基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥及其制備方法與應(yīng)用。具體制備方法為利用雙末端含二疊氮乙基二縮醛基的聚乙二醇與對硝基苯基炔丙基碳酸酯反應(yīng)，制備末端含酸敏感性縮醛基和對硝基苯酯疊氮基團(tuán)的聚乙二醇；然后利用所制備的聚乙二醇與阿霉素鹽酸鹽反應(yīng)，獲得基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥。這類具有酸敏感性的水溶性阿霉素前藥具有良好的生物相容性和酸敏感性，因而可以用作刺激敏感性抗腫瘤前藥。
【專利說明】基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥、其制備方法及其作為前藥的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]全球每年有700多萬人因患癌癥失去生命，而且這個數(shù)字正在逐年上升。癌癥的治療是二十一世紀(jì)人類面臨的最大考驗和難題。據(jù)世界衛(wèi)生組織2013年2月發(fā)布的調(diào)查報告顯示，2008年全球死于癌癥的人數(shù)達(dá)760萬，每年約有1300萬新增癌癥患者，其中三分之二新增癌癥患者和死于癌癥的患者來自發(fā)展中國家。
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，目前已有多種行之有效的抗腫瘤藥物被臨床使用，但是，臨床上使用的藥物絕大多數(shù)是低分子量化合物(通常在500 g.πιο1)，在血液流動中的半衰期很短，具有較高的清除率。這些小分子藥物通常是通過多價而不是單價鍵與給定的受體結(jié)合。此外，它們可迅速擴(kuò)散到體內(nèi)健康組織，并在全身均勻分布，結(jié)果導(dǎo)致只有少量藥物到達(dá)靶位點，產(chǎn)生治療過程療效的不確定性與較大的毒副作用，因而大大限制了這些抗腫瘤藥物的應(yīng)用。
[0004]許多優(yōu)良的疏水性藥物，如紫杉醇，阿霉素等，由于極難溶于水和較大的毒性，從而限制了其在臨床上的應(yīng)用。隨著人類對腫瘤學(xué)、分子生物學(xué)、藥學(xué)及化學(xué)等相關(guān)科學(xué)的不斷探索，使得對抗腫瘤藥物的研究有了長足的進(jìn)步。
[0005]通過前藥化，可以 有效地解決上述問題。前藥(prodrug)，也稱藥物前體、前驅(qū)藥物，是指經(jīng)過生物體轉(zhuǎn)化后具有藥理作用的化合物，具體可分為載體前體藥物和生物前體藥物。其中，載體前體藥物是指具有活性的藥物與起運輸作用的載體通過共價鍵結(jié)合，在體循環(huán)過程中可通過簡單的水解作用卸除載體，釋放出活性化合物，發(fā)揮藥理作用。對于載體的結(jié)構(gòu)，要求對生物體無害，并且能及時釋放出活性藥物。前藥本身并沒有生物活性或者活性很低，經(jīng)過體內(nèi)代謝后轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谢钚缘奈镔|(zhì)，這一過程的目的在于提高藥物的利用率，增強靶向性，降低藥物的毒副作用。
[0006]通過對PEG進(jìn)行末端官能化后與疏水性藥物鍵合制備前藥，可以極大地提高原藥的水溶性，增加藥物穩(wěn)定性，減小毒副作用，延長原藥在體內(nèi)的半衰期，因此，PEG在前藥的應(yīng)用中得到了廣泛的研究。
[0007]與傳統(tǒng)的藥物釋放體系相比，具有刺激響應(yīng)性的藥物載體具有一定的優(yōu)點。表現(xiàn)為在特定的刺激作用條件下可以快速釋放出所包載或者鍵合的藥物，達(dá)到有效治療的目的。這些刺激作用包括:pH值，光強，離子濃度，氧化還原介質(zhì)等。
[0008]一般來說，腫瘤和炎癥等病變組織內(nèi)部的pH值都要比正常體液的pH值低，呈現(xiàn)出弱酸性。因此，可以很好地利用這一特點進(jìn)行前藥的設(shè)計，將一些在酸性條件下易分解的組分引入前藥中。它們在水溶液中可以組裝成前藥膠束并穩(wěn)定存在，但是在酸性條件下，酸敏感性基團(tuán)或鏈段會發(fā)生斷裂使膠束被破壞，從而可以將其聚集在膠束內(nèi)部的藥物快速地釋放出來，這些酸敏感性基團(tuán)包括縮醛基、腙鍵、原甲酸酯等。[0009]在現(xiàn)有技術(shù)中，已有一些關(guān)于酸敏感性的前藥的報道。但是，作為抗腫瘤前藥，應(yīng)當(dāng)具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且，作為抗腫瘤前藥，還應(yīng)當(dāng)具有下列特征:在水溶液中可以形成穩(wěn)定的聚合物膠束，親水性外殼起到穩(wěn)定膠束、提高膠束血液循環(huán)時間的作用；前藥膠束在體內(nèi)循環(huán)時，具有抗凝血和抗蛋白吸附的性能；當(dāng)載藥膠束到達(dá)腫瘤或病變組織時，能夠利用局部組織的PH值較低的特點，破壞膠束，快速地釋放出抗癌藥物。
[0010]因此，需要尋求更多的藥效明顯、且在細(xì)胞環(huán)境下具有酸敏感性的抗腫瘤前藥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是，提供一種基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥，該阿霉素前藥具有良好的生物相容性和抑制腫瘤細(xì)胞增殖的能力，可用作制備抗癌藥物。
[0012]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的總體構(gòu)思是:采用結(jié)構(gòu)中含有酸敏感基團(tuán)的聚乙二醇(PEG)作為基本原料，經(jīng)“點擊”化學(xué)反應(yīng)活化后與抗癌藥物阿霉素反應(yīng)，制備基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥。具體為首先利用雙末端含二疊氮乙基二縮醛基的聚乙二醇(N3-^-PEG-S-N3)與對硝基苯基炔丙基碳酸酯反應(yīng)，制備末端含酸敏感性縮醛基和對硝基苯基的聚乙二醇(NC-a-PEG-a-NC);然后利用所制備的NC-a-PEG-a-NC與阿霉素鹽酸鹽反應(yīng)，獲得基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥。
[0013]本發(fā)明具體的技術(shù)方案為:一種基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥，由下列化學(xué)結(jié)構(gòu)式表達(dá):
【權(quán)利要求】
1.一種基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥，其特征在于，由下列化學(xué)結(jié)構(gòu)式表達(dá):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥，其特征在于:所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥的數(shù)均分子量范圍為2500~7000 g.πιο-1。
3.—種權(quán)利要求1所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)惰性氣體氣氛條件下，在“點擊”化學(xué)反應(yīng)催化劑和配體的存在下，以雙末端含有二疊氮乙基二縮醛基的聚乙二醇與對硝基苯基炔丙基碳酸酯為原料，以無水四氫呋喃為溶劑，通過“點擊”化學(xué)法制備獲得末端為對硝基苯基的聚乙二醇； 其中，雙末端含有二疊氮乙基二縮醛基聚乙二醇、對硝基苯基炔丙基碳酸酯和“點擊”化學(xué)反應(yīng)催化劑的摩爾比為1: (2.1~2.4):1 點擊”化學(xué)反應(yīng)催化劑和配體的摩爾比為1: (I~2); (2)以無水N，N-二甲基甲酰胺作為溶劑，在縛酸劑的存在下，用步驟(1)獲得的末端含有對硝基苯基的聚乙二醇與阿霉素鹽酸鹽反應(yīng)，制備得到所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥； 所述末端含有對硝基苯基的聚乙二醇、縛酸劑和阿霉素鹽酸鹽的摩爾比為1: (6~12): (2 ~4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，惰性氣體為氬氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，“點擊”化學(xué)反應(yīng)催化劑選自氯化亞銅或溴化亞銅；配體選自:聯(lián)吡啶、五甲基二亞乙基三胺、四甲基乙二胺或六甲基三亞乙基四胺中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，縛酸劑為三乙胺，乙二胺，四甲基乙二胺，N，N-二異丙基乙胺中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，“點擊”化學(xué)反應(yīng)時，反應(yīng)溫度為25°C~35°C，反應(yīng)時間為20 h~40 h ；步驟(2)中，末端含有對硝基苯基的聚乙二醇與阿霉素鹽酸鹽反應(yīng)反應(yīng)時，反應(yīng)溫度為40°C~60°C，反應(yīng)時間為24 h~48 h。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:在步驟(1)~(2)完成后，分別對產(chǎn)物進(jìn)行提純處理，所述純化過程包括以下步驟:(i)末端含有對硝基苯基的聚乙二醇的純化:在反應(yīng)結(jié)束后，接觸空氣，使反應(yīng)終止，待溶液變成綠色后，除去溶劑得到綠色固體，將其溶解在二氯甲烷和無水乙醇的混合溶劑中并使溶液通過裝有堿性Al2O3的柱子，然后除去溶劑，再將濃縮液逐滴加入冰乙醚中，過濾并將收集到的固體產(chǎn)物溶解于四氫呋喃中，待固體產(chǎn)物溶解后將溶液逐滴加入冰乙醚中，然后過濾并將收集到的固體物置于真空烘箱中干燥至恒重，得到淡黃色產(chǎn)物為末端含有對硝基苯基的聚乙二醇； (?)基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥的純化:在反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑，將濃縮液溶于無水甲醇中，用無水甲醇透析20~30h后用超純水透析48~96 h ;最后,將透析袋中所得到的紅色透明液體冷凍干燥，獲得深紅色固體產(chǎn)物，即為基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:步驟(i)中，所述二氯甲烷與無水乙醇的體積比為1: 0.5~1.5 ;步驟(ii)中，透析時采用截留分子量為3500 Da的透析袋。
10.權(quán)利要求1或2所述基于聚乙二醇的酸敏感性阿霉素前藥在制備刺激響應(yīng)性抗癌藥物中的應(yīng)用。
【文檔編號】C08G65/00GK103834002SQ201410054812
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】倪沛紅, 王海蓉, 何金林, 張明祖, 李飛, 陶云鋒 申請人:蘇州大學(xué)