專利名稱：一種巰基殼聚糖的磺酸化修飾工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巰基殼聚糖的N原子位磺酸化修飾工藝，屬化合物合成工藝技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
巰基殼聚糖作為生物相容性可降解高分子材料，經(jīng)常被用于藥物載體，通過微囊 化加載治療藥物，由于殼聚糖溶脹，藥物通過凝膠層及微球溶蝕擴(kuò)散進(jìn)入周圍環(huán)境，可以 達(dá)到一定的緩控釋藥物的目的，但是這種緩控釋效果并不理想，釋放藥物的動(dòng)力學(xué)特征往 往不穩(wěn)定，藥物濃度波動(dòng)較大；另外藥物釋放時(shí)間短暫(往往幾個(gè)小時(shí)大部分藥物都被釋 放)，不能達(dá)到長期治療的目的，特別是對于例如用載藥微球進(jìn)行動(dòng)脈栓塞化療(經(jīng)股動(dòng)脈 插管輸送載藥微球到靶部位)等治療方式，普通微球往往是提前就加載有固定量的藥物， 不能滿足臨床藥物用量多變的要求，而且由于緩釋時(shí)間短，需要重復(fù)進(jìn)行股動(dòng)脈插管輸送 微球，給病人造成痛苦，這就要求開發(fā)出可供臨床醫(yī)生使用的微球加載藥物簡單，可靈活控 制加載藥量，并且一次給藥，取得長期(一周左右)緩釋的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種巰基殼聚糖的磺酸化修飾工藝，經(jīng)本發(fā)明工藝得到的磺 酸基巰基殼聚糖作為藥物載體，具有加載量更大，藥物釋放更加平穩(wěn)，緩釋時(shí)間更加持久的 優(yōu)點(diǎn)，從而為取得較好的療效奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的一種巰基殼聚糖的磺酸化修飾工藝，通過如下方案實(shí)現(xiàn)以重量比為1 3.2-4.8的二乙氧基溴甲烷和硫脲為起始原料，在80士 16°C條件 下，二乙氧基溴甲烷和硫脲反應(yīng)12士2個(gè)小時(shí)，產(chǎn)物用乙酸乙酯萃取，減壓除去溶劑乙酸乙 酯；再加2士0.4摩爾/升的氫氧化鈉溶液，完全反應(yīng)后，再用乙酸乙酯萃取，再次減壓除去 溶劑乙酸乙酯；接著加0. 1 士0. 02mol/L碳酸鈉的水溶液，在室溫條件下完全反應(yīng)后，再減 壓除去溶劑水；再由0. 2士0. 04摩爾/升的過氧化酶在室溫下催化反應(yīng)，完全反應(yīng)后過濾， 去除濾液，之后用Dowex-50柱色譜分離；將分離得到的純化產(chǎn)物用氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)PH 值到3. 5士0. 7，減壓除去溶劑水，得到乙醛磺酸的鉀鹽；在PH值8士 1. 6的條件下，將重量 比為0.67-0. 84 1的乙醛磺酸的鉀鹽與巰基殼聚糖反應(yīng)即得到N原子位修飾的磺酸基巰 基殼聚糖。上述所得磺酸基巰基殼聚糖的磺酸化比率在60% -75%。上述磺酸基巰基殼聚糖的磺酸化修飾位點(diǎn)為N原子位。通過改變藥物從巰基殼聚糖中釋放的方式，釋藥會(huì)更持久，更平穩(wěn)。利用某些藥物 在生理?xiàng)l件下帶正電荷，可以通過靜電引力加載到帶負(fù)電荷的高分子藥物載體上，載體在 體液中溶脹后，藥物通過與Na+、K+等陽離子交換釋放，這種釋藥方式更持久、也更平穩(wěn)，緩 控釋藥物的效果較好，但由于載體被帶負(fù)電荷的基團(tuán)修飾量小，所以藥物加載量往往很小，釋放的藥物會(huì)達(dá)不到治療濃度，并且這些高分子材料不能生物降解，留存體內(nèi)會(huì)引起潛在 的危險(xiǎn)。這就要求采用可生物降解的高分子載體材料，并且提高負(fù)電荷基團(tuán)修飾量，從而加 載可以足夠治療量的生理?xiàng)l件下帶正電荷的藥物。采用上述方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用殼聚糖含有大量的功能性氨基，對 氨基進(jìn)行磺酸化修飾，為通過靜電引力加載藥物提供了新的更好的高分子材料，通過本發(fā) 明工藝得到的磺酸基巰基殼聚糖作為藥物載體，加載量更大，藥物釋放更加平穩(wěn)，緩釋時(shí)間 更加持久，從而為取得較好的療效奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。本發(fā)明工藝的最終產(chǎn)物(磺酸基巰基 殼聚糖)不僅具有粘附性，還能通過離子交換機(jī)制加載大量陽離子藥物，可用于開發(fā)新型 緩釋、控釋、靶向給藥系統(tǒng)，是一種安全的可生物降解的新型功能性高分子材料。而且，本發(fā)明工藝的優(yōu)點(diǎn)還在于，整個(gè)反應(yīng)過程，沒有采用任何有毒的有機(jī)溶劑， 不存在常見的有機(jī)溶劑殘留問題；磺酸化選擇N原子位點(diǎn)，仍然保留巰基，使磺酸化后巰基 殼聚糖的生物粘附特性仍然保留；磺酸化修飾比率高，達(dá)到60% -75%，可以大量加載生理 條件下帶正電荷的藥物。


圖1為本發(fā)明中乙醛磺酸的鉀鹽的制備流程圖；圖2為本發(fā)明中乙醛磺酸的鉀鹽和巰基殼聚糖的磺酸化反應(yīng)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明由以下實(shí)施例具體說明，本發(fā)明中乙醛磺酸的鉀鹽制備流程參見圖1，乙醛 磺酸的鉀鹽和巰基殼聚糖的磺酸化反應(yīng)參見圖2。實(shí)施例1 取18. 4g 二乙氧基溴甲烷和30.4g硫脲在80°C的水浴中加熱反應(yīng)12小時(shí)，產(chǎn)物 用50ml乙酸乙酯進(jìn)行萃取，減壓除去溶劑乙酸乙酯；然后加入2摩爾/升的氫氧化鈉溶液 0. 6ml，室溫下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，再用50ml乙酸乙酯萃取，再減壓除去溶劑乙酸乙酯；接著加入 10ml 0. lmol/L的碳酸氫鈉溶液，在室溫下反應(yīng)4個(gè)小時(shí)，減壓除去溶劑水，加入2. 3g過氧 化氫酶在室溫下催化反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，采用濾紙過濾，除去濾液，再過Dowex-50 ( 一種陽離子 樹脂CAS:69011-22-9)離子交換柱進(jìn)行分離純化，并采用lmol/L的鹽酸洗脫，用氫氧化鉀 溶液調(diào)整PH值到3.5，減壓除去溶劑水得到乙醛磺酸的鉀鹽12. 4g。接著取分子量為12kD 的巰基殼聚糖50g加入80ml濃度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，加入上述所得的12. 4g乙醛磺 酸的鉀鹽，反應(yīng)，在1 %的氯化鈉溶液中透析兩次，最后在溫度為-30°C，氣壓為0. OOlmbar 的條件下冷凍干燥，得60g磺酸基巰基殼聚糖，磺酸化比率為60%?；撬峄鶐€基殼聚糖的磺 酸化修飾位點(diǎn)為N原子位。實(shí)施例2:取18. 4g 二乙氧基溴甲烷和30. 4g硫脲在80°C的水浴中加熱反應(yīng)12小時(shí)，產(chǎn)物 用50ml乙酸乙酯進(jìn)行萃取，減壓除去溶劑乙酸乙酯；然后加入2摩爾/升的氫氧化鈉溶液 0. 6ml，室溫下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，再用50ml乙酸乙酯萃取，再減壓除去溶劑乙酸乙酯；接著加入 10ml 0. lmol/L的碳酸氫鈉溶液，在室溫下反應(yīng)4個(gè)小時(shí)，減壓除去溶劑水，加入2. 3g過氧 化氫酶在室溫下催化反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，采用濾紙過濾，除去濾液，再過Dowex-50離子交換柱進(jìn)行分離純化，并采用lmol/L的鹽酸洗脫，用氫氧化鉀溶液調(diào)整PH值到3. 5，減壓除去溶 劑水得到乙醛磺酸的鉀鹽12. 4g。接著取分子量為12kD的巰基殼聚糖38. 0g加入80ml濃 度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，再加入上述所得的12. 4g乙醛磺酸的鉀鹽，反應(yīng)，在的氯 化鈉溶液中透析兩次，最后在溫度為_30°C，氣壓為0. OOlmbar的條件下冷凍干燥，得39. 0g 磺酸基巰基殼聚糖，磺酸化比率為64% ；磺酸基巰基殼聚糖的磺酸化修飾位點(diǎn)為N原子位。實(shí)施例3:取18. 4g 二乙氧基溴甲烷和30. 4g硫脲在80°C的水浴中加熱反應(yīng)12小時(shí)，產(chǎn)物 用50ml乙酸乙酯進(jìn)行萃取，減壓除去溶劑乙酸乙酯；然后加入2摩爾/升的氫氧化鈉溶液 0. 6ml，室溫下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，再用50ml乙酸乙酯萃取，再減壓除去溶劑乙酸乙酯；接著加入 10ml 0. lmol/L的碳酸氫鈉溶液，在室溫下反應(yīng)4個(gè)小時(shí)，減壓除去溶劑水，加入2. 3g過氧 化氫酶在室溫下催化反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，采用濾紙過濾，除去濾液，再過Dowex-50離子交換柱 進(jìn)行分離純化，并采用lmol/L的鹽酸洗脫，用氫氧化鉀溶液調(diào)整PH值到3. 5，減壓除去溶 劑水得到乙醛磺酸的鉀鹽12. 4g。接著取分子量為12kD的巰基殼聚糖30. 0g加入80ml濃 度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，再加入上述所得的12. 4g乙醛磺酸的鉀鹽，反應(yīng)，在的氯 化鈉溶液中透析兩次，最后在溫度為_30°C，氣壓為0. OOlmbar的條件下冷凍干燥，得31. 0g 磺酸基巰基殼聚糖，磺酸化比率為68% ；磺酸基巰基殼聚糖的磺酸化修飾位點(diǎn)為N原子位。實(shí)施例4:取18. 4g 二乙氧基溴甲烷和30. 4g硫脲在80°C的水浴中加熱反應(yīng)12小時(shí)，產(chǎn)物 用50ml乙酸乙酯進(jìn)行萃取，減壓除去溶劑乙酸乙酯；然后加入2摩爾/升的氫氧化鈉溶液 0. 6ml，室溫下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，再用50ml乙酸乙酯萃取，再減壓除去溶劑乙酸乙酯；接著加入 10ml 0. lmol/L的碳酸氫鈉溶液，在室溫下反應(yīng)4個(gè)小時(shí)，減壓除去溶劑水，加入2. 3g過氧 化氫酶在室溫下催化反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，采用濾紙過濾，除去濾液，再過Dowex-50離子交換柱 進(jìn)行分離純化，并采用lmol/L的鹽酸洗脫，用氫氧化鉀溶液調(diào)整PH值到3. 5，減壓除去溶 劑水得到乙醛磺酸的鉀鹽12. 4g。接著取分子量為12kD的巰基殼聚糖25. 0g加入80ml濃 度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，再加入上述所得的12. 4g乙醛磺酸的鉀鹽，反應(yīng)，在的氯 化鈉溶液中透析兩次，最后在溫度為_30°C，氣壓為0. OOlmbar的條件下冷凍干燥，得24. 0g 磺酸基巰基殼聚糖，磺酸化比率為73% ；磺酸基巰基殼聚糖的磺酸化修飾位點(diǎn)為N原子位。
權(quán)利要求
一種巰基殼聚糖的磺酸化修飾工藝，其特征在于通過如下方案實(shí)現(xiàn)以重量比為1∶3.2-4.8的二乙氧基溴甲烷和硫脲為起始原料，在80±16℃條件下，二乙氧基溴甲烷和硫脲反應(yīng)12±2個(gè)小時(shí)，產(chǎn)物用乙酸乙酯萃取，減壓除去溶劑乙酸乙酯；再加2±0.4摩爾/升的氫氧化鈉溶液，完全反應(yīng)后，再用乙酸乙酯萃取，再次減壓除去溶劑乙酸乙酯；接著加0.1±0.02mol/L碳酸鈉的水溶液，在室溫條件下完全反應(yīng)后，再減壓除去溶劑水；再由0.2±0.04摩爾/升的過氧化酶在室溫下催化反應(yīng)，完全反應(yīng)后過濾，去除濾液，之后用Dowwex-50柱色譜分離；將分離得到的純化產(chǎn)物用氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)PH值到3.5±0.7，減壓除去溶劑水，得到乙醛磺酸的鉀鹽；在PH值8±1.6的條件下，將重量比為0.67-0.84∶1的乙醛磺酸的鉀鹽與巰基殼聚糖反應(yīng)即得到N原子位修飾的磺酸基巰基殼聚糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巰基殼聚糖的磺酸化修飾工藝，其特征在于上述所得 磺酸基巰基殼聚糖的磺酸化比率在60% -75%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巰基殼聚糖的磺酸化修飾工藝，其特征在于上述磺酸 基巰基殼聚糖的磺酸化修飾位點(diǎn)為N原子位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種巰基殼聚糖的磺酸化修飾工藝，其首先采用二乙氧基溴甲烷和硫脲為起始原料，通過加成、水解、酶促氧化、Dowwex-50柱純化一系列過程得到乙醛磺酸，然后乙醛磺酸在堿性條件下修飾巰基殼聚糖得到N原子位上磺酸基修飾可達(dá)60％-75％的磺酸基巰基殼聚糖。本發(fā)明利用殼聚糖含有大量的功能性氨基，對氨基進(jìn)行磺酸化修飾，為通過靜電引力加載藥物提供了新的更好的高分子材料，通過本發(fā)明工藝得到的磺酸基巰基殼聚糖作為藥物載體，加載量更大，藥物釋放更加平穩(wěn)，緩釋時(shí)間更加持久。而且，整個(gè)合成過程不采用任何有毒化合物，最終產(chǎn)物不僅具有粘附性，還能通過離子交換機(jī)制加載大量陽離子藥物，可用于開發(fā)新型緩釋、控釋、靶向給藥系統(tǒng)，是一種安全的可生物降解的新型功能性高分子材料。
文檔編號C08B37/08GK101831007SQ201010183608
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者吳振, 梁振生, 王立強(qiáng) 申請人:華僑大學(xué)