CN102093403A - 含偶氮苯基团的复合脂质及其中间体,制备方法与用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一类结构新颖的含偶氮苯基团的复合脂质及其中间体,涉及这些化合物的合成方法,以及其在作为光控释放材料控制脂质体中药物释放的用途。本发明所述复合脂质的结构式为:
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料领域,具体涉及一类结构新颖的含偶氮苯基团的复合脂质及其中间体的制备方法,以及其在作为光控释放材料控制脂质体内药物释放中的用途。
背景技术
自20世纪70年代以来,脂质体由于具有制备简单,无毒性,无免疫原性反应,在体内的可降解性,并且易于实现靶向性,因此被广泛地应用于药物载体,它能提高和延长药物疗效,缓和毒性,避免耐药性和改变给药途径。但脂质体的实际应用受到其稳定性的限制。具体表现在脂质体在储存过程中,由于药物渗漏、粒子的聚集以及磷脂易于氧化水解等原因而被破坏;进入体内后,由于血液中的白蛋白、调理素、抗体等各种物质的作用,脂质体可能发生破裂,致使包封药物快速渗漏,很快被被一些酶类物质降解和巨噬细胞吞噬,不能到达靶向组织而有效地发挥药物作用。因此,研制出稳定的脂质体是其作为药物载体走向实用的前提,具有十分重要的意义。
此外,近年来各种功能化脂质体逐渐被开发出来,如对温度敏感的脂质体,对pH值敏感的脂质体,对光敏感的脂质体等,从而使定点,定时,定量的释放药物成为可能。其中对光敏感的脂质体具有其独特的优势,将该类材料的脂质体包埋药物,导入身体特定位置后,通过外来光源的照射就可简单的使其中的光敏基团发生结构上的变化,从而实现对内包药物的可控释放。目前报道较多的光控材料主要是偶氮苯的衍生物。例如利用含偶氮苯基团的表面活性剂作为光控材料,但易引起脂质体的相分离和熔合(Chem.Lett.1981,1001-1004);或者用含有偶氮苯基团的磷脂作为光控释放材料,但该类材料的引入会使脂质体的稳定性下降,导致药物突然间释放,难以实际应用(Photochem.Photobiol.1995,62,24-29)。
基于以上两个方面的考虑,我们开发出了一种新型复合脂质,其有两个方面的特点,一方面是该类物质分子结构中含有-Si(OEt)3或-Si(OCH3)3基团,通过水解缩合可形成稳定的Si-O-Si网络结构,共价键连覆盖于脂质体的表面,从而极大地增强其稳定性;另一方面是该类物质分子结构中含有偶氮苯基团,通过光控方法可以简便的改变脂质双层的渗透性,从而实现对药物的可控释放。
发明内容
本发明的目的是提供一类含偶氮苯基团的复合脂质。
本发明的另一目的是提供上述含偶氮苯基团的复合脂质及其中间体的制备方法。
本发明的目的还在于提供一种上述含偶氮苯基团复合脂质的用途,该类物质可用于作为包埋药物的光控释放材料。
本发明所述的含偶氮苯基团的复合脂质的结构如下:
其中,R1=C6~18烷基,R2=C6~18烷基,R1,R2可以相同,也可以不同;R3=OEt或OCH3;a=2或3;b=2或3,c=1,且当b=0时,c=0;X=H,CH3,CH3O,F,Cl,Br,NO2;Y可以是H,CH3,CH3O,F,Cl,Br且在氨基邻位为H,CH3,CH3O,在氨基间位为H,F,Cl,Br。
本发明的制备路线如下所示:
其中,R1=C6~18烷基,R2=C6~18烷基,R1,R2可以相同,也可以不同;R3=OEt或OCH3;a=2或3;b=2或3,c=1,且当b=0时,c=0;当R4=Ph时,R5=H;当R4=CH3时,R5=CH3;X=H,CH3,CH3O,F,Cl,Br,NO2;Y可以是H,CH3,CH3O,F,Cl,Br且在氨基邻位时为H,CH3,CH3O,在氨基间位时为H,F,Cl,Br。
化合物1的制备方法参照文献(J.Am.Chem.Soc.1996,118,8524-8530),化合物4的制备方法参照文献(有机化学.2005,9,1049-1052;Macromolecules 1999,32,3613-3619),化合物8的制备方法参照文献(青岛科技大学学报.2008,29(2),110-113)
本发明的方法具体描述如下:
(1)在极性有机溶剂中,化合物1与化合物2在25-70℃反应24-48小时,然后酸洗,再水洗,重结晶可得化合物3。化合物1与化合物2的摩尔比例1∶1.5-4,推荐的摩尔比例是1∶2-2.5。所述的极性有机溶剂可以是四氢呋喃,丙酮,乙睛,二甲基甲酰胺等。
(2)在极性有机溶剂中,化合物3,二环己基碳二酰亚胺(DCC),4位二甲胺基吡啶(DMAP)和化合物4在50-80℃反应12-36小时可得化合物5。化合物3,二环己基碳二酰亚胺(DCC),4位二甲胺基吡啶(DMAP),化合物4的摩尔比是1∶1-3∶0.8-1.2∶3-6,推荐的摩尔比例是1∶1.5-2∶0.9-1.1∶4-5。所述的极性有机溶剂可以是四氢呋喃,丙酮,乙睛,二甲基甲酰胺等。
(3)在非质子性有机溶剂中,化合物5,DMAP,缚酸剂和化合物2在25-70℃反应24-48小时,然后酸洗,再水洗,柱层析可得化合物6。化合物5,DMAP,缚酸剂和化合物2的摩尔比例是1∶0.4-1∶1-6∶2-5,推荐的摩尔比例是1∶0.4-0.6∶3-5∶3-4。所述的非质子性有机溶剂可以是苯,甲苯,二氯甲烷,氯仿等,缚酸剂可以是三乙胺或者吡啶等。
(4)在四氢呋喃与甲醇或者乙醇的混合溶剂中,化合物6,氢气与催化剂在25-80℃反应12-48小时可得化合物7。化合物6与催化剂的质量比是1∶0.4-0.6,氢气压力为1.0-1.2MPa,所述的四氢呋喃与甲醇或者乙醇的混合溶剂体积比是3-4∶1,催化剂是钯/碳或者氢氧化钯/碳。
(5)在非质子性有机溶剂中,化合物7,DCC和化合物8在25-45℃反应24-60小时,可得化合物9。化合物7,DCC和化合物8的摩尔比例1∶1.2-1.5∶1.1-2。所述的非质子性有机溶剂可以是苯,甲苯,二氯甲烷,氯仿等。
(6)在非质子性有机溶剂中,化合物9,化合物10和二月桂酸二丁基锡在40-70℃反应48-72小时,可得化合物11。化合物9,化合物10和二月桂酸二丁基锡的摩尔比例1∶2-4∶0.2-0.8,,推荐的摩尔比例是1∶2-2.5∶0.3-0.5。所述的非质子性有机溶剂可以是苯,甲苯,二氯甲烷,氯仿等。
(7)在非质子性有机溶剂中,化合物9,DMAP,缚酸剂和化合物2在25-70℃反应24-48小时,然后酸洗,再水洗,柱层析可得化合物12。化合物9,DMAP,缚酸剂和化合物2的摩尔比例是1∶0.8-2∶3-8∶4-8,推荐的摩尔比例是1∶1-1.5∶5-6∶6-7。所述的非质子性有机溶剂可以是苯,甲苯,二氯甲烷,氯仿等,缚酸剂可以是三乙胺或者吡啶等。
(8)在非质子性有机溶剂中,化合物12,DCC和化合物13在25-40℃反应24-36小时,可得化合物14。化合物12,DCC和化合物13的摩尔比例1∶1-2∶1.5-2.0。所述的非质子性有机溶剂可以是苯,甲苯,二氯甲烷,氯仿等。
本发明的方法所涉及的原料廉价,反应条件温和,具有较强的可操作性。所合成的含偶氮苯基团的新型复合脂质,可作为制备稳定的且可光控释放的包埋各类药物的材料。
附图说明
图1是具体实施例8合成的脂质使用具体实施例9所描述的方法制备的脂质体水溶液的粒径分布图;图2是具体实施例8合成的脂质使用具体实施例9所描述的方法制备的瓷质体的扫描电镜图;图3是具体实施例9所制备的脂质体溶液按具体实施例10所描述的操作方法在365nm紫外灯下照射不同时间脂质体水溶液的紫外可见吸收光谱图。
具体实施方式
通过以下具体实施方式将有助于理解本发明,但并不限制本发明的内容。
实施例1
将6mmol的化合物1(双十六胺)与12mmol的化合物2(丁二酸酐)混合后,溶解于60mL的四氢呋喃中,加热至完全溶解后,室温搅拌26小时,旋干溶剂,再加入50mL氯仿溶解,所得溶液依次用10%的盐酸水溶液和饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥,过滤所得滤液旋干后,柱层析分离提纯得化合物3,产率78%.
C36H71NO3
1H NMR(400MHz,CDCl3,TMS):δ=0.88(t,J=6.6Hz,6H,NCH2CH2(CH2)13CH3),1.26(m,52H,NCH2CH2(CH2)13CH3),1.54(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),2.69(m,4H,HOCO(CH2)2CON),3.15(t,2H,J=7.8Hz,NCH2CH2(CH2)13CH3),3.32ppm(t,2H,J=7.8Hz,NCH2CH2(CH2)13CH3);MS理论值:565.95,实验值[M]+:566.9
实施例2
将2mmol的化合物3与4mmol的化合物4混合后,溶解于40mL的二甲基甲酰胺中,加热至完全溶解后,再依次加入4mmol的DCC和1mmol的DMAP,55℃温度下搅拌16小时,减压蒸干溶剂,所得粗产物经柱层析分离提纯得化合物5,产率43%.
C48H85NO6
1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:0.90(t,J=6.8Hz,6H,CH3),1.25(s,52H,NCH2CH2(CH2)13CH3)(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),2.64(s,4H,COCH2CH2CO),3.18~3.30(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),3.77(d,J=11.2Hz,2H,CH2OH),3.96(s,4H,PhCHOCH2),4.15(d,J=11.2Hz,2H),4.60(s,1H,OH),5.42(s,1H,PhCHOCH2),7.35(d,J=6.4Hz,3H,Ph-H),7.47(d,J=7.2Hz,2H,Ph-H).MS理论值:772.19,实验值[M]+:772.9,[M+Na]+:794.9.
实施例3
将4mmol的化合物5与16mmol的化合物2混合后,溶解于40mL的二氯甲烷中,再依次加入2mmol的DMAP和20mmol的三乙胺,35℃温度下搅拌26小时,减压蒸干溶剂,所得粗产物经柱层析分离提纯得化合物6,产率86%.
C52H89NO9
1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:0.88(t,J=7.2Hz,6H,CH3),1.26~1.30(m,52H,NCH2CH2(CH2)13CH3),1.49~1.60(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),2.59~2.70(m,8H,COCH2CH2CO),3.23~3.32(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),3.75~3.93(m,4H,PhCHOCH2),4.18(d,J=12Hz,2H,NCOCH2CH2COOCH2),4.54(d,J=24.4Hz,2H,HOOCCH2CH2COOCH2),5.44(s,1H,PhCHOCH2),7.35~7.46(m,5H,Ph-H).MS理论值:872.26,实验值[M]+:873.2,[M+Na]+:895.2.
实施例4
将2mmol(1.75g)的化合物6溶解于体积比为1∶3的甲醇与四氢呋喃的混合溶剂中,加入到250mL的反应釜中,再加入0.87g的氢氧化钯/碳,50℃下剧烈搅拌48小时,减压蒸干溶剂,所得粗产物经柱层析分离提纯得化合物7,产率52%.
C45H85NO9
1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:0.88(t,J=6.8Hz,6H,CH3),1.25~1.30(m,52H,NCH2CH2(CH2)13CH3),1.47~1.58(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),2.64(d,J=3.6Hz,8H,COCH2CH2CO),3.20~3.29(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),3.62(s,4H,HOCH2),4.11~4.16(m,4H,COCH2CH2COOCH2).MS理论值:784.16,实验值[M]+:785.2,[M+Na]+:807.2.
实施例5
将1mmol的化合物7溶解于40mL的二氯甲烷中,再依次加入1.2mmol的DCC和1.5mmol的化合物8,30℃下搅拌48小时,旋干溶剂,所得粗产物经柱层析分离提纯得化合物9,产率43.2%.
C57H94N4O8
1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:0.87(t,J=6.8Hz,6H,CH3),1.21~1.30(m,52H,NCH2CH2(CH2)13CH3),1.46~1.57(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),2.62~2.65(m,4H,COCH2CH2CO),2.73~2.80(m,4H,COCH2CH2CO),3.19~3.28(m,4H,NCH2CH2(CH2)13CH3),3.60(s,4H,HOCH2),4.15~4.20(m,4H,COCH2CH2COOCH2),7.42~7.52(m,3H,PhH),7.69(d,J=8.4Hz,2H,PhH),7.89(t,J=8.4Hz,4H,PhH).MS理论值:963.38,实验值[M]+:964.4.
实施例6
在氮气保护下,将1mmol的化合物9溶解于40mL的二氯甲烷中,再依次加入2.5mmol的化合物10和0.4mmol的催化剂二月桂酸二丁基锡,55℃下搅拌48小时,旋干溶剂,所得粗产物经柱层析分离提纯得化合物11,产率50.2%.
C77H136N6O16Si2
1H NMR(CDCl3,300MHz)δ:0.61(t,J=8.0Hz,4H,SiCH2CH2CH2NH),0.86(t,J=7.2Hz,6H,CH3(CH2)13CH2CH2N),1.09~1.35(m,70H,NCH2CH2(CH2)13CH3and SiOCH2CH3),1.37~1.72(m,8H,CH3(CH2)13CH2CH2N and SiCH2CH2CH2NH),2.45~2.71(m,8H,COCH2CH2CO),3.11~3.19(m,8H,SiCH2CH2CH2NH andCH3(CH2)13CH2CH2N),3.70~3.83(m,12H,SiOCH2CH3),4.02~4.13(m,8H,COOCH2C),7.46~7.50(m,3H,ArH),7.77~7.80(m,2H,ArH),7.85~7.91(m,4H,ArH).MS理论值:1458.11,实验值[M]+:1459.0.
实施例7
将1mmol的化合物9与6mmol的化合物2混合后,溶解于40mL的二氯甲烷中,再依次加入1mmol的DMAP和6mmol的三乙胺,35℃温度下搅拌48小时,减压蒸干溶剂,所得粗产物经柱层析分离提纯得化合物12,产率80%.
C65H102N4O14
1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:0.88(t,J=7.2Hz,6H,CH3),1.22~1.28(m,52H,CH3(CH2)13CH2CH2N,1.47~1.57(m,4H,CH3(CH2)13CH2CH2N),2.60~2.78(m,16H,COCH2CH2CO),3.20~3.30(m,4H,CH3(CH2)13CH2CH2N),4.09~4.14(m,8H,COOCH2C),1.44~7.52(m,3H,ArH),7.68(d,J=8.4Hz,2H,ArH),7.86~7.90(m,4H,ArH).MS理论值:1163.52,实验值[M]+:1164.5,[M+Na]+:1186.6.
实施例8
将0.5mmol的化合物12溶解于30mL的二氯甲烷中,再依次加入1.2mmol的DCC和1.5mmol的化合物13,30℃下搅拌30小时,减压蒸干溶剂,所得粗产物经柱层析分离提纯得化合物14,产率20%.
C83H144N6O18Si2
1H NMR(CDCl3,300MHz)δ:0.62(t,J=8.4Hz,4H,SiCH2CH2CH2NH),0.85~0.88(m,6H,CH3(CH2)13CH2CH2N),1.10~1.34(m,70H,NCH2CH2(CH2)13CH3andSiOCH2CH3),1.35~1.70(m,8H,CH3(CH2)13CH2CH2N and SiCH2CH2CH2NH),2.42~2.72(m,16H,COCH2CH2CO),3.20~3.25(m,8H,SiCH2CH2CH2NH andCH3(CH2)13CH2CH2N),3.69~3.84(m,12H,SiOCH2CH3),4.08~4.17(m,8H,COOCH2C),7.46~7.51(m,3H,ArH),7.73~7.76(m,2H,ArH),7.87~7.90(m,4H,ArH).MS理论值:1570.23,实验值[M]+:1571.7,[M+Na]+:1592.6
实施例9
将4mg的化合物14置于20mL的圆底烧瓶中,加入5mL氯仿溶解,然后减压缓慢旋蒸使其在烧瓶内壁形成薄膜,35℃真空干燥箱中干燥以完全除去氯仿;再往形成薄膜的烧瓶中加入一定体积的去离子水使最终溶液浓度为1mmol/L。用探头式超声仪超声5min得到有一定浑浊度的溶液,室温下放置12小时即可得到相应脂质体的水溶液。用DSC仪器检测本实施方式脂质制备的瓷质体粒径基本在156nm左右,粒径分布较窄,多分散指数为0.197,与扫描电镜结果相吻合。具体粒径如附图1所示,扫描电镜如附图2所示。
实施例10
将具体实施例9所制备的脂质体水溶液稀释成浓度为250μM,在波长为365nm的紫外光下照射不同长度的时间,分别测试其紫外可见吸收光谱。从测试结果可以看到偶氮苯基团在波长360nm左右的吸收峰逐渐下降,而在波长450nm左右的吸收峰逐渐上升,表明所制备脂质体内部的偶氮苯基团在紫外灯照射下由反式构型逐渐向顺式构型转化。具体紫外可见吸收光谱如附图3所示。
Claims (16)
2.一种如权利要求1所述的含偶氮苯基团的复合脂质,其特征在于X可以是H、CH3、CH3O、F、Cl、Br、NO2;Y可以是H、CH3、CH3O、F、Cl、Br,且在氨基邻位时为H、CH3、CH3O,在氨基间位时为H、F、Cl、Br。
3.一种如权利要求1和2所述的含偶氮苯基团的复合脂质,其特征在于结构式中的取代基X和Y可以是它们所代表基团之间的任意组合。
4.一种如权利要求1和2所述的含偶氮苯基团的复合脂质,其特征在于R1为正己基、正辛基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基或十八烷基。
5.一种如权利要求1和2所述的含偶氮苯基团的复合脂质,其特征在于R2为正己基、正辛基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基或十八烷基。
6.一种如权利要求1所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征是通过下述方法制备:
(1)在极性有机溶剂中,化合物1与化合物2在25-70℃反应24-48小时, 然后酸洗,再水洗,重结晶可得化合物3。化合物1与化合物2的摩尔比例1∶1.5-4;
(2)在极性有机溶剂中,化合物3,二环己基碳二酰亚胺(DCC),4位二甲胺基吡啶(DMAP)和化合物4在50-80℃反应12-36小时可得化合物5。化合物3,二环己基碳二酰亚胺(DCC),4位二甲胺基吡啶(DMAP),化合物4的摩尔比是1∶1-3∶0.8-1.2∶3-6;
(3)在非质子性有机溶剂中,化合物5,DMAP,缚酸剂和化合物2在25-70℃反应24-48小时,然后酸洗,再水洗,柱层析可得化合物6。化合物5,DMAP,缚酸剂和化合物2的摩尔比例是1∶0.4-1∶1-6∶2-5;
(4)在四氢呋喃与甲醇或者乙醇的混合溶剂中,化合物6,氢气与催化剂在25-80℃反应12-48小时可得化合物7。化合物6与催化剂的质量比是1∶0.4-0.6,氢气压力为1.0-1.2MPa,所述的四氢呋喃与甲醇或者乙醇的混合溶剂体积比是3-4∶1,催化剂是钯/碳或者氢氧化钯/碳;
(5)在非质子性有机溶剂中,化合物7,DCC和化合物8在25-45℃反应24-60小时,可得化合物9。化合物7,DCC和化合物8的摩尔比例1∶1.2-1.5∶1.1-2;
(6)在非质子性有机溶剂中,化合物9,化合物10和二月桂酸二丁基锡在40-70℃反应48-72小时,可得化合物11。化合物9,化合物10和二月桂酸二丁基锡的摩尔比例1∶2-4∶0.2-0.8;
(7)在非质子性有机溶剂中,化合物9,DMAP,缚酸剂和化合物2在25-70℃反应24-48小时,然后酸洗,再水洗,柱层析可得化合物12。化合物9,DMAP,缚酸剂和化合物2的摩尔比例是1∶0.8-2∶3-8∶4-8;
(8)在非质子性有机溶剂中,化合物12,DCC和化合物13在25-40℃反应24-36小时,可得化合物14。化化合物12,DCC和化合物13的摩尔比例1∶1-2∶1.5-2.0;
以上所述化合物1-14的结构式如下:
其中,R1,R2,R3;a,b,c以及X,Y如权利要求1和2所述;当R4=Ph时,R5=H;当R4=CH3时,R5=CH3。
7.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于所述的化合物1与化合物2的摩尔比是1∶2-2.5。
8.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于所述的极性有机溶剂可以是四氢呋喃,丙酮,二甲基甲酰胺或乙睛。
9.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于所述的非质子性有机溶剂可以是苯,甲苯,二氯甲烷或氯仿。
10.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于当R4=Ph时,R5=H;当R4=CH3时,R5=CH3。
11.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于所述的缚酸剂可以是三乙胺或者吡啶。
12.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于所述的化合物3,二环己基碳二酰亚胺(DCC),4位二甲胺基吡啶(DMAP),化合物4的摩尔比是1∶1.5-2∶0.9-1.1∶4-5。
13.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于所述的化合物5,DMAP,缚酸剂和化合物2的摩尔比是1∶0.4-0.6∶3-5∶3-4。
14.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于所述的化合物11。化合物9,化合物10和二月桂酸二丁基锡的摩尔比是1∶2 -2.5∶0.3-0.5。
15.一种如权利要求6所述的含偶氮苯基团的复合脂质的制备方法,其特征在于所述的化合物9,DMAP,缚酸剂和化合物2的摩尔比是1∶1-1.5∶5-6∶6-7。
16.一种如权利要求1所述的含偶氮苯基团的复合脂质的用途,其特征是作为控制脂质体内药物释放的光控释放材料。
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