CN103113494A - 一种透明质酸酯复合物的制备方法 - Google Patents
一种透明质酸酯复合物的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种透明质酸酯复合物的制备方法。采用透明质酸钠为原料，首先将透明质酸钠进行脱盐及纯化；然后将纯化的透明质酸和单双脂肪酸甘油酯分别溶于无水有机溶剂中，氮气保护；向透明质酸溶液中加入羧基活化剂，活化羧基后与单双脂肪酸甘油酯溶液混合，隔绝空气条件下持续反应；最后离心分离上清，充分透析冻干即得。本发明利用无水反应体系，调节控制催化剂用量和反应物料比，产品取代度为4-23％，但反应时间缩短了12-24h，显著提高了反应效率；本发明制备工艺简单，产品疏水基团取代度可控、安全无毒副作用，具有良好的稳定性。本发明在生物医药、医用敷料、组织工程、化妆品等许多领域具有良好地研究和开发前景。
Description
技术领域：
本发明属于生物技术领域的一种透明质酸酯复合物的制备方法。
背景技术：
透明质酸(HA)是一种线性阴离子聚合物，是由双糖单位D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的高级多糖，广泛分布于动物和人体结缔组织细胞外基质中，在眼玻璃体、脐带、皮肤、软骨和滑液中含量较高。HA具有高粘弹性、可塑性、渗透性、独特的保湿性、优良的生物相容性和可降解性，以及与细胞表面特异受体专一性结合等优点，是一种理想的护肤养颜、智能药物释放及组织工程材料和医用敷料，目前被广泛应用于生物医学、组织工程及高级化妆品等领域。由于天然HA稳定性差，易降解，缺乏生物机械性能，限制了其作为生物材料的应用范围。因此，对HA分子进行化学改性，在保持HA原有特性的基础上，改善其稳定性和机械性能，对拓宽其适用领域具有很强的理论和实际应用价值。HA多糖链中的羟基、羧基和乙酰氨基是能被衍生的活性基团，其中基于羟基和羧基，通过酯化、交联、接枝等改性产生的衍生物最为常见。
HA的酯化一般在羧基上进行，旨在改进HA的一些理化特性，如引入一些疏水基团，可降低HA的聚阴离子特性，同时赋予HA以两亲分子特性。常见的HA酯化衍生物多将药物共价连接到HA主链上，如类固醇类药物，不仅达到药物缓释的目的，而且有助于克服药物溶解度的限制。但这种改性仅具有应用专一性或药物目标性，而不具备普遍应用的价值。利用长链脂肪酸或脂肪酸甘油酯，如单硬脂酸甘油酯(GMS)修饰HA的羧基，形成两亲性HA衍生物，可以使HA发生分子聚集，不经交联即可自组装形成纳米胶束，或自组装在药物载体表面，获得具肿瘤细胞靶向的药物载体。此外，单硬脂酸甘油酯具有良好的皮肤促渗作用，HA单硬脂酸甘油酯复合物结合了二者优势，可作为具有靶向功能的经皮输送载体材料。国际上已有HA单硬脂酸甘油酯复合物制备的报道，利用催化交联法在水溶剂中反应24-48h，实现酯化连接，得到疏水取代度5-23％的产品。但由于EDC在水溶剂中容易产生较多副产物，水溶剂的干扰也导致反应效率低，反应时间长等不足。为了弥补已有技术的不足，提高反应效率，缩短反应时间，特申请本发明专利。
发明内容：
本发明的目的是提供一种具肿瘤细胞靶向性和皮肤促渗作用的透明质酸酯复合物-透明质酸单双脂肪酸甘油酯复合物的制备方法，以改善已有技术的不足。
本发明采用透明质酸纳和单双脂肪酸甘油酯为原料，在无水反应体系中，通过缩合酯化法合成目标产物，即透明质酸酯复合物。其具体步骤是：首先将透明质酸钠悬浮于乙醇水溶 液中，酸处理脱钠，再用乙醇溶液脱盐脱水处理纯化干燥；再将透明质酸溶于甲酰胺中，无水环境加氮气保护条件下加入EDC和NHS活化羧基，控制催化剂的加入比例；与单双脂肪酸甘油酯丙酮溶液充分混合反应，控制反应物浓度和反应时间；通过离心分离终止反应，取上清与丙酮溶液混合，离心分离得上清，充分透析，干燥得白色固体即透明质酸脂复合物。
本发明以透明质酸和单双脂肪酸甘油酯为原料制备兼性高分子材料，利用无水反应体系，调节控制催化剂用量和反应物料比，产品取代度为4-23％，但反应时间缩短了12-24h，显著提高了反应效率；本发明制备工艺简单，产品疏水基团取代度可控、安全无毒副作用，具有良好的稳定性。
本发明对原材料甘油酯有广泛的适用性，适用于可以与透明质酸羧基通过酯键相结合的单双脂肪酸甘油酯。其重要意义在于，可以赋予透明质酸两亲性，产生分子聚集，不经交联即可自组装形成纳米胶束，或自组装在药物载体表面，获得具肿瘤细胞靶向的药物载体。本发明在生物医药、医用敷料、组织工程、化妆品等许多领域具有良好地研究和开发前景。
具体实施方式
本发明采用透明质酸钠和单双脂肪酸甘油酯为原料，在无水反应体系中，通过缩合酯化法合成目标产物，首先将透明质酸钠脱盐纯化，羧基活化形成中间产物；再通过酯键与单双脂肪酸甘油酯的自由羟基共价连接，形成透明质酸酯复合物。
具体实施方案为：
1.透明质酸钠的脱盐及纯化：
将透明质酸钠分散于75％乙醇水溶液中，乙醇水溶液的用量为50～200ml/g透明质酸钠，搅拌下充分溶胀，滴加浓盐酸，透明质酸与盐酸摩尔比为1∶2，继续反应30～60min，沉降得沉淀，75％酒精洗涤多次至中性，95％酒精脱水，乙醚常温干燥。
2.透明质酸羧基活化：
称取脱盐纯化的透明质酸溶解于甲酰胺中，溶液浓度控制在0.25～2.5％，氮气保护，均匀搅拌，加入EDC和NHS活化羧基，EDC和NHS对羧基的用量为1～10∶1～10∶1(摩尔比)。
3.透明质酸酯复合物制备：
称取单双脂肪酸甘油酯溶解于丙酮中，溶液浓度控制在0.25～2.5％，氮气保护，将羧基活化的透明质酸溶液滴加至甘油酯溶液中，均匀搅拌，其中透明质酸与甘油酯的摩尔比为，0.2～5∶1，室温持续反应10～36h。
4.产物的分离纯化：
将反应产物离心(10000～15000rpm，4℃，15～30min)，弃去沉淀，将上层液体与50～70％丙酮水溶液混合，丙酮水溶液用量为1～3∶1(v/v)，搅拌0.5～1h后相同条件下再次离心得上清，去离子水中充分透析，冻干得白色固体即透明质酸酯复合物。
本发明中所述的单双脂肪酸甘油酯中的脂肪酸可以是油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、山嵛酸、硬脂酸、月桂酸。
以下结合附图、附表和实施例对本发明做出进一步说明。
附图说明：
图1透明质酸酯复合物的红外光谱图
图2透明质酸酯复合物的1H核磁共振图谱
实施例1.
1.透明质酸钠的脱盐及纯化：
称取1g透明质酸钠产品，分散于100ml75％乙醇水溶液中，搅拌下充分溶胀，滴加37％浓盐酸至浓度为0.05M，继续反应40min，沉降得沉淀，75％酒精洗涤多次至中性，95％酒精脱水，乙醚常温干燥。
2.透明质酸羧基活化
将0.6g脱盐纯化的透明质酸，溶解于40ml甲酰胺中，氮气保护，分别向溶液中加入EDC和NHS，与羧基的用量比为5∶5∶1，活化羧基。
3.透明质酸酯复合物制备：
称取0.12g单硬脂酸甘油酯，溶解于48ml丙酮中，氮气保护，将羧基活化的透明质酸溶液滴加至甘油酯溶液中，室温搅拌，持续反应12h。
4.产物的分离纯化
将反应产物于离心(15000rpm，4℃，20min)，弃去沉淀，将上层液体与100ml丙酮水溶液(50％)混合，搅拌0.5h后相同条件下再次离心得上清，去离子水中充分透析48小时，冻干得白色固体。
实施例2.
1.透明质酸钠的脱盐及纯化
称取2g透明质酸钠产品，分散于400ml75％乙醇水溶液中，搅拌下充分溶胀，滴加37％浓盐酸至浓度为0.025M，继续反应60min，沉降得沉淀，75％酒精洗涤多次至中性，95％酒精脱水，乙醚常温干燥。
2.透明质酸羧基活化
将1g脱盐纯化的透明质酸，溶解于40ml甲酰胺中，氮气保护，分别向溶液中加入EDC和NHS，与羧基的用量比为10∶10∶1，活化羧基。
3.透明质酸酯复合物制备：
称取0.5g单硬脂酸甘油酯，溶解于40ml丙酮中，氮气保护，将羧基活化的透明质酸溶液滴加至甘油酯溶液中，室温搅拌，持续反应24h。
4.产物的分离纯化
将反应产物于离心(15000rpm，4℃，20min)，弃去沉淀，将上层液体与200ml丙酮水溶液(50％)混合，搅拌1h后相同条件下再次离心得上清，去离子水中充分透析48小时，冻干得白色固体。
实施例3.
1.透明质酸钠的脱盐及纯化
称取0.5g透明质酸钠产品，分散于25ml75％乙醇水溶液中，搅拌下充分溶胀，滴加37％浓盐酸至浓度为0.1M，继续反应30min，沉降得沉淀，75％酒精洗涤多次至中性，95％酒精脱水，乙醚常温干燥。
2.透明质酸羧基活化：
将0.05g脱盐纯化的透明质酸，溶解于20ml甲酰胺中，氮气保护，分别向溶液中加入EDC和NHS，与羧基的用量比为1∶1∶1，活化羧基。
3.透明质酸酯复合物制备：
称取0.25g单硬脂酸甘油酯，溶解于20ml丙酮中，氮气保护，将羧基活化的透明质酸溶液滴加至甘油酯溶液中，室温搅拌，持续反应10h。
4.产物的分离纯化：
将反应产物离心(12000rpm，4℃，15min)，弃去沉淀，将上层液体与40ml丙酮水溶液(50％)混合，搅拌0.5h后相同条件下再次离心得上清，去离子水中充分透析48小时，冻干得白色固体。
实施例4.
1.透明质酸钠的脱盐及纯化
称取1g透明质酸钠产品，分散于150ml75％乙醇水溶液中，搅拌下充分溶胀，滴加37％浓盐酸至浓度为0.03M，继续反应40min，沉降得沉淀，75％酒精洗涤多次至中性，95％酒精脱 水，乙醚常温干燥。
2.透明质酸羧基活化
将0.4g脱盐纯化的透明质酸，溶解于40ml甲酰胺中，氮气保护，分别向溶液中加入EDC和NHS，与羧基的用量比为3∶3∶1，活化羧基。
3.透明质酸酯复合物制备：
称取1g单硬脂酸甘油酯，溶解于40ml丙酮中，氮气保护，将羧基活化的透明质酸溶液滴加至甘油酯溶液中，室温搅拌，持续反应36h。
4.产物的分离纯化
将反应产物于离心(10000rpm，4℃，30min)，弃去沉淀，将上层液体与240ml丙酮水溶液(70％)混合，搅拌1h后相同条件下再次离心得上清，去离子水中充分透析48小时，冻干得白色固体。
透明质酸酯复合物均呈白色絮状，取代度可以通过反应条件调节(附表1)，红外光谱和1H核磁共振图谱表明单硬脂酸甘油酯连接到透明质酸羧基上(附图1、附图2)。
附表1：透明质酸脂复合物的产品性质
Claims (4)
1.一种透明质酸酯的制备方法，其主要特征在于包括以下四个步骤：
第一步透明质酸钠的脱盐及纯化：
将透明质酸钠分散于75％乙醇水溶液中，乙醇水溶液的用量为50～200ml/g透明质酸钠，搅拌下充分溶胀，滴加浓盐酸，透明质酸与盐酸摩尔比为1∶2，继续反应30～60min，沉降得沉淀，75％酒精洗涤多次至中性，95％酒精脱水，乙醚常温干燥。
第二步透明质酸羧基活化：
称取脱盐纯化的透明质酸溶解于甲酰胺中，溶液浓度控制在0.25～2.5％，氮气保护，均匀搅拌，加入EDC和NHS活化羧基。
第三步透明质酸酯复合物制备：
称取单双脂肪酸甘油酯溶解于丙酮中，溶液浓度控制在0.25～2.5％，氮气保护，将羧基活化的透明质酸溶液滴加至丙酮溶液中，均匀搅拌，室温持续反应10～36h。
第四步产物的分离纯化：
将反应产物离心(10000～15000rpm，4℃，15～30min)，弃去沉淀，将上层液体与50～70％丙酮水溶液混合，丙酮水溶液用量为1～3∶1(v/v)，搅拌0.5～1h后相同条件下再次离心得上清，去离子水中充分透析，冻干得白色固体即透明质酸酯复合物。
2.根据权利1所述的透明质酸酯的制备方法，其特征在于所述的单双脂肪酸甘油酯中的脂肪酸可以是油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、山嵛酸、硬脂酸、月桂酸。
3.根据权利1所述的透明质酸酯的制备方法，其特征在于向透明质酸溶液中加入EDC和NHS活化羧基，EDC和NHS对羧基的用量为1～10∶1～10∶1(摩尔比)。
4.根据权利1所述的透明质酸酯的制备方法，其特征在于将透明质酸溶于甲酰胺中，单双脂肪酸甘油酯溶解于丙酮中，其中透明质酸与甘油酯的摩尔比为0.2～5∶1，氮气保护，避免空气和水汽进入。
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