溶解度和生物利用度提高，還能解決一些藥物 制劑生產中遇到的諸多困難，為藥物新制劑、新劑型的發(fā)展提供了有效手段(K.Uekama， F. Hirayama, Τ. Irie, Chem. Rev. 1998，98，2045.)。常見的環(huán)糊精是由 6、7、8 個葡萄糖分子 通過α-1，4-苷鍵連接而成的環(huán)狀化合物，分別稱之為α，β和Y環(huán)糊精。其中應用較多的是β-環(huán)糊精及其衍生物。因此，很多科學家致力于輔酶QlO和環(huán)糊精復合物的研究。然而結果表明，天 然環(huán)糊精對輔酶QlO分子的包結配位作用較微弱，對輔酶QlO的增溶僅有100-1000倍 (Μ. Μ. Fir, A. Smidovnik, L. Milivo jevic, J. Zmitek, M. Prosek. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 2009,64,225.)。如果引入一些水溶性較好的功能基團對天然環(huán)糊精進行修飾后，得 到的修飾環(huán)糊精不僅可擴展其原有的分子鍵合能力，增大其對藥物分子的鍵合能力，還可 通過形成復合物后大幅度提高藥物的溶解度。單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán) 糊精是一類水溶性較好且無毒的多胺修飾環(huán)糊精，其合成方法為已有技術(例如可見 I. Tabushi, N. Shimizu, T. Sugimoto, M. Shiozuka, K. Yamamura, J. Am. Chem. Soc. 1977,99, 7100 ；I.Tabushi, N. Shimizu, Jpn.Kodai Tokkyo Koho 78102985,1978[Chem. Abstr., 1979，90，391%b])。單二乙烯三胺基)_6_脫氧]-β -環(huán)糊精可作為一種功能受體 對輔酶QlO進行水溶性復合物的開發(fā)應用。但迄今為止，用多胺修飾環(huán)糊精包結輔酶QlO 分子得到固態(tài)復合物未見報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，開發(fā)能大幅度提高輔酶QlO水溶解度的技 術，即提供一種新的水溶性輔酶QlO復合物及其制備方法，具體是提供單-[6- (二乙烯三胺 基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精功能分子制備的輔酶QlO水溶性復合物及其制備方法。本發(fā)明水溶性輔酶QlO復合物是單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精 與輔酶QlO的復合物，復合物中輔酶QlO與單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精 的復合比為1 1(即輔酶QlO與單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精的重量比 為 1 1.4)。本發(fā)明水溶性輔酶QlO復合物的制備方法包括以下步驟1)將輔酶QlO溶入四氫呋喃中，再將所得溶液加入單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫 氧]-β -環(huán)糊精水溶液中，20-40°C下攪拌2 4天進行反應，投入的輔酶QlO與投入的 單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精的摩爾比為1 1至1 3。2)蒸發(fā)除去四氫呋喃，抽濾除去未參與包結的輔酶Q10，將所得的濾液蒸干，得晶 體，真空干燥，得單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精與輔酶QlO的復合物。本發(fā)明水溶性輔酶QlO復合物的最佳制備方法是按以下步驟1)室溫下將單-(6-氧-6-對甲苯磺?；?-β -環(huán)糊精加入到過量的，經蒸餾提純 過的二乙烯三胺中，氮氣保護下攪拌至溶解后升溫到76°C反應7小時，然后減壓蒸餾掉大 部分二乙烯三胺，把剩余的液體加入到丙酮中，抽濾收集沉淀，重復次操作一次，在把丙酮 換成無水乙醇進行此操作一次，得粗產物。2)將所得粗產物溶于水，使用kphadex G_25凝膠柱分離，以二次蒸餾水為洗脫 劑，得到單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精。3)將輔酶QlO溶入少量四氫呋喃中至溶解，再將輔酶QlO四氫呋喃溶液加入 單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精水溶液中，常溫下攪拌3天；4)蒸發(fā)除去四氫呋喃，抽濾除去未參與包結的輔酶Q10，將所得的濾液蒸干，即得 晶體，真空干燥，可得單-[6- ( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精與輔酶QlO的復合物。
本發(fā)明所得固體產物經過1H NMR、X射線粉末衍射(XRD)、熱重-差熱(TG-DTA)分 析、IR等手段證明。有益效果單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精作為一種無毒性且易溶 于水的藥物載體，在對輔酶QlO包結后，能大大提高該藥物在水中的溶解度。本發(fā)明采用超 分子方法制備并分離得到單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精與輔酶QlO的固態(tài) 復合物，它可迅速溶于水，使輔酶QlO的水溶解度從原有的8. OX 10_5mg/mL提高到1. 52mg/ mL，增溶19000倍。所得復合物可以作為輔酶QlO的替代品應用于臨床，為輔酶QlO的臨床 試用提供了新的水溶性緩釋復合物。


圖1中a、b、c分別為單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精、所得的復合 物和輔酶QlO的1H NMR譜圖。圖2中a、b、c分別為輔酶Q10、單二乙烯三胺基)_6_脫氧]-β -環(huán)糊精和 所得的復合物的X射線粉末衍射圖。圖3中a、b、c分別為輔酶Q10、單二乙烯三胺基)_6_脫氧]-β -環(huán)糊精和 所得的復合物的熱重-差熱分析聯(lián)用圖。圖4中a、b、c分別為輔酶Q10、單二乙烯三胺基)_6_脫氧]-β -環(huán)糊精和 所得的復合物的紅外光譜圖。圖5為單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精的合成路線圖。圖6為25°C時單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]_ β -環(huán)糊精/輔酶QlO復合物 的相溶解度圖
具體實施例方式實施例1。本發(fā)明所涉及的單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精與輔酶 QlO的復合物按下述方法制備1)單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精的合成路線見圖5。(按照文獻 合成，I. Tabushi, N. Shimizu, T. Sugimoto, M. Shiozuka, K. Yamamura, J. Am. Chem. Soc. 1977, 99,7100 ；I.Tabushi, N. Shimizu, Jpn. Kodai Tokkyo Koho 78 102 985，1978[Chem. Abstr. ，1979，90，39196b])在IOOmL干燥圓底燒瓶中先加入蒸餾提純過的二乙烯三胺40mL，攪拌中加入 單-(6-氧-6-對甲苯磺?；?_β -環(huán)糊精5. Og,氮氣保護，溶解后升溫至76°C左右反應 7小時，然后減壓蒸餾掉大部分二乙烯三胺，把剩余的液體加入到丙酮中，抽濾收集沉淀， 重復次操作一次，在把丙酮換成無水乙醇進行次操作一次，得粗產物。將上面所得的產品 溶于水，使用kphadex G-25凝膠柱分離，以二次蒸餾水為洗脫劑，得到單二乙烯 三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精O)。最后產率為31%?；衔?的屯NMR表征數(shù)據(jù)為 1H NMR (D2O, TMS, ppm) δ 2. 70-2. 90 (m, 8H)，δ 3. 50-4. 00 (m, 42H)，δ 3. 05-3. 10 (m, 4H)， 5. 10(s，7H)。2)將34.0!^(約0.03讓01)單二乙烯三胺基)_6_脫氧]-β -環(huán)糊精溶于 14mL 二次蒸餾水中，將38. 83mg(約0. 045mmol)輔酶QlO溶于7mL四氫呋喃中，將所得7mL輔酶QlO的四氫呋喃溶液加入到14mL單二乙烯三胺基)_6_脫氧]-β -環(huán)糊精水溶 液中，常溫下攪拌3天。投入的輔酶QlO與投入的單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán) 糊精的摩爾比為1 1.5。旋轉蒸發(fā)除去反應液中的四氫呋喃，過濾除去沒反應的輔酶Q10， 再減壓蒸干濾液，真空干燥后即得黃色粉末狀的單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán) 糊精與輔酶QlO的復合物，產率49.0%。1HNMR (500MHz, D2O, TMS) :1. 75-2. 22 (m, > 30H,輔酶 QlO 側鏈上的部分 H)， 2. 71-3. 15 (m, 14個H，環(huán)糊精邊臂上的12個H，輔酶QlO側鏈上的2個H)，3. 51-3. 89 (m，42 個H，環(huán)糊精的H-2 6上的H)，4. 23 (d，6個H，輔酶QlO甲氧基上H)，5. 02-5. 11 (s，17H，環(huán) 糊精H-I上7個H，及輔酶QlO側鏈上的10個雙鍵H)。單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精與輔酶QlO的復合物的復合比通 過相溶解度曲線確定。相溶解度曲線按照文獻制作(T.Higuchi，K. A. Conners, Adv. Anal. Chem. Instrum.，1965，4，117.)。由圖6可見，單二乙烯三胺基)_6_脫氧環(huán)糊精 可以增溶輔酶Q10，隨著修飾β-環(huán)糊精濃度的增大，輔酶QlO的溶解度呈線性增長，符合 Higuchi的Al型曲線，表明單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精與輔酶QlO形成 了 1 1的復合物。該復合物可通過以下方法表征1H NMR (瑞士 Bruker DRX-500 核磁共振氫譜儀)圖I1H NMR譜圖中，la，Ib溶劑都為D2O,而Ic溶劑為⑶Cl3。如圖Ic所示，由于 輔酶QlO極差的水溶性，它在D2O中不能給出1H NMR信號，只能用CDCl3作溶劑，大多數(shù)輔 酶QlO分子的質子峰出現(xiàn)在δ 1. 58-2. 20ppm附近。如圖Ia所示，單- -(二乙烯三胺 基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精在δ 1. 58-2. 20ppm附近沒有質子峰的出現(xiàn)。而圖Ib中，復合物在 δ 1. 58-2. 20ppm附近有質子峰的出現(xiàn)，由此可知單-(二乙烯三胺基)_6_脫氧]-β -環(huán) 糊精和輔酶QlO的復合物生成。且由于輔酶QlO極低的溶解度，它自身并不能在D2O溶劑 中得到屮NMR譜圖，圖Ib進一步表明了復合物的生成對其具有顯著的增溶作用。X-射線粉末衍射(德國D8ADVANCE X-射線粉末衍射儀)圖2給出了輔酶QlO、單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精及本發(fā)明所 得復合物的X-射線粉末衍射圖。圖加表明輔酶QlO呈晶態(tài)特征，圖2b表明單-W-(二乙 烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精呈無定形態(tài)。而圖2c中的復合物主要以無定形態(tài)為主， 但并非是前面兩物質衍射峰的簡單疊加。輔酶QlO于22° O θ )處的一個特征峰在圖2c 中消失。圖2c中在12° O Θ)區(qū)域出現(xiàn)了一個強度較大的尖峰，這可歸因于輔酶QlO被包 結后形態(tài)的改變。這也說明環(huán)糊精空腔對輔酶QlO具有的包結作用。熱重-差熱(TG-DTA)分析聯(lián)用(高溫差熱分析儀CRY-2P)通過熱重(TG)和差熱分析(DTA)研究了輔酶QlO (圖3a)、單-W-(二乙烯三胺 基)-6-脫氧]-環(huán)糊精(圖3b)及本發(fā)明所得的復合物(圖3c)的熱穩(wěn)定性。從圖3a TG曲線可見，從330°C輔酶QlO開始分解失重，380°C后失重速率加快，至600°C時基本不再 失重，約失重95% ；對應在DTA曲線上340°C和480°C分別有一個小吸熱峰和一個大吸熱 峰，另DTA曲線上在275°C有一寬的小吸熱峰，但沒有出現(xiàn)失重。從圖北TG曲線可看出， 從250°C單-W-(二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精開始分解失重，325°C后失重速率減少，至610°C時基本不再失重，約失重97% ；對應在DTA曲線上320°C有一寬的吸熱峰，另DTA 曲線上在240°C有一吸熱峰，但沒有出現(xiàn)失重。而圖3c復合物的DTA譜圖顯示，從220°C復 合物開始分解失重，325°C后失重速率減少，至550°C時基本不再失重，約失重97% ；對應在 DTA曲線上320°C和530°C分別有一個小吸熱峰和一個大吸熱峰。紅外光譜(德國Bruker FL-IR紅外光譜儀)輔酶Q10、單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精和它們復合物的紅外光 譜圖如圖4所示。由圖4b可見，環(huán)糊精的紅外光譜在3300-3500(^-1以及^(ΚΚΒΟΟΟαιΓ1區(qū) 域內的特征吸收可分別歸屬于參與形成氫鍵的羥基以及-CH和-CH2基團的振動。環(huán)糊精與 輔酶QlO形成復合物后(圖4c)羥基帶位移，從3387CHT1移動到3385CHT1。圖如中輔酶QlO 在^δΙαιΓ1，1610CHT1，1382cm"1,1263cm"1,875cm"1處的特征峰在形成復合物(圖4c)后部分 消失，部分強度減弱并伴隨微小位移。且復合物的譜圖(圖4c)不是輔酶QlO和單- -(二 乙烯三胺基)-6-脫氧]-環(huán)糊精譜圖的簡單加和，說明包合物已形成。溶解度制備輔酶QlO復合物的主要目的就是提高其在水中的溶解度。將一定量的復合物 溶于5mL水中，超聲振蕩至不再有固體溶解，離心，小心傾倒出上層清夜，旋干濾液稱量所 得的固體，可大約得知本復合物的溶解度值。結果表明輔酶QlO復合物將輔酶QlO幾乎為 零的水溶性，提高到1. 52mg/mL。實施例2。水溶性輔酶QlO復合物的制備方法是1)將輔酶QlO溶入四氫呋喃中，再將所得溶液加入單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫 氧]-β-環(huán)糊精水溶液中，投入的輔酶QlO與投入的單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫 氧]-β-環(huán)糊精的摩爾比為1 1。將溶液密封20°C下攪拌4天進行反應；2)蒸發(fā)除去四氫呋喃，抽濾除去未參與包結的輔酶Q10，將所得的濾液蒸干，得棕 紅色晶體，真空干燥，得單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精與輔酶QlO的復合 物。所得復合物中輔酶QlO與單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精的重量比為 1 1.4。其余同實施例1。實施例3 水溶性輔酶QlO復合物的制備方法是將輔酶QlO溶入四氫呋喃中，再 將所得溶液加入單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精水溶液中，投入的輔酶QlO 與投入的單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]環(huán)糊精的摩爾比為1 3。38°C下攪拌2 天進行反應；其余同實施例2。
權利要求
1.一種水溶性輔酶QlO復合物，其特征在于是單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫 氧]-β -環(huán)糊精與輔酶QlO的復合物，復合物中輔酶QlO與單-[6- ( 二乙烯三胺基)-6-脫 氧]-β-環(huán)糊精的復合比為1 1。
2.一種水溶性輔酶QlO復合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將輔酶QlO溶入四氫呋喃中，再將所得溶液加入單46-(二乙烯三胺基)-6-脫 氧]-β -環(huán)糊精水溶液中，20-40°C下攪拌2 4天進行反應，投入的輔酶QlO與投入的 單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精的摩爾比為1 1至1 3;2)蒸發(fā)除去四氫呋喃，抽濾除去未參與包結的輔酶Q10，將所得的濾液蒸干，得晶體， 真空干燥，得單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精與輔酶QlO的復合物。
3.如權利要求2所說的水溶性輔酶QlO復合物的制備方法，其特征在于是按以下步驟1)室溫下將單-(6-氧-6-對甲苯磺?；?-β-環(huán)糊精加入到過量的，經蒸餾提純過的 二乙烯三胺中，氮氣保護下攪拌至溶解后升溫到76°C反應7小時，然后減壓蒸餾掉大部分 二乙烯三胺，把剩余的液體加入到丙酮中，抽濾收集沉淀，重復次操作一次，在把丙酮換成 無水乙醇進行此操作一次，得粗產物；2)將所得粗產物溶于水，使用kphadexG_25凝膠柱分離，以二次蒸餾水為洗脫劑，得 到單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精；3)將輔酶QlO溶入少量四氫呋喃中至溶解，再將輔酶QlO四氫呋喃溶液加入 單-W- (二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精水溶液中，常溫下攪拌3天；4)蒸發(fā)除去四氫呋喃，抽濾除去未參與包結的輔酶Q10，將所得的濾液蒸干，即得晶 體，真空干燥，得到單46-( 二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β -環(huán)糊精與輔酶QlO的復合物。
全文摘要
水溶性輔酶Q10復合物及其制備方法，屬精細化工技術領域。產品是單-[6-(二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精與輔酶Q10的復合物。制備方法1)將輔酶Q10溶入四氫呋喃中，再將所得溶液加入單-[6-(二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精水溶液中，20-40℃下攪拌2～4天進行反應，投入的輔酶Q10與投入的單-[6-(二乙烯三胺基)-6-脫氧]-β-環(huán)糊精的摩爾比為1∶1至1∶3；2)蒸發(fā)除去四氫呋喃，抽濾除去未參與包結的輔酶Q10，將所得的濾液蒸干，得晶體，真空干燥。本發(fā)明采用超分子方法制備并分離得到的固態(tài)復合物可迅速溶于水，使輔酶Q10的水溶解度從原有的8.0×10-5mg/mL提高到1.52mg/mL，增溶19000倍。所得復合物可以作為輔酶Q10的替代品應用于臨床，為輔酶Q10的臨床試用提供了新的水溶性緩釋復合物。
文檔編號A61K47/48GK102127172SQ20101061483
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者劉劍虹, 朱洪友, 李琮, 趙勇, 趙焱, 遲紹明, 顧娟 申請人:云南師范大學