CN101565384A - 环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物和制备方法及用途 - Google Patents

环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物和制备方法及用途 Download PDF

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Abstract

本发明属于药物及基因载体领域，涉及环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物的制备方法及用途。本发明公开了一种环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物和制备方法及用途。在超声振荡下，将等质量比金刚烷多胺化合物加入环糊精修饰单层石墨的饱和溶液中，室温搅拌24小时以上，所得溶液通过0.22μm聚四氟乙烯微孔膜纯化处理得到环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物。环糊精修饰单层石墨可以与药物或基因形成超分子复合物，作为一种新型的药物和基因载体。环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物由于铵正离子对DNA的凝聚作用，作为一种新型的DNA凝聚剂。

Description

环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物和制备方法及用途
【技术领域】
本发明属于药物及基因载体领域，涉及环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物的制备方法及用途。
【背景技术】
单层石墨是由sp2碳原子组成的二维结构体。由于单层石墨具有良好韧性和导电导热的性能，其作为一种新型的炭素材料在各种材料领域具有非常广泛的应用价值，特别是单层石墨在生物领域的应用。由于单层石墨的大共轭体系，相比于碳纳米管作为药物载体的应用具有显著的效果。单层石墨通过与具有共轭体系的药物分子通过π堆积作用，可以将非水溶性的抗癌药物分子引入到水体系之中。为进一步扩大单层石墨在生物领域的应用，对其进行功能化修饰显得尤为必要。单层石墨边沿的羧基及芳环损坏处的羟基为单层石墨的功能化修饰提供了反应位点。近期美国斯坦福大学的Dai等人在石墨边沿修饰PEG高分子后，将非水溶性的抗癌药物分子SN38成功引入到水溶液当中，该体系于生理条件下能稳定的存在，并且展示了优良的细胞抗癌效果。图11为PEG修饰石墨作为非水溶性抗癌药物SN38的载体结构图。
环糊精作为一种由糖单元构成的生物兼容性大环化合物，在生物领域具有独特的应用。在以前的报道中，环糊精被广泛用作非水溶性的药物分子与基因载体。
【发明内容】
本发明公开了一种环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物和制备方法及用途。
一种金刚烷多胺化合物，结构式为：C24H51N7O3 4+，结构为：
Figure A20081015435200041
即
上述的金刚烷多胺化合物的合成步骤如下，合成路线如图10所示：
在氮气氛围下，丙烯酸甲酯与1-金刚烷胺按质量比为50∶1在甲醇溶液中溶液中室温反应24小时，减压蒸馏除去溶剂及过量的丙烯酸甲酯；所得固体溶于甲醇，在氮气氛围中滴入与1-金刚烷胺质量比为30∶1的乙二胺；室温搅拌反应48小时，溶剂以及过量乙二胺通过减压蒸馏除去；剩余黏稠物溶解在甲醇中，继续加入50倍1-金刚烷胺质量的丙烯酸甲酯，室温搅拌反应24小时，减压蒸馏除去溶剂及过量丙烯酸甲酯；所得固体通过硅胶柱纯化分离；纯化后的固体进一步溶解在甲醇溶液中，将30倍1-金刚烷胺质量的乙二胺在氮气氛围下滴入，室温搅拌反应48小时，减压蒸馏除去溶剂及过量乙二胺，得到金刚烷多胺衍生物。
将金刚烷衍生物与溶液按质量比为4∶1在1M的HCl水溶液中搅拌反应24小时得到水溶性铵正离子衍生物。
一种环糊精修饰单层石墨，其组成为平均每一百个石墨单层上的碳原子中约有五个碳原子与环糊精相连，结构为：
Figure A20081015435200051
上述的环糊精修饰单层石墨的制备步骤如下：
将6-乙二胺-β-环糊精与通过Hummers方法制备所得的单层石墨通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺催化在水溶液中进行酰胺缩合，6-乙二胺-β-环糊精∶单层石墨∶1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺质量比为10∶1∶1，首先在超声振荡下反应1小时，随后搅拌反应12小时，加入0.5mL巯基乙醇终止反应；所得化合物通过0.22μm聚四氟乙烯微孔膜进一步纯化，得到环糊精修饰单层石墨。
一种环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物，其结构为：
Figure A20081015435200052
上述的环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物的制备步骤包括：
在超声振荡下，将等质量比的权利要求1所述的金刚烷多胺化合物加入到权利要求3所述的环糊精修饰单层石墨的饱和溶液中，室温搅拌24小时以上，所得溶液通过0.22μm聚四氟乙烯微孔膜纯化处理得到环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物。
所述的环糊精修饰单层石墨在生物领域及基因载体领域的应用，环糊精修饰单层石墨可以与药物或基因形成超分子复合物，作为一种新型的药物和基因载体。
所述的环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物的应用，由于铵正离子对DNA的凝聚作用，作为一种新型的DNA凝聚剂。
利用环糊精对单层石墨进行修饰，结合二者所具有的特点，开发出新型的功能化材料。
在DNA凝聚剂中，含铵正离子的生物降解的高分子化合物对DNA的凝聚行为尤为重要。基于以上原因，我们合成了环糊精修饰单层石墨，利用β-环糊精对金刚烷衍生物的强键合能力，通过将金刚烷修饰的多胺化合物能有效地引入到含β-环糊精的超分子体系形成超分子复合物。
本发明的环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物可以应用于生物以及基因载体领域。采用原子力显微镜检测超分子复合物与小牛胸腺DNA的作用，结果表明线状DNA在与超分子复合物作用后，形貌表现为具有一定尺度分配的纳米颗粒。
本发明中所得产品经1H NMR，FT-IR，热重分析，原子力显微镜，光电子能谱等手段进行了证明，如图1-9所示。
本发明具体描述如下：
将6-乙二胺-β-环糊精与通过Hummers方法制备所得的单层石墨通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺催化在水溶液中进行酰胺缩合，6-乙二胺-β-环糊精∶单层石墨∶1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺质量比为10∶1∶1.首先在超声振荡下反应1小时，随后搅拌反应12小时，加入0.5mL巯基乙醇终止反应。所得化合物通过0.22μm聚四氟乙烯微孔膜进一步纯化，得到环糊精修饰单层石墨。
在超声振荡下，将等质量比的金刚烷多胺化合物加入环糊精修饰单层石墨的饱和溶液中。室温搅拌24小时，所得溶液通过0.22μm聚四氟乙烯微孔膜纯化处理得到环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物。
在DNA凝聚过程当中，将等质量的DNA加入到超分子复合物饱和水溶液当中，DNA的结构由线状化合物变成具有15nm高、100-250nm宽的纳米颗粒。所得纳米颗粒座落于单层石墨上。
本发明中所设计的环糊精修饰单层石墨及其超分子复合物，合成路线简单，反应条件温和，后处理简单方便，适于放大合成。利用单层石墨与环糊精的双重载体效应，可以作为一种新型的药物和基因载体，在生物领域具有广阔的应用前景。
【附图说明】
图1环糊精修饰单层石墨的傅立叶变换红外谱图。
图2环糊精修饰单层石墨的热重分析图。
图3单层石墨及环糊精修饰单层石墨的原子力显微镜图像。
图4单层石墨、环糊精修饰单层石墨及超分子复合物的光电子能谱全谱。
图5环糊精修饰单层石墨及超分子复合物的光电子能谱N1s谱图。
图6单层石墨的光子电子能谱C1s谱图。
图7环糊精修饰单层石墨的光电子能谱C1s谱图。
图8超分子复合物的光电子能谱C1s谱图。
图9超分子复合物凝聚DNA的原子力显微镜图像。
图10为金刚烷多胺化合物的合成路线图。
图11为PEG修饰石墨作为非水溶性抗癌药物SN38的载体结构图。
【具体实施方式】
下面通过实例对本发明做进一步的说明：
实施例1
环糊精修饰单层石墨的合成
将6-乙二胺-β-环糊精与通过Hummers方法制备所得的单层石墨通过EDC催化在水溶液中进行酰胺缩合，6-乙二胺-β-环糊精，单层石墨和EDC质量分别为200mg，20mg和20mg.首先在超声振荡下反应1小时，随后搅拌反应12小时，加入0.5mL巯基乙醇终止反应。所得化合物通过0.22μm聚四氟乙烯微孔膜进一步纯化，得到环糊精修饰单层石墨。
实施例2
金刚烷多胺衍生物的合成
在氮气氛围中，将50mL丙烯酸甲酯滴入含有1g 1-金刚烷胺的50mL甲醇溶液中室温反应24小时，减压蒸馏除去溶剂及过量的丙烯酸甲酯。所得固体溶于10mL甲醇，在氮气氛围中滴入30mL 乙二胺。室温搅拌反应48小时，溶剂以及过量乙二胺通过减压蒸馏除去。剩余黏稠物溶解在10mL甲醇中，将50mL丙烯酸甲酯在氮气氛围中滴入，室温搅拌反应24小时，减压蒸馏除去溶剂及过量丙烯酸甲酯。所得固体通过硅胶柱纯化分离。纯化后的固体进一步溶解在甲醇溶液中，将30mL乙二胺在氮气氛围下滴入，室温搅拌反应48小时，减压蒸馏除去溶剂及过量乙二胺，得到金刚烷多胺衍生物。
将200mg金刚烷衍生物在50mL1M的HCl水溶液中搅拌反应24小时得到水溶性铵正离子衍生物。
实施例3
本发明涉及的金刚烷多胺衍生物的核磁及质谱表征
1H NMR(400MHz，CDCl3，TMS，ppm)δ1.55-1.66(dd，6H，H of methylene ofadamantane)，1.819(d，J＝2.46H，H of methylene of adamantane)，2.10(s，3H，H ofmethylidyne of adamantane)，2.61-2.64(t，2H)，2.76-2.79(t，4H)，3.06-3.09(t，4H)，3.19-3.23(t，2H)，3.31-3.34(t，2H)，3.42-3.48(dd，8H)，3.56-3.59(t，2H).MS(ESI)：m/z 494.5[M+H]+.
实施例4
单层石墨与环糊精修饰单层石墨对DNA的凝聚行为
将DNA按等质量比加入到单层石墨或环糊精修饰单层石墨的饱和水溶液当中，DNA保持原有的线状结构，无法呈现凝聚后的纳米颗粒结构。
实施例5
超分子复合物对DNA的凝聚行为
将等质量的DNA加入到超分子复合物饱和水溶液当中，DNA的结构由线状化合物变成具有15nm高、100-250nm宽的纳米颗粒。所得纳米颗粒座落于单层石墨上。

Claims (8)

1.一种金刚烷多胺化合物，其特征在于，结构式为：C24H51N7O3 4+，结构为：
Figure A2008101543520002C1
即
Figure A2008101543520002C2
2.一种权利要求1所述的金刚烷多胺化合物的合成方法，其特征在于，合成步骤如下：
在氮气氛围下，丙烯酸甲酯与1-金刚烷胺按质量比为50∶1在甲醇溶液中溶液中室温反应24小时，减压蒸馏除去溶剂及过量的丙烯酸甲酯；所得固体溶于甲醇，在氮气氛围中滴入与1-金刚烷胺质量比为30∶1的乙二胺；室温搅拌反应48小时，溶剂以及过量乙二胺通过减压蒸馏除去；剩余黏稠物溶解在甲醇中，继续加入50倍1-金刚烷胺质量的丙烯酸甲酯，室温搅拌反应24小时，减压蒸馏除去溶剂及过量丙烯酸甲酯；所得固体通过硅胶柱纯化分离；纯化后的固体进一步溶解在甲醇溶液中，将30倍1-金刚烷胺质量的乙二胺在氮气氛围下滴入，室温搅拌反应48小时，减压蒸馏除去溶剂及过量乙二胺，得到金刚烷多胺衍生物。
将金刚烷衍生物与溶液按质量比为4∶1在1M的HCl水溶液中搅拌反应24小时得到水溶性铵正离子衍生物。
3.一种环糊精修饰单层石墨，其特征在于，其组成为平均每一百个石墨单层上的碳原子中约有五个碳原子与环糊精相连，结构为：
4.一种权利要求3所述的环糊精修饰单层石墨的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
将6-乙二胺-β-环糊精与通过Hummers方法制备所得的单层石墨通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺催化在水溶液中进行酰胺缩合，6-乙二胺-β-环糊精∶单层石墨∶1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺质量比为10∶1∶1，首先在超声振荡下反应1小时，随后搅拌反应12小时，加入0.5mL巯基乙醇终止反应；所得化合物通过0.22μm聚四氟乙烯微孔膜进一步纯化，得到环糊精修饰单层石墨。
5.一种环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物，其结构为：
6.一种权利要求5所述的环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物的制备方法，其特征在于制备步骤包括：
在超声振荡下，将等质量比的权利要求1所述的金刚烷多胺化合物加入到权利要求3所述的环糊精修饰单层石墨的饱和溶液中，室温搅拌24小时以上，所得溶液通过0.22μm聚四氟乙烯微孔膜纯化处理得到环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物。
7.一种权利要求3所述的环糊精修饰单层石墨在生物领域及基因载体领域的应用，其特征在于，环糊精修饰单层石墨可以与药物或基因形成超分子复合物，作为一种新型的药物和基因载体。
8.一种权利要求5所述的环糊精修饰单层石墨/金刚烷多胺超分子复合物的应用，由于铵正离子对DNA的凝聚作用，作为一种新型的DNA凝聚剂。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102698286A (zh) * 2012-07-02 2012-10-03 南开大学 一种靶向传递金刚烷顺铂抗癌前药的超分子组装体及制备
CN103920160A (zh) * 2014-04-25 2014-07-16 南开大学 环糊精为媒介的石墨烯/透明质酸组装体及其制备方法
CN104548103A (zh) * 2013-10-17 2015-04-29 江西中医药大学 氧化石墨烯和氟尿嘧啶或氯霉素直接结合的制备方法
CN105596353A (zh) * 2014-10-27 2016-05-25 江西中医药大学 氧化石墨烯和雷公藤甲素直接结合的制备方法
CN110152017A (zh) * 2019-04-28 2019-08-23 内蒙古农业大学 一种基于纳米石墨烯的多功能超分子组装体及其制备方法和应用
CN112316158A (zh) * 2020-11-19 2021-02-05 四川大学 一种利用超分子包合剂关闭胶原溶液中抗菌剂活性的方法
US11627786B2 (en) 2017-07-14 2023-04-18 Glisten Llc Gemstone coatings and methods of making and using the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107811971B (zh) * 2004-05-03 2021-10-29 益普生生物制药公司 用于药物输送的脂质体
CN100534609C (zh) * 2007-04-25 2009-09-02 上海大学 金刚烷衍生物作为含环糊精固相萃取担体的洗脱试剂的固相萃取方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102698286A (zh) * 2012-07-02 2012-10-03 南开大学 一种靶向传递金刚烷顺铂抗癌前药的超分子组装体及制备
CN102698286B (zh) * 2012-07-02 2013-10-09 南开大学 一种靶向传递金刚烷顺铂抗癌前药的超分子组装体及制备
CN104548103A (zh) * 2013-10-17 2015-04-29 江西中医药大学 氧化石墨烯和氟尿嘧啶或氯霉素直接结合的制备方法
CN104548103B (zh) * 2013-10-17 2018-04-10 江西中医药大学 氧化石墨烯和氯霉素直接结合的复合物的制备方法
CN103920160A (zh) * 2014-04-25 2014-07-16 南开大学 环糊精为媒介的石墨烯/透明质酸组装体及其制备方法
CN103920160B (zh) * 2014-04-25 2016-02-03 南开大学 环糊精为媒介的石墨烯/透明质酸组装体及其制备方法
CN105596353A (zh) * 2014-10-27 2016-05-25 江西中医药大学 氧化石墨烯和雷公藤甲素直接结合的制备方法
US11627786B2 (en) 2017-07-14 2023-04-18 Glisten Llc Gemstone coatings and methods of making and using the same
CN110152017A (zh) * 2019-04-28 2019-08-23 内蒙古农业大学 一种基于纳米石墨烯的多功能超分子组装体及其制备方法和应用
CN112316158A (zh) * 2020-11-19 2021-02-05 四川大学 一种利用超分子包合剂关闭胶原溶液中抗菌剂活性的方法
CN112316158B (zh) * 2020-11-19 2021-09-21 四川大学 一种利用超分子包合剂关闭胶原溶液中抗菌剂活性的方法

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