CN103483466A - 一种氧化石墨烯衍生物的制备方法与应用 - Google Patents
一种氧化石墨烯衍生物的制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及氧化石墨烯衍生物的制备和应用方法，可有效解决传统光热疗、化疗技术的非靶向性的问题，方法是，将氧化石墨烯衍生物是将偶氮芳香化合物以偶氮芳香键为连接臂和氧化石墨烯共价连接，或是将多糖类化合物以糖苷键为连接臂和氧化石墨烯共价连接；所述偶氮芳香化合物或多糖类化合物与氧化石墨烯的重量比为5:1-17:4；所述氧化石墨烯的高度为0.8-1.2nm，尺寸为0.1-5.0μm；所述偶氮芳香化合物为4,4′-偶氮二苯胺、4,4′-二甲基丙烯酰胺偶氮苯、4,4′-二(N-甲基丙烯酰-6-氨基己酰胺)偶氮苯、3,3′,5,5′-四溴-4,4,4,4′-四重(甲基丙烯酰胺)偶氮苯、4-(甲基丙烯酰)偶氮苯的一种；本发明具有优良的生物相容性、水溶性和稳定性，还能够实现肿瘤特异性靶向，是肿瘤治疗药物上的创新。
Description
技术领域
本发明涉及医药领域，特别是一种氧化石墨烯衍生物的制备方法与应用。
背景技术
结肠癌是消化道最常见的恶性肿瘤之一，西方发达国家和发展中国家结肠癌的发病率和死亡率都呈上升趋势，因此及时发现并对症治疗具有重要意义。目前，手术治疗、放射治疗与化学药物治疗共同构成了结肠癌治疗的三大手段，而化学药物治疗在三大手段中占有重要的地位。菌群触发型给药系统是口服结肠靶向给药系统的一种，它是依据人体结肠独特的菌群分布，利用细菌具有的偶氮还原酶、糖苷酶等多种特异性酶，能够生物降解药物载体，使药物在结肠定位释放。该系统在体内不受饮食、个体差异等因素的影响，具有特异性好、定位准确可靠等优点，具有广阔的应有前景和重要的临床应用价值。目前，用于菌群触发型给药系统的载体主要有偶氮聚合物和多糖类化合物。
近年来，富勒烯、碳纳米管和氧化石墨烯等碳纳米材料是国际科学的前沿领域之一。氧化石墨烯是石墨烯的一种衍生物，表面拥有丰富的含氧官能团，如羧基、羟基、环氧基等，这赋予其优异的复合性能，如分散性、亲水性、与聚合物的兼容性等，因此具有良好的生物相容性和水溶液稳定性，同时也有利于化学功能化修饰，以达到在生物医药领域应用的目的。单层的氧化石墨烯两面均有芳香结构，这使得它可以吸附结构类似的具有芳香结构的药物分子，并且巨大的比表面积使得它成为潜在的药物载体。有关研究发现，氧化石墨烯具有较好的生物相容性，在细胞水平是一种相当安全的材料。尽管氧化石墨烯是一种极具潜力的载体材料，但要实现其在肿瘤治疗中的应用，仍面临诸多挑战，如：在水中稳定性很好，但在生理条件下容易解聚；在生物体内的相容性有待于进一步改善等。至关重要的是，氧化石墨烯本身不具肿瘤细胞靶向性，难以实现药物的靶向转运。
针对以上问题，本发明选择仅为结肠部位的特异性酶所降解的偶氮芳香聚合物和多糖化合物，通过偶氮键、糖苷键化合物为连接臂共价将氧化石墨烯分子片层结构连接，构建一种新型的纳米载体。该载体合成工艺将氧化石墨烯强大的药物负载特性，偶氮芳香聚合物和多糖化合物独特的结肠靶向性、辅助的抗肿瘤活性、良好的生物相容性有机的整合于一体，加之可以物理负载具有抗肿瘤活性的化疗药物，既可克服传统光热疗、化疗技术的非靶向性难题，降低治疗过程中对正常组织的损伤。同时，选择具有良好生物相容性、无毒无刺激作用、在水中溶胀但不溶于水的聚乙烯醇将载药体系制备成复合水凝胶后，在消化道转运过程中，水凝胶的膨胀性随pH值的升高而增加，未进入结肠时，水凝胶可保护抗肿瘤活性的化疗药物不受胃酸、消化液和酶的破坏，并可以减少药物对胃肠道的刺激性，进入结肠后，水凝胶吸水膨胀，结肠内容物渗入，偶氮芳香键、糖苷键裂解，水凝胶网络结构逐步消失，药物随之释放出来，延长药物的持续时间，提高生物利用度，从而达到有效治疗结肠癌的目的。本发明拥有pH和酶双重敏感性，克服了单一机制释药的口服结肠靶向给药系统在体内的结肠靶向性有效性和重复性不佳，本发明使得给药系统具有更强的靶向性。
发明内容
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种氧化石墨烯衍生物的制备和应用方法，可有效解决传统光热疗、化疗技术的非靶向性的问题。
本发明解决的技术方案是，将氧化石墨烯衍生物是将偶氮芳香化合物以偶氮芳香键为连接臂和氧化石墨烯共价连接，或是将多糖类化合物以糖苷键为连接臂和氧化石墨烯共价连接；所述偶氮芳香化合物或多糖类化合物与氧化石墨烯的重量比为5:1-17:4；所述氧化石墨烯的高度为0.8-1.2nm，尺寸为0.1-5.0μm；所述偶氮芳香化合物为4,4′-偶氮二苯胺、4,4′-二甲基丙烯酰胺偶氮苯、4,4′-二(N-甲基丙烯酰-6-氨基己酰胺)偶氮苯、3,3′,5,5′-四溴-4,4,4,4′-四重(甲基丙烯酰胺)偶氮苯、4-(甲基丙烯酰)偶氮苯的一种；所述多糖类化合物为壳聚糖、果胶、瓜尔豆胶、魔芋葡甘聚糖、葡聚糖、直链淀粉、菊粉的一种。
将偶氮芳香化合物以偶氮芳香键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）、4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸95-105mg溶解在10-20ml的有机溶剂中，加入41-91μl二氯亚砜和1-3滴N,N-二甲基甲酰胺，室温15-30℃下搅拌2-5h，再在40-50℃下减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；所述的有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、甲苯、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯中的一种；
（2）酰胺化的偶氮芳香化合物合成：取60-70mg偶氮芳香化合物溶于40-60ml二氯甲烷中，加入82-91μ三乙胺，室温15-30℃下搅拌反应1-3h，冰浴条件下，缓慢滴加68-84μl由步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，滴加完毕，升至室温继续搅拌6-48h后，依次使用水、1mol/L盐酸、饱和碳酸钠、饱和氯化钠萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，清洗，得滤液，40-50℃减压旋蒸，采用薄层层析硅胶板进行分离提纯，得酰胺化的偶氮芳香化合物；所述的干燥剂为无水硫酸镁或无水氯化钠；
（3）、叠氮化的偶氮芳香化合物合成：取20-30mg步骤（2）所得的酰胺化的偶氮芳香化合物溶于20-40ml混合溶剂中，加入8-15mg叠氮钠和0.2-1.5mg季铵盐类相转移催化剂，室温15-30℃下搅拌反应6-48h后，使用二氯甲烷萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，得滤液，40-50℃减压旋蒸，真空干燥，得叠氮化的偶氮芳香化合物；所述的混合溶剂为由水和二氯甲烷按体积比1︰1-1︰4的混合溶剂；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种；
（4）、炔基化的氧化石墨烯合成：取15-20mg氧化石墨烯溶于5-10ml水中，加入4.6-5.1mg无水碳酸钾和0.2-1.0mg季铵盐类相转移催化剂，将4.2-8μl3-溴丙炔缓慢加入反应液中，40-50℃搅拌反应12-48h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种；
（5）、氧化石墨烯衍生物合成：将10-20mg步骤（3）所得的叠氮化的偶氮芳香化合物和5.6-11mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯，溶于20-40ml的混合溶剂中，加入0.1-1.0mg季铵盐类相和转移催化剂，室温搅拌反应12-48h，反应结束后，使用二氯甲烷萃取，收集上层水相，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物；所述混合溶剂为由水和二氯甲烷按体积比1:1-1:4的比例混合的溶剂；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种。
将偶氮芳香化合物以偶氮芳香键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）、4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸95mg溶解在10ml的有机溶剂二氯甲烷或氯仿中，加入41μl二氯亚砜和1滴N,N-二甲基甲酰胺，室温15-30℃下搅拌2h，再在45℃下减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）、酰胺化的偶氮芳香化合物合成：取60mg4,4′-偶氮二苯胺或4,4′-二甲基丙烯酰胺偶氮苯溶于40ml二氯甲烷中，加入82μl三乙胺，室温15-30℃下搅拌反应1h后，冰浴条件下，缓慢滴加68μl由步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，滴加完毕，升至室温继续搅拌6h后，依次使用水、1mol/L盐酸、饱和碳酸钠、饱和氯化钠萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，清洗，得滤液，45℃减压旋蒸，采用薄层层析硅胶板进行分离提纯，得酰胺化的偶氮芳香化合物；
（3）、叠氮化的偶氮芳香化合物合成：取20mg步骤（2）所得的酰胺化的偶氮芳香化合物溶于20ml混合溶剂中，加入8mg叠氮钠和0.2mg季铵盐类相转移催化剂四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵，室温搅拌反应6h后，使用二氯甲烷萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，得滤液，45℃减压旋蒸，真空干燥，得叠氮化的偶氮芳香化合物；所述的混合溶剂为水和二氯甲烷按体积比1:1的比例混合的溶剂；
（4）、炔基化的氧化石墨烯合成：取15mg氧化石墨烯溶于5ml水中，加入4.6mg无水碳酸钾和0.2mg季铵盐类相转移催化剂四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵，将4.2μl3-溴丙炔缓慢加入反应液中，40℃搅拌反应48h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）、氧化石墨烯衍生物合成：将10mg步骤（3）所得的叠氮化的偶氮芳香化合物和6mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于20ml混合溶剂中，加入0.1mg季铵盐类相转移催化剂四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵，室温搅拌反应12h，反应结束后，使用二氯甲烷萃取，收集上层水相，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物；所述混合溶剂为水和二氯甲烷按体积比1:1的比例混合的溶剂。
以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶，由氧化石墨烯衍生物和治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子构成载药纳米层，再将载药纳米层与水溶性高分子聚合物制备成水凝胶，所述治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子为芳香环类及含有π电子的5-氟尿嘧啶、卡培他滨、姜黄素、吲哚美辛、羟基喜树碱；所述氧化石墨烯衍生物与治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子重量比为1:1-1:5；所述水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇，其聚合度为1500-3000，醇解度为88%-100%。
本发明以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶的具体操作步骤如下：将氧化石墨烯衍生物与水按重量比3:1-5:1的比例溶解，与经溶剂溶解的治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子按重量比1:1-1:5混合，超声或高压均质处理，室温搅拌2-5h，加入质量百分含量为2%-15%的水溶性高分子聚合物，加热至65-95℃使水溶性高分子聚合物溶解，超声10-40min，冷冻12-24h，室温环境下解冻1-4h，此为一次冷冻-熔融循环，如此反复循环3-5次，真空干燥或冷冻干燥至恒重，得以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶；所述溶剂，指药学上使用的能溶解治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子的水、甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜；所述水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇，其聚合度为1500-3000，醇解度为88%-100%。
以氧化石墨烯衍生物为骨架的结肠靶向水凝胶，可以用于口服，优选自胶囊剂、片剂、颗粒剂。
本发明具有优良的生物相容性、水溶性和稳定性，还能够实现肿瘤特异性靶向，是肿瘤治疗药物上的创新。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
所述氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，偶氮芳香化合物以偶氮芳香键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸100mg溶解在15ml的有机溶剂甲苯或四氢呋喃中，加入87μl二氯亚砜和1滴N,N-二甲基甲酰胺，室温搅拌3h，再在45℃下减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）酰胺化的偶氮芳香化合物合成：取65mg4,4′-二(N-甲基丙烯酰-6-氨基己酰胺)偶氮苯、3,3′,5,5′-四溴-4,4,4,4′-四重(甲基丙烯酰胺)偶氮苯或4-(甲基丙烯酰)偶氮苯溶于50ml二氯甲烷中，加入87μl三乙胺，室温搅拌反应2h后，冰浴条件下，缓慢滴加77μl步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，滴加完毕，升至室温继续搅拌12h后，依次使用水、1mol/L盐酸、饱和碳酸钠、饱和氯化钠萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，清洗，得滤液，45℃减压旋蒸得，采用薄层层析硅胶板进行分离提纯，得酰胺化的偶氮芳香化合物；
（3）叠氮化的偶氮芳香化合物合成：取25mg步骤（2）所得的酰胺化的偶氮芳香化合物溶于30ml混合溶剂中，加入13mg叠氮钠和0.8mg季铵盐类相转移催化剂，室温搅拌反应12h，使用二氯甲烷萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，得滤液，45℃减压旋蒸，真空干燥，得叠氮化的偶氮芳香化合物；所述的混合溶剂为水和二氯甲烷按体积比1:1的比例混合的溶剂；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种；
（4）炔基化的氧化石墨烯合成：取18mg氧化石墨烯溶于8ml水中，加入4.8mg无水碳酸钾和0.8mg季铵盐类相转移催化剂四丁基氯化铵或四丁基硫酸氢铵，将6μl3-溴丙炔缓慢加入反应液中，45℃搅拌反应12h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将15mg步骤（3）所得的叠氮化的偶氮芳香化合物和11mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于30ml混合溶剂中，加入0.6mg季铵盐类相转移催化剂四丁基氯化铵或四丁基硫酸氢铵，室温搅拌反应12h，反应结束后，使用二氯甲烷萃取，收集上层水相，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物；所述混合溶剂为水和二氯甲烷按体积比1:1的比例混合的溶剂。
实施例2
所述氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将多糖类化合物以糖苷键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸10-20mg溶解在10-20ml的有机溶剂中，加入41-91μl二氯亚砜和1-3滴吡啶，室温15-30℃下搅拌2-5h，40-50℃减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；所述的有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、甲苯、四氢呋喃中的一种；
（2）酰胺化的多糖化合物合成：取50-70mg多糖类化合物，加入混合溶液30-50ml，于冰浴条件下滴入4-8μl步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，60-80℃加热回流5-8h，反应结束，将反应液冷却后加入到甲醇中，抽滤，甲醇洗涤，真空干燥，得初产物，使用乙醚进一步分离提纯，得酰胺化的多糖化合物；所述的混合溶液为吡啶和氯仿按体积比3:1混合的溶液；
（3）叠氮化的多糖化合物合成：取30-40mg步骤（2）所得的酰胺化的多糖化合物溶于20-40ml水中，加入2-5mg叠氮钠，室温搅拌反应6-48h，透析2d，冷冻干燥，得叠氮化的多糖化合物；
（4）炔基化的氧化石墨烯合成：取15-20mg氧化石墨烯溶于5-10ml水中，加入4.6-5.1mg无水碳酸钾和0.2-1.0mg季铵盐类相转移催化剂，将4.2-8μl3-溴丙炔缓慢加入反应液中，40-50℃搅拌反应12-48h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将10-20mg步骤（3）所得的叠氮化的多糖化合物和2-4mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于20-40ml水中，40-60℃搅拌反应12-48h，得反应液，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物。
实施例3
所述氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将多糖类化合物以糖苷键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸10mg溶解在10ml的有机溶剂中二氯甲烷或氯仿，加入41μl二氯亚砜和1滴吡啶，室温搅拌2h，45℃减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）酰胺化的多糖化合物合成：取50-55mg壳聚糖或魔芋葡甘聚糖，加入混合溶液30ml，于冰浴条件下滴入4μl步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，60℃加热回流8h，反应结束，反应液冷却后加入甲醇中，抽滤，甲醇洗涤，真空干燥，得初产物，使用乙醚进一步分离提纯，得酰胺化的多糖化合物；所述混合溶液为吡啶和氯仿按体积比3:1混合的溶液；
（3）叠氮化的多糖化合物合成：取30mg步骤（2）所得的酰胺化的多糖化合物溶于20ml水中，加入2mg叠氮钠，室温搅拌反应6h，透析2d，冷冻干燥，得叠氮化的多糖化合物；
（4）炔基化的氧化石墨烯的合成：取15mg氧化石墨烯溶于5ml水中，加入4.6mg无水碳酸钾和0.2mg季铵盐类相转移催化剂四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵，将4.2μl3-溴丙炔缓慢加入反应液中，40℃搅拌反应48h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将10mg步骤（3）所得的叠氮化的多糖化合物和2mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于20ml水中，40℃搅拌反应48h，得反应液，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物。
实施例4
所述氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将多糖类化合物以糖苷键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸20mg溶解在20ml的有机溶剂中甲苯或四氢呋喃，加入91μl二氯亚砜和1滴吡啶，室温搅拌5h，45℃减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）酰胺化的多糖化合物合成：取65-70mg果胶、瓜尔豆胶、葡聚糖、直链淀粉或菊粉的一种，加入混合溶液50ml，于冰浴条件下滴入8μl步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，80℃加热回流5h，反应结束，将反应液冷却后加入甲醇中，抽滤，甲醇洗涤，真空干燥，得初产物，使用乙醚进一步分离提纯，得酰胺化的多糖化合物；所述混合溶液为吡啶和氯仿按体积比3:1混合的溶液；
（3）叠氮化的多糖化合物合成：取40mg步骤（2）所得的酰胺化的多糖化合物溶于40ml水中，加入5mg叠氮钠，室温搅拌反应48h，透析2d，冷冻干燥，得叠氮化的多糖化合物；
（4）炔基化的氧化石墨烯的合成：取20mg氧化石墨烯溶于10ml水中，加入5.1mg无水碳酸钾和1.0mg季铵盐类相转移催化剂四丁基氯化铵或四丁基硫酸氢铵，将8μl3-溴丙炔缓慢加入反应液中，50℃搅拌反应12h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将20mg步骤（3）所得的叠氮化的多糖化合物和4mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于40ml水中，60℃搅拌反应12h，得反应液，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物。
实施例5
所述氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将多糖类化合物以糖苷键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸20mg溶解在20ml的有机溶剂丙酮中，加入91μl二氯亚砜和1滴吡啶，室温搅拌5h，45℃减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）酰胺化的多糖化合物合成：取70mg果胶或瓜尔豆胶，加入混合溶液50ml，于冰浴条件下滴入8μl步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，80℃加热回流5h，反应结束，将反应液冷却后加入甲醇中，抽滤，甲醇洗涤，真空干燥，得初产物，使用乙醚进一步分离提纯，得酰胺化的多糖化合物；所述混合溶液为吡啶和氯仿按体积比3:1混合的溶液；
（3）叠氮化的多糖化合物合成：取40mg步骤（2）所得的酰胺化的多糖化合物溶于40ml
水中，加入5mg叠氮钠，室温搅拌反应48h，透析2d，冷冻干燥，得叠氮化的多糖化合物；
（4）炔基化的氧化石墨烯的合成：取20mg氧化石墨烯溶于10ml水中，加入5.1mg无水碳酸钾和1.0mg季铵盐类相转移催化剂苄基三乙基氯化铵，将8μl3-溴丙炔缓慢加入反应液中，50℃搅拌反应12h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将20mg步骤（3）所得的叠氮化的多糖化合物和4mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于40ml水中，60℃搅拌反应12h，得反应液，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物。
实施例6
所述氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将多糖类化合物以糖苷键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸20mg溶解在20ml的有机溶剂乙酸乙酯中，加入91μl二氯亚砜和1滴吡啶，室温搅拌5h，45℃减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）酰胺化的多糖化合物合成：取65mg葡聚糖、直链淀粉或菊粉，加入混合溶液50ml，
于冰浴条件下滴入4μl步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，80℃加热回流5h，反应结束，反应液冷却后加入甲醇中，抽滤，甲醇洗涤，真空干燥，得初产物，使用乙醚进一步分离提纯，得酰胺化的多糖化合物；所述混合溶液为吡啶和氯仿按体积比3:1混合的溶液。
（3）叠氮化的多糖化合物合成：取40mg步骤（2）所得的酰胺化的多糖化合物溶于40ml水中，加入5mg叠氮钠，室温搅拌反应48h，透析2d，冷冻干燥，得叠氮化的多糖化合物；
（4）炔基化的氧化石墨烯的合成：取20mg氧化石墨烯溶于10ml水中，加入5.1mg无水碳酸钾和1.0mg季铵盐类相转移催化剂四丁基氯化铵，将8μl3-溴丙炔缓慢加入反应液中，50℃
搅拌反应12h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将20mg步骤（3）所得的叠氮化的多糖化合物和4mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于40ml水中，60℃搅拌反应12h，得反应液，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物。
以偶氮芳香键、糖苷键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶，是将所氧化石墨烯分子片层和治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子，制成载药纳米层，再将载药纳米层与水溶性高分子聚合物制备成水凝胶，可有效地将药物集中于结肠部位，提高药物浓度，疗效更好，相关试验资料如下：
一、负载5-氟尿嘧啶的以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶的试验和表征
1、实验物：分别取4mg偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯和6mg糖苷键修饰的氧化石墨烯，溶解于1ml水中，冰浴条件下探头超声15min，取12mg5-氟尿嘧啶溶解于1ml水中，然后两者混合，冰浴条件下探头超声30min，室温搅拌2h，再加入3wt%聚乙烯醇，加热至65-95℃使聚乙烯醇溶解，超声20min，冷冻24h，室温环境下解冻1h，此为一次冷冻-熔融循环，如此反复循环5次，置于水中24h以除去游离药物。
2、以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶中5-氟尿嘧啶含量的测定
采用紫外分光光度法，于265nm波长处测定游离5-氟尿嘧啶的含量。以公式（1）计算样品的载药量。偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯载药量达到20%，糖苷键修饰的氧化石墨烯载药量达到22%。
二、负载卡培他滨的以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶的试验和表征
1、实验物：分别取4mg偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯和6mg糖苷键修饰的氧化石墨烯，溶解于1ml水中，冰浴条件下探头超声15min，取12mg卡培他滨溶解于1ml水中，然后两者混合，冰浴条件下探头超声30min，室温搅拌2h，再加入3wt%聚乙烯醇，加热至65-95℃使聚乙烯醇溶解，超声20min，冷冻24h，室温环境下解冻1h，此为一次冷冻-熔融循环，如此反复循环5次，置于水中24h以除去游离药物。
2、以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶中卡培他滨含量的测定
采用紫外分光光度法，于310nm波长处测定游离卡培他滨的含量。以公式（1）计算样品的载药量，偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯载药量达到32%，糖苷键修饰的氧化石墨烯载药量达到33%。
三、负载姜黄素的以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶的试验和表征
1、实验物：分别取4mg偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯和6mg糖苷键修饰的氧化石墨烯，溶解于1ml水中，冰浴条件下探头超声15min，取12mg姜黄素溶解于200μl二甲基亚砜中，然后两者混合，冰浴条件下探头超声30min，室温搅拌2h，再加入3wt%聚乙烯醇，加热至65-95℃使聚乙烯醇溶解，超声20min，冷冻24h，室温环境下解冻1h，此为一次冷冻-熔融循环，如此反复循环5次，置于水中24h以除去游离药物。
2、以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶中姜黄素含量的测定
采用紫外分光光度法，于426nm波长处测定姜黄素的含量。以公式（1）计算样品的载药量，糖苷键修饰的氧化石墨烯载药量达到30%，偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯载药量达到25%。
四、负载吲哚美辛的以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶的试验和表征
1、实验物：分别取4mg偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯和6mg糖苷键修饰的氧化石墨烯，溶解于1ml水中，冰浴条件下探头超声15min，取12mg吲哚美辛溶解于200μl二甲基亚砜中，然后两者混合，冰浴条件下探头超声30min，室温搅拌2h，再加入3wt%聚乙烯醇，加热至65-95℃使聚乙烯醇溶解，超声20min，冷冻24h，室温环境下解冻1h，此为一次冷冻-熔融循环，如此反复循环5次，置于水中24h以除去游离药物。
2、以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶中吲哚美辛含量的测定
采用紫外分光光度法，于320nm波长处测定吲哚美辛的含量。以公式（1）计算样品的载药量，偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯载药量达到31%，糖苷键修饰的氧化石墨烯载药量达到34%。
五、负载羟基喜树碱的以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶的试验和表征
1、实验物：分别取4mg偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯和6mg糖苷键修饰的氧化石墨烯，溶解于1ml水中，冰浴条件下探头超声15min，取12mg羟基喜树碱溶解于200μl二甲基亚砜中，然后两者混合，冰浴条件下探头超声30min，室温搅拌2h，再加入3wt%聚乙烯醇，加热至65-95℃使聚乙烯醇溶解，超声20min，冷冻24h，室温环境下解冻1h，此为一次冷冻-熔融循环，如此反复循环5次，置于水中24h以除去游离药物。
2、以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶中羟基喜树碱含量的测定
采用紫外分光光度法，于369nm波长处测定羟基喜树碱的含量。以公式（1）计算样品的载药量，偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯载药量达到30%，糖苷键修饰的氧化石墨烯载药量达到40%。
对以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶进行体外结肠靶向性评价：
1、方法：
（1）分别取各原料药和以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶，按中国药典2010版二部附录溶出度第一法装置（转篮法），转速100r/min，温度37±0.5℃，先以0.1mol/LHCl（模拟胃液）250ml为释放介质；2h后换为pH6.8磷酸盐缓冲液（模拟小肠液）250ml释药4h；6h后取出水凝胶置于含磁子的三颈烧瓶内，并通入N2以保持无氧状态，加入模拟结肠液250ml，于恒温振荡器中释药18h。分别于0.5h、1h、2h、3h、4h、6h、8h、10h、14h、18h、24h、48h、72h取样4ml，同时补充同温的新鲜释放介质4ml，按对应释放介质处理样品，HPLC测定释放度。
（2）取以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶分为两组，按中国药典2010版二部附录溶出度第一法装置（转篮法），转速100r/min，温度37℃，先均以0.1mol/L HCl（模拟胃液）250ml为释放介质；2h后换为pH6.8磷酸盐缓冲液（模拟小肠液）250ml释药4h；6h后第一组换pH7.0磷酸缓冲盐，第二组置于含磁子的三颈烧瓶内，并通入N2以保持无氧状态，加入模拟结肠液250ml，于恒温振荡器中释药18h。分别于0.5h、1h、2h、3h、4h、6h、8h、10h、14h、18h、24h、48h、72h取样4ml，同时补充同温释放介质4ml，按对应释放介质处理样品，HPLC测定释放度。
2、结果：原料药在模拟胃液和小肠液中有着明显的释放，在模拟结肠液中释放均小于10%。而以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶在模拟模拟胃液中吸水膨胀，但是药物几乎不释放（<1%），在模拟小肠液中膨胀明显增加，但药物释放均小于15%，在模拟结肠液中，水凝胶膨胀度达到最大，并且药物释放逐渐增加，体外累积释放度可达80%以上。以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶在模拟结肠液中的体外累积释放度可达80%以上，而在不含大鼠盲肠内容物的释放介质中，药物的释放度只有20%左右。体外结肠靶向性评价显示出以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶释药体系具有较好的结肠靶向性。
对以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶进行体内结肠靶向性评价：
1、方法：将60只健康Wister大鼠，体重为200-300g，按体重随机分为10组，每组6只，设为5-氟尿嘧啶溶液组（5-氟尿嘧啶15mg/kg）、卡培他滨溶液组（卡培他滨40mg/kg）、姜黄素溶液组（姜黄素30mg/kg）、吲哚美辛溶液组（吲哚美辛15mg/kg）、羟基喜树碱溶液组（羟基喜树碱6mg/kg）、负载5-氟尿嘧啶的以偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（5-氟尿嘧啶75mg/kg）、负载5-氟尿嘧啶的以糖苷键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（5-氟尿嘧啶68mg/kg）、负载卡培他滨的以偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（卡培他滨125mg/kg）、负载卡培他滨的以糖苷键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（卡培他滨121mg/kg）、负载姜黄素的以偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（姜黄素80mg/kg）、负载姜黄素的以糖苷键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（姜黄素67mg/kg）、负载吲哚美辛的以偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（吲哚美辛44mg/kg）、负载吲哚美辛的以糖苷键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（吲哚美辛48mg/kg）、负载羟基喜树碱的以偶氮芳香键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（羟基喜树碱20mg/kg）、负载羟基喜树碱的以糖苷键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶（羟基喜树碱15mg/kg）。各组均按1ml/只灌胃于Wister大鼠。原料药溶液组采血时间为15min、30min、45min、60min、75min、1.5h、2.0h、4.0h、8.0h、12h、24h、48h；负载抗癌药物的以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶采血时间为1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、16h、24h、48h，从静脉采血，抗凝血离心取血浆，HPLC测定药物浓度。
2、结果：与原料药溶液组相比，负载抗癌药物的以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶推迟8h左右达到峰浓度，Tmax明显增加，而小肠的运行时间在3-5h，说明负载抗癌药物的以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶在到达结肠后才开始释放药物。由于本发明为水凝胶复合物，吸水膨胀后，结肠内容物才能进入水凝胶内，这需要一定的时间，药物释放缓慢。体内结肠靶向性评价显示出以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶具有较好的结肠靶向性。
本发明的有益效果：
（1）本发明选择具有结肠靶向性的偶氮芳香化合物、具有良好生物相容性和结肠靶向性的多糖类化合物为修饰分子，以偶氮芳香键、糖苷键为共价连接臂，分别对氧化石墨烯进行化学修饰，条件温和，反应简单；
（2）本发明提供的以偶氮芳香键、糖苷键修饰的氧化石墨烯为骨架制备的聚乙烯醇水凝胶复合物，将优良的生物相容性、水溶性、稳定性、结肠特异性靶向、生物可降解性有机地整合于一体；
（3）本发明提供的以偶氮芳香键、糖苷键修饰的氧化石墨烯为骨架的口服结肠靶向水凝胶可有效地将药物集中于结肠部位，药物浓度提高，减少口服时药物对胃肠道的刺激，增加病人的顺应性，疗效更好；同时，由于靶向性的增强可大大降低了药物在非病变部位的分布，药物对正常器官和组织的毒副作用显著降低。
Claims (10)
1.一种氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，该氧化石墨烯衍生物是将偶氮芳香化合物以偶氮芳香键为连接臂和氧化石墨烯共价连接，或是将多糖类化合物以糖苷键为连接臂和氧化石墨烯共价连接；所述偶氮芳香化合物或多糖类化合物与氧化石墨烯的重量比为5:1-17:4；所述氧化石墨烯的高度为0.8-1.2nm，尺寸为0.1-5.0μm；所述偶氮芳香化合物为4,4′-偶氮二苯胺、4,4′-二甲基丙烯酰胺偶氮苯、4,4′-二(N-甲基丙烯酰-6-氨基己酰胺)偶氮苯、3,3′,5,5′-四溴-4,4, 4,4′-四重(甲基丙烯酰胺)偶氮苯、4-(甲基丙烯酰)偶氮苯的一种；所述多糖类化合物为壳聚糖、果胶、瓜尔豆胶、魔芋葡甘聚糖、葡聚糖、直链淀粉、菊粉的一种。
2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将偶氮芳香化合物以偶氮芳香键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）、4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸95-105mg溶解在10-20ml的有机溶剂中，加入41-91μl二氯亚砜和1-3滴N,N-二甲基甲酰胺，室温15-30℃下搅拌2-5h，再在40-50℃下减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；所述的有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、甲苯、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯中的一种；
（2）酰胺化的偶氮芳香化合物合成：取60-70mg 偶氮芳香化合物溶于40-60ml二氯甲烷中，加入82-91μ三乙胺，室温15-30℃下搅拌反应1-3h，冰浴条件下，缓慢滴加68-84μl由步骤（1）所得的 4-溴丁酰氯，滴加完毕，升至室温继续搅拌6-48h后，依次使用水、1mol/L盐酸、饱和碳酸钠、饱和氯化钠萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，清洗，得滤液，40-50℃减压旋蒸，采用薄层层析硅胶板进行分离提纯，得酰胺化的偶氮芳香化合物；所述的干燥剂为无水硫酸镁或无水氯化钠；
（3）、叠氮化的偶氮芳香化合物合成：取20-30mg步骤（2）所得的酰胺化的偶氮芳香化合物溶于20-40ml混合溶剂中，加入8-15mg叠氮钠和0.2-1.5mg季铵盐类相转移催化剂，室温15-30℃下搅拌反应6-48h后，使用二氯甲烷萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，得滤液，40-50℃减压旋蒸，真空干燥，得叠氮化的偶氮芳香化合物；所述的混合溶剂为由水和二氯甲烷按体积比1︰1-1︰4的混合溶剂；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种；
（4）、炔基化的氧化石墨烯合成：取15-20mg氧化石墨烯溶于5-10ml水中，加入4.6-5.1mg无水碳酸钾和0.2-1.0mg季铵盐类相转移催化剂，将4.2-8μl 3-溴丙炔缓慢加入反应液中，40-50℃搅拌反应12-48h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种；
（5）、氧化石墨烯衍生物合成：将10-20mg步骤（3）所得的叠氮化的偶氮芳香化合物和5.6-11mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯，溶于20-40ml的混合溶剂中，加入0.1-1.0mg季铵盐类相和转移催化剂，室温搅拌反应12-48h，反应结束后，使用二氯甲烷萃取，收集上层水相，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物；所述混合溶剂为由水和二氯甲烷按体积比1:1-1:4的比例混合的溶剂；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种。
3.根据权利要求2所述的氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将偶氮芳香化合物以偶氮芳香键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）、4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸95mg溶解在10ml的有机溶剂二氯甲烷或氯仿中，加入41μl二氯亚砜和1滴N,N-二甲基甲酰胺，室温15-30℃下搅拌2h，再在45℃下减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）、酰胺化的偶氮芳香化合物合成：取60mg 4,4′-偶氮二苯胺或4,4′-二甲基丙烯酰胺偶氮苯溶于40ml二氯甲烷中，加入82μl三乙胺，室温15-30℃下搅拌反应1h后，冰浴条件下，缓慢滴加68μl由步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，滴加完毕，升至室温继续搅拌6h后，依次使用水、1mol/L盐酸、饱和碳酸钠、饱和氯化钠萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，清洗，得滤液，45℃减压旋蒸，采用薄层层析硅胶板进行分离提纯，得酰胺化的偶氮芳香化合物；
（3）、叠氮化的偶氮芳香化合物合成：取20mg步骤（2）所得的酰胺化的偶氮芳香化合物溶于20ml混合溶剂中，加入8mg叠氮钠和0.2mg季铵盐类相转移催化剂四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵，室温搅拌反应6h后，使用二氯甲烷萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，得滤液，45℃减压旋蒸，真空干燥，得叠氮化的偶氮芳香化合物；所述的混合溶剂为水和二氯甲烷按体积比1:1的比例混合的溶剂；
（4）、炔基化的氧化石墨烯合成：取15mg氧化石墨烯溶于5ml水中，加入4.6mg无水碳酸钾和0.2mg季铵盐类相转移催化剂四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵，将4.2μl 3-溴丙炔缓慢加入反应液中，40℃搅拌反应48h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）、氧化石墨烯衍生物合成：将10mg步骤（3）所得的叠氮化的偶氮芳香化合物和6mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于20ml混合溶剂中，加入0.1mg季铵盐类相转移催化剂四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵，室温搅拌反应12h，反应结束后，使用二氯甲烷萃取，收集上层水相，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物；所述混合溶剂为水和二氯甲烷按体积比1:1的比例混合的溶剂。
4.根据权利要求1所述的氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将偶氮芳香化合物以偶氮芳香键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸100mg溶解在15ml的有机溶剂甲苯或四氢呋喃中，加入87μl二氯亚砜和1滴N,N-二甲基甲酰胺，室温搅拌3h，再在45℃下减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
酰胺化的偶氮芳香化合物合成：取65mg 4,4′-二(N-甲基丙烯酰-6-氨基己酰胺)偶氮苯、3,3′,5,5′-四溴-4,4, 4,4′-四重(甲基丙烯酰胺)偶氮苯或4-(甲基丙烯酰)偶氮苯溶于50ml二氯甲烷中，加入87μl三乙胺，室温搅拌反应2h后，冰浴条件下，缓慢滴加77μl 步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，滴加完毕，升至室温继续搅拌12h后，依次使用水、1mol/L盐酸、饱和碳酸钠、饱和氯化钠萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，清洗，得滤液，45℃减压旋蒸得，采用薄层层析硅胶板进行分离提纯，得酰胺化的偶氮芳香化合物；
叠氮化的偶氮芳香化合物合成：取25mg步骤（2）所得的酰胺化的偶氮芳香化合物溶于30ml混合溶剂中，加入13mg叠氮钠和0.8mg季铵盐类相转移催化剂，室温搅拌反应12h，使用二氯甲烷萃取，收集下层有机相，加入干燥剂，抽滤，得滤液，45℃减压旋蒸，真空干燥，得叠氮化的偶氮芳香化合物；所述的混合溶剂为水和二氯甲烷按体积比1:1的比例混合的溶剂；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种；
炔基化的氧化石墨烯合成：取18mg氧化石墨烯溶于8ml水中，加入4.8mg无水碳酸钾和0.8mg季铵盐类相转移催化剂四丁基氯化铵或四丁基硫酸氢铵，将6μl 3-溴丙炔缓慢加入反应液中，45℃搅拌反应12h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将15mg步骤（3）所得的叠氮化的偶氮芳香化合物和11mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于30ml混合溶剂中，加入0.6mg季铵盐类相转移催化剂四丁基氯化铵或四丁基硫酸氢铵，室温搅拌反应12h，反应结束后，使用二氯甲烷萃取，收集上层水相，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物；所述混合溶剂为水和二氯甲烷按体积比1:1的比例混合的溶剂。
5.根据权利要求1所述的氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将多糖类化合物以糖苷键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸10-20mg溶解在10-20ml的有机溶剂中，加入41-91μl二氯亚砜和1-3滴吡啶，室温15-30℃下搅拌2-5h，40-50℃减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；所述的有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、甲苯、四氢呋喃中的一种；
（2）酰胺化的多糖化合物合成：取50-70mg多糖类化合物，加入混合溶液30-50ml，于冰浴条件下滴入4-8μl 步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，60-80℃加热回流5-8h，反应结束，将反应液冷却后加入到甲醇中，抽滤，甲醇洗涤，真空干燥，得初产物，使用乙醚进一步分离提纯，得酰胺化的多糖化合物；所述的混合溶液为吡啶和氯仿按体积比3:1混合的溶液；
（3）叠氮化的多糖化合物合成：取30-40mg步骤（2）所得的酰胺化的多糖化合物溶于20-40ml水中，加入2-5mg叠氮钠，室温搅拌反应6-48h，透析2d，冷冻干燥，得叠氮化的多糖化合物；
（4）炔基化的氧化石墨烯合成：取15-20mg氧化石墨烯溶于5-10ml水中，加入4.6-5.1mg无水碳酸钾和0.2-1.0mg季铵盐类相转移催化剂，将4.2-8μl 3-溴丙炔缓慢加入反应液中，40- 50℃搅拌反应12-48h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；所述季铵盐类相转移催化剂为四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将10-20mg步骤（3）所得的叠氮化的多糖化合物和2-4mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于20-40ml水中，40-60℃搅拌反应12-48h，得反应液，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物。
6.根据权利要求5所述的氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将多糖类化合物以糖苷键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸10mg溶解在10ml的有机溶剂中二氯甲烷或氯仿，加入41μl二氯亚砜和1滴吡啶，室温搅拌2h，45℃减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）酰胺化的多糖化合物合成：取50-55mg壳聚糖或魔芋葡甘聚糖，加入混合溶液30ml，于冰浴条件下滴入4μl 步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，60℃加热回流8h，反应结束，反应液冷却后加入甲醇中，抽滤，甲醇洗涤，真空干燥，得初产物，使用乙醚进一步分离提纯，得酰胺化的多糖化合物；所述混合溶液为吡啶和氯仿按体积比3:1混合的溶液；
（3）叠氮化的多糖化合物合成：取30mg步骤（2）所得的酰胺化的多糖化合物溶于20ml水中，加入2mg叠氮钠，室温搅拌反应6h，透析2d，冷冻干燥，得叠氮化的多糖化合物；
（4）炔基化的氧化石墨烯的合成：取15mg氧化石墨烯溶于5ml水中，加入4.6mg无水碳酸钾和0.2mg季铵盐类相转移催化剂四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵，将4.2μl 3-溴丙炔缓慢加入反应液中，40℃搅拌反应48h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将10mg步骤（3）所得的叠氮化的多糖化合物和2mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于20ml水中，40℃搅拌反应48h，得反应液，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物。
7.根据权利要求1所述的氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，将多糖类化合物以糖苷键和氧化石墨烯共价连接，包括以下步骤：
（1）4-溴丁酰氯合成：将4-溴丁酸20mg溶解在20ml的有机溶剂中甲苯或四氢呋喃，加入91μl二氯亚砜和1滴吡啶，室温搅拌5h，45℃减压旋蒸，冷却，得4-溴丁酰氯；
（2）酰胺化的多糖化合物合成：取65-70mg果胶、瓜尔豆胶、葡聚糖、直链淀粉或菊粉的一种，加入混合溶液50ml，于冰浴条件下滴入8μl 步骤（1）所得的4-溴丁酰氯，80℃加热回流5h，反应结束，将反应液冷却后加入甲醇中，抽滤，甲醇洗涤，真空干燥，得初产物，使用乙醚进一步分离提纯，得酰胺化的多糖化合物；所述混合溶液为吡啶和氯仿按体积比3:1混合的溶液；
（3）叠氮化的多糖化合物合成：取40mg步骤（2）所得的酰胺化的多糖化合物溶于40ml水中，加入5mg叠氮钠，室温搅拌反应48h，透析2d，冷冻干燥，得叠氮化的多糖化合物；
（4）炔基化的氧化石墨烯的合成：取20mg氧化石墨烯溶于10ml水中，加入5.1mg无水碳酸钾和1.0mg季铵盐类相转移催化剂四丁基氯化铵或四丁基硫酸氢铵，将8μl 3-溴丙炔缓慢加入反应液中，50℃搅拌反应12h，反应结束后，透析2d，冷冻干燥，得炔基化的氧化石墨烯；
（5）氧化石墨烯衍生物合成：将20mg步骤（3）所得的叠氮化的多糖化合物和4mg步骤（4）所得的炔基化的氧化石墨烯溶于40ml水中，60℃搅拌反应12h，得反应液，冷冻干燥，得氧化石墨烯衍生物。
8.权利要求1所述的氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶，其特征在于，由氧化石墨烯衍生物和治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子构成载药纳米层，再由载药纳米层与水溶性高分子聚合物制备成以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶；所述的治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子为芳香环类及含有π电子的5-氟尿嘧啶、卡培他滨、姜黄素、吲哚美辛、羟基喜树碱；所述氧化石墨烯衍生物与治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子重量比为1:1-1:5；所述水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇，其聚合度为1500-3000，醇解度为88%- 100%。
9.权利要求8所述的氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯衍生物与水按重量比3-5︰1的比例溶解，与经溶剂溶解的治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子按重量比1︰1-5混合，超声或高压均质处理，室温搅拌2-5h，加入质量百分含量为2-15%的水溶性高分子聚合物，加热至65-95℃使水溶性高分子聚合物溶解，超声10-40 min，冷冻12-24h，室温15-35℃的环境下解冻1-4h，此为一次冷冻-熔融循环，如此反复循环3-5次，真空干燥或冷冻干燥至恒重，得以氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶；所述溶剂，指药学上使用的能溶解治疗结肠癌的药学活性或药理活性分子的水、甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜；所述水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇，其聚合度为1500-3000，醇解度为88%- 100%。
10.权利要求8所述的氧化石墨烯衍生物为骨架的口服结肠靶向水凝胶在制备治疗结肠癌的口服水凝胶药物中的应用。
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Granted publication date: 20150923 Termination date: 20170904 |