一種膽酸改性氨基葡萄糖衍生物及制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及膽酸改性氨基葡萄糖衍生物及其制備方法。本發(fā)明中的膽酸改性氨基 葡萄糖衍生物可用于治療骨關(guān)節(jié)炎的藥物、軟骨修復材料的有機基質(zhì)，并可用于構(gòu)建原位 成型改性氨基葡萄糖功能化水凝膠軟骨修復材料。
【背景技術(shù)】
[0002] D-氨基葡萄糖作為甲殼素的最終降解產(chǎn)物，具有治療關(guān)節(jié)炎、消炎、刺激蛋白多 糖的合成，免疫調(diào)節(jié)作用，并參與構(gòu)造人體組織和細胞膜，是蛋白多糖大分子合成的中間物 質(zhì)。由于此類化合物具有生理活性，因此在醫(yī)藥、生物領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，相關(guān)領(lǐng)域的研宄 也越來越受重視。膽酸來源于人和動物體內(nèi)的具有特殊生物活性和良好生物相容性的兩親 性物質(zhì)，其分子的留環(huán)上有羧基和羥基，易于進行化學修飾，因此，用膽酸對氨基葡萄糖進 行化學改性可以制備無可聚合基團的衍生物，作為治療骨關(guān)節(jié)炎的藥物；或進一步制備有 可聚合功能基團的衍生物，作為具有生物活性的生物醫(yī)用材料應(yīng)用?，F(xiàn)有的軟骨修復材料 存在諸多亟待解決的問題，如生物活性、生物相容性、降解產(chǎn)物是否安全無毒、材料力學強 度，植入排斥反應(yīng)等。
[0003] 在氨基葡萄糖衍生物的合成方面，文獻已有報導。根據(jù)官能團的不同，分為N-位 衍生物（?；苌铩⑼榛苌?、氨基酸衍生物等），〇-位衍生物（羧酸化衍生物、磷脂 化衍生物、烯烴衍生物、芳香衍生物等）以及金屬配合物等。而用留體類化合物對氨基葡萄 糖的改性報道較少，目前還沒有關(guān)于具有可聚合功能基團的膽酸改性氨基葡萄糖的單體報 道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出采用膽酸改性氨基葡萄糖的方法，解決現(xiàn)有治療骨關(guān)節(jié)炎的藥物，以 及軟骨修復材料所存在的問題。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] 一種膽酸改性氨基葡萄糖衍生物，具體結(jié)構(gòu)如式（I):
[0007]
[0008] 其中，R1Sh 或 OH，R2Sh 或 OH，R 3為瓜 CH2= CHCO-或 CH2= C(CH3) CO-。
[0009] 上述膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的制備方法，包括下述步驟：
[0010] 1)由膽酸與過量N-羥基琥珀酰亞胺或1-羥基苯并三唑，在碳二酰亞胺作催化劑， 四氫呋喃為溶劑體系條件下反應(yīng)制得膽酸活性酯；
[0011] 2)室溫下，膽酸活性酯與D-氨基葡萄糖在有機叔胺作催化劑的條件下反應(yīng)6-12 小時，制得無可聚合基團的衍生物；或在-20°C到-15°C下，膽酸活性酯先與含乙烯基的酰 氯反應(yīng)110-130分鐘后，回復到室溫反應(yīng)過夜，進而在室溫下，與D-氨基葡萄糖在有機叔胺 作催化劑的條件下反應(yīng)6-12小時，制得有可聚合基團的衍生物。
[0012] 所述的碳二酰亞胺是Ν，Ν' -二環(huán)己基碳二亞胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳 二亞胺鹽酸鹽和Ν，Ν' -二異丙基碳二亞胺中的一種或兩種以上。
[0013] 所述的D-氨基葡萄糖是D-氨基葡萄糖鹽酸鹽。
[0014] 所述的含乙烯基的酰氯是丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯。
[0015] 所述的有機叔胺是N，N-二異丙基乙胺或二乙胺。
[0016] 所述N-羥基琥珀酰亞胺或1-羥基苯并三唑是過量的，膽酸與N-羥基琥珀酰亞胺 或1-羥基苯并三唑的物質(zhì)的量之比為1:1~1:1. 5。
[0017] 所述碳二酰亞胺是過量的，膽酸與碳二酰亞胺的物質(zhì)的量之比為1:1. 5~1:2。
[0018] 所述有機叔胺是過量的，膽酸活性酯與有機叔胺的物質(zhì)的量之比為1:1~1:1. 5 ; 含乙烯基的酰氯是過量的，膽酸活性酯與含乙烯基的酰氯的物質(zhì)的量之比為1:2~1:2. 5 ; D-氨基葡萄糖是過量的，膽酸活性酯與D-氨基葡萄糖的物質(zhì)的量之比為1:1~1:1.5。
[0019] 上述制得的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物在制備治療骨關(guān)節(jié)炎的藥物中的應(yīng)用，或 在軟骨修復材料中的應(yīng)用，或在構(gòu)建原位成型的氨基葡萄糖功能化水凝膠中的應(yīng)用。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0021] (1)本發(fā)明所述的制備上述膽酸改性氨基葡萄糖衍生物具有路線簡短，操作方便， 提純?nèi)菀?，收率較高等優(yōu)點。
[0022] (2)本發(fā)明所制備的無可聚合基團的衍生物，可用于作為治療骨關(guān)節(jié)炎的藥物。
[0023] (3)本發(fā)明所制備的有可聚合基團的衍生物，具有獨特的生物活性，良好的生物相 容性，可用于軟骨修復材料的有機基質(zhì)，并可用于構(gòu)建原位成型改性氨基葡萄糖功能化水 凝膠軟骨修復材料。
【附圖說明】
[0024] 圖1為實施例1、2制備的無可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的結(jié)構(gòu)式；
[0025] 圖2為實施例1制備的無可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的核磁共振氫 譜；
[0026] 圖3為實施例1制備的無可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的細胞增殖毒 性實驗結(jié)果圖；
[0027] 圖4為實施例1制備的無可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的細胞死活染 色圖；
[0028] 圖5為實施例3制備的有可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的結(jié)構(gòu)式；
[0029] 圖6為實施例3制備的有可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的核磁共振氫 譜。
[0030] 圖7為實施例3制備的無可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的細胞增殖毒 性實驗結(jié)果圖；
[0031] 圖8為實施例1制備的無可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的細胞死活染 色圖；
[0032] 圖9為實施例4制備的有可聚合基團的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的結(jié)構(gòu)式。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此，對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進行。
[0034] 實施例1
[0035] 制備無可聚合基團的衍生物：膽酸改性氨基葡萄糖衍生物，包括如下步驟：
[0036] 4. 0858g(0.0 lmol)膽酸，I. 1509g(0.0 lmoDN-羥基琥珀酰亞胺加入 150ml 三頸 瓶，攪拌溶解于30ml四氫呋喃，在0°C下，緩慢滴加含3. 0949g(0. 015mol)N，Ν' -二環(huán)己基 碳二亞胺的IOml四氫呋喃溶液，保溫2h后，回到室溫，繼續(xù)反應(yīng)18h后停止反應(yīng)，抽濾取濾 液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑。用硅膠柱層析提純，洗脫劑為石油醚/乙酸乙酯（1/4)，得膽酸活性 酯 A4. 258g，產(chǎn)率為 84. 21%。
[0037] 2. 1563g(0.0 lmol)的氨基葡萄糖加入100mL單頸瓶中，加入30ml的N, N-二 甲基甲酰胺/去離子水（2/1)，再滴入1.0119g(0.01mol)的三乙胺，攪拌lOmin，后加入 5. 057g(0.0 lmol)的膽酸活性酯A，反應(yīng)6h后停止反應(yīng)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑。用硅膠柱層析 提純，洗脫劑為二氯甲烷/甲醇（8/1)，得到產(chǎn)物4. 134g，產(chǎn)率為72. 65%。
[0038] 上述合成的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物的結(jié)構(gòu)式如圖1所示。
[0039] 如圖 2 所示1H-NMR (DMS0-d6, 400MHz)分析證實：0· 57 (s, 3H)，0· 80 (s, 3H)，0· 92 (d ，3H)，1. 20 ~2. 25 (m，24H)，3. 15 ~4. 90 (m，16H)，6. 35 (d，1H)，7. 48 (d，1H) ·
[0040] 圖3為實施例1合成的的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物不同濃度溶于培養(yǎng)基對細胞 增殖（L929小鼠成纖維細胞系，該細胞系為國標GB/T 16886. 5-2003體外細胞毒性實驗指 定細胞）的影響情況。控制組為正常培養(yǎng)基，結(jié)果表明當濃度達到ImM濃度時才出現(xiàn)輕微 細胞毒性，I. 5mM出現(xiàn)明顯毒性，說明該改性氨糖在ImM以下對細胞安全。
[0041] 圖4為合成的的膽酸改性氨基葡萄糖衍生物不同濃度溶于培養(yǎng)基對細胞存活 (L929細胞）的死活細胞染色結(jié)果圖（標尺為50 μ m)，結(jié)果與定量結(jié)果基本一致，細胞在 ImM改性氨糖濃度培養(yǎng)基中仍然能大量存活。
[0042] 實施例2
[0043] 制備無可聚合基團的衍生物：膽酸改性氨基葡萄糖衍生物，包括如下步驟：
[0044] 4. 0858g(0.0 lmol)膽酸，2. 0269g(0. 015mol) 1-羥基苯并三唑加入 150ml 三頸瓶， 攪拌溶解于30ml四氫呋喃，在0°C下，緩慢滴加含3. 8340g(0. 02mol)的1-乙基-(3-二甲 基氨基丙基）碳二亞胺鹽酸鹽的IOml四氫呋喃溶液，保溫2h后，回到室溫，繼續(xù)反應(yīng)24h 后停止反應(yīng)，抽濾取濾液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑。用硅膠柱層析提純，洗脫劑為石油醚/乙酸 乙酯（1/4)，得膽酸活性酯B3. 833