CN103910871A - 蒽环类抗生素偶联非线性多嵌段共聚物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一类新的化合物蒽环类抗生素偶联非线性多嵌段共聚物，以及制备方法和用途。该蒽环类抗生素偶联非线性多嵌段共聚物比其他形式的药物或药剂在治疗脉络膜和视网膜疾病上效果更佳。

Description

蒽环类抗生素偶联非线性多嵌段共聚物及其制备方法和应用

技术领域

本发明公开了一类新的化合物蒽环类抗生素偶联非线性多嵌段共聚物，以及制备方法和用途。

背景技术

蒽环类抗生素是一种抗有丝分裂并且极具细胞毒性的药物。多柔比星能成功抑制多种恶性肿瘤，包括急性白血病、淋巴瘤、软组织和骨肉瘤、儿童恶性肿瘤及成人实体瘤。其作用机理是药物可穿透进入细胞，与染色体结合。药物结构中的平面环插入碱基对之间从而与DNA结合形成复合物，严重干扰DNA合成、DNA依赖性RNA合成和蛋白质合成。但通过该机制产生抗增生作用所需的多柔比星浓度比临床治疗中肿瘤部位的药物浓度要高。此外蒽环类抗生素还与氧化还原作用有关，可参与反应得到细胞毒化合物，如过氧化物、活性的氢氧基和过氧化氢等。蒽环类抗生素的作用部位可能在细胞膜，目前蒽环类抗生素针对各种疾病的药效学作用还没有在科学界达成共识，针对每种疾病的作用机制都没有共性，有待进一步的科学研究得以解释。

蒽环类抗生素目前应用广泛，但是在临床角度往往需要将其变成盐，例如多柔比星，常见药用形式是盐酸多柔比星，即需变成盐酸盐，因多柔比星本身溶解度很低，不转化成盐的形式，无法应用。而变成盐酸盐后，多柔比星的药效学功能大幅下降，因此这给临床应用带来很大困难。

蒽环类抗生素的另一个缺点是由于本身强的细胞毒作用，因此本身的毒性很大，经常在使用后10天左右出现明显的骨髓抑制，使用一周后，即可表现非常明显的胃肠道不良反应和心脏毒性，因此用药时须精准计算后才能应用，而且此药的半衰期很短，同样给应用带来局限。

当把蒽环类药物应用在眼部时，剂量与药效关系非常敏感，本发明的蒽环类抗生素偶联非线性多嵌段共聚物，可以使制备的含有蒽环类抗生素的新结构在水中溶解，很好的控制药物递送的量，进而达到治疗脉络膜视网膜疾病或病症。

在本专利制备的终产物在治疗脉络膜和视网膜疾病时与聚1，6-双(对羧基苯氧基)己烷-聚乙二醇简单包裹多柔比星的纳米粒进行比较，本专利新产品的药物效果完全超越聚1，6-双(对羧基苯氧基)己烷-聚乙二醇简单包裹多柔比星的纳米或微球制剂，药物治疗效果非常好。

发明内容

本发明的内容如下：

本发明公开了下式I所示的蒽环类抗生素偶联的非线性多嵌段共聚物，其结构如下：

其中R1、R2、R3、R4、R5各自独立为H、OH、CH₃、CH₂OH、或OCH₃，R6为H、OH、CH₃、CH₂OH、OCH₃、COCH₃或COCH₂OH，R7、R8各自独立为H、OH、CH₃、OCH₃、COCH₃或OR9，其中R9为吡啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、或吡喃基。优选其中R1、R2、R3、R4各自独立为H、OH、或OCH₃，R5为OH，R6为H、OH、COCH₃或COCH₂OH，R7、R8各自独立为OH、CH₃、OCH₃、COCH₃，n＝1-20之间的整数。更优选其中R1为H或OCH₃，R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₃或COCH₂OH，R7、R8各自独立为OH、CH₃或OR9，其中R9为吡喃基。PEG指聚乙二醇，具体指-C₂H₄(OC₂H₄)_W-，其中W＝1-500之间的整数，优选1-300。

所述的聚合物分别为：

1)R1为OCH₃，R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₂OH，R7为CH₃，R8为OH，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)；

2)R1为OCH₃，R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₂OH，R7为CH₃，R8为OR9，R9为吡喃基，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)；

3)R1为OCH₃，R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₃，R7为CH₃，R8为OH，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)；

4)R1、R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₃，R7为CH₃，R8为OH，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)。

最有选结构如下：

本发明共聚物的制备方法，其特征在于：

1)以甲氧基聚乙二醇胺和化合物甲反应得到化合物A；

2)化合物A和乙酰化的1，6-双(对羧基苯氧基)己烷反应得到聚合物B，其中n＝1-200的整数，优选1-100；

3)聚合物B与蒽环类抗生素C反应得到最终产物；

化合物甲

化合物A；

聚合物B；

蒽环抗生素C。

优选，其中蒽环类抗生素C选自多柔比星，阿霉素、表阿霉素、吡柔比星、柔红霉素、道诺红霉素、伊达比星、阿柔比星、正定霉素、阿克拉霉素或洋红霉素。其中步骤1)任选使用溶剂，所述溶剂选自：苯、甲苯、吡啶、四氢呋喃、氯仿、四氯化碳、二氯甲烷、二环己基碳二亚胺中的一种或多种；步骤3)任选使用溶剂，所述溶剂选自甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

本发明的制备方法具体如下：

1)将1，6-双(对羧基苯氧基)己烷在乙酸酐中回流，形成乙酰化的1，6-双(对羧基苯氧基)己烷(也可以商购)；

2)甲氧基聚乙二醇胺与化合物甲溶解在溶剂中混合，在室温下反应过夜，干燥得到化合物A；

3)将乙酰化的1，6-双(对羧基苯氧基)己烷与化合物A混合，在100-200℃下反应，反应时间20min至8h；待反应混合物冷却后，洗涤，干燥得到聚合物B；

4)将蒽环类抗生素C与聚合物B至于溶剂中3-48小时，超声反应1-20分钟后，得到式I聚合物，而后在0-零下30℃中均质器高速搅拌1-10分钟，旋转挥发得到粗产物，后处理得到终产品式I聚合物的纳米制剂。

其反应方程式如下：

本发明得到的含有蒽环类抗生素结构的聚合物，易于在水中溶解，并且其半衰期比蒽环类抗生素延长很多，该类新化合物解决了蒽环类药物的应用局限性。

本专利制备的终产物可以治疗或预防的疾病或病症，主要涉及治疗脉络膜和视网膜年龄相关性疾病和中央及分支静脉阻塞类疾病。

本发明得到的含有蒽环类抗生素结构的聚合物，易于在水中溶解，并且其半衰期比蒽环类抗生素延长很多，该类新化合物解决了蒽环类药物的应用局限性。在本专利制备的终产物(即为权利要求一中的药物结构的纳米制剂)在治疗眼部疾病的比较中，本专利新聚合物的药物治疗效果非常好，完全超越-由聚合物包裹多柔比星的纳米制剂。

附图说明：

图1实施例1的终产物的核磁共振图谱。

图2实施例1、1，6-双(对羧基苯氧基)己烷-乙二醇共聚物直接包裹多柔比星纳米粒和多柔比星普通制剂的药物累计释放度和时间关系图。

图3直接包裹多柔比星纳米粒，实施例1-4的水中溶解度比较

具体实施方式

下面具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不仅局限以下实施例。

制备实施例如下：

实施例1

1)1，6-双(对羧基苯氧基)己烷25g在250ml乙酸酐中的混合物回流，以形成乙酰化的1，6-双(对羧基苯氧基)己烷；

2)甲氧基聚乙二醇胺3.8g，化合物甲80mg，二环己基碳二亚胺164mg和吡啶9mg混合，在室温下搅拌过夜；然后用乙醚洗涤，并在真空下干燥，得到聚合物；

3)将第1)步和第2)步产品混合放入烧瓶中，在170℃下减压熔融聚合反应1小时；待聚合物冷却至室温用氯仿溶解，并用石油醚洗涤并干燥；

4)将多柔比星和步骤3的800mg聚合物放入10ml二甲基亚砜溶液中48小时；然后置入烘箱中1小时；超声20分钟；于零下10-20度中均质器高速搅拌2分钟，而后放入5％的胆酸溶液中500转搅拌2小时；离心收集后冻干，即得终产物。

实施例2

1)1，6-双(对羧基苯氧基)己烷20g在500ml乙酸酐中的混合物回流，以形成乙酰化的1，6-双(对羧基苯氧基)己烷；

2)甲氧基聚乙二醇胺3g，化合物甲45mg，二环己基碳二亚胺130mg和吡啶5mg混合，在室温下搅拌过夜；然后用乙醚洗涤，并在真空下干燥，得到聚合物；

3)将第1)步和第2)步产品混合放入烧瓶中，在180℃下减压熔融聚合反应1小时；待聚合物冷却至室温用氯仿溶解，并用石油醚洗涤并干燥；

4)将吡柔比星和该聚合物900mg放入由5ml乙醇和15ml二氯甲烷混合的溶液中；然后置入烘箱中24小时；超声2分钟；于零下10-20度中，均质器高速搅拌2分钟，产物放入3％的胆酸溶液中400转搅拌3小时；离心收集后冻干，即得终产物。

实施例3

1)1，6-双(对羧基苯氧基)己烷28g在300ml乙酸酐中的混合物回流，以形成乙酰化的1，6-双(对羧基苯氧基)己烷；

2)甲氧基聚乙二醇胺2g，化合物甲28mg，二环己基碳二亚胺100mg和吡啶3.5mg混合加入10ml氯仿，在室温下搅拌过夜；然后用乙醚洗涤，并在真空下干燥，得到聚合物；

3)将第1)步和第2)步产品混合放入烧瓶中，在175℃下减压熔融聚合反应1小时；待聚合物冷却至室温用氯仿溶解，并用石油醚洗涤并干燥；

4)将阿柔比星和步骤3的1000mg聚合物放入由13ml二氯甲烷和8ml二甲基亚砜混合的溶液中；然后置入烘箱中干燥24小时；超声7分钟；于零下20-30度中均质器高速搅拌5分钟，产物放入2％的胆酸溶液中500转搅拌2.5小时；离心收集后冻干，即得终产物。

实施例4

1)1，6-双(对羧基苯氧基)己烷30g在500ml乙酸酐中的混合物回流，以形成乙酰化的1，6-双(对羧基苯氧基)己烷；

2)甲氧基聚乙二醇胺4g，化合物甲65mg，二环己基碳二亚胺190mg，6mg吡啶混合，加入20ml二氯甲烷，在室温下搅拌过夜；然后用乙醚洗涤，并在真空下干燥，得到聚合物；

3)将第1)步和第2)步产品混合放入烧瓶中，在180℃下减压熔融聚合反应1小时；待聚合物冷却至室温用氯仿溶解，并用石油醚洗涤并干燥；

4)将柔红霉素和步骤3)的600mg聚合物放入由10ml二氯甲烷和10mlDMF混合的溶液中；然后置入烘箱中48小时；超声3分钟；于零下10度中均质器高速搅拌7分钟，产物放入2％的聚乙烯醇溶液中600转搅拌3小时；离心收集后冻干，即得终产物。

效果实验如下：

将实施例1-4制备的样品以及1，6-双(对羧基苯氧基)己烷-乙二醇共聚物直接包裹的多柔比星的纳米粒药物组(未发生化学偶联反应，蒽环类抗生素没有结构变化)，蒽环类抗生素普通制剂(粉针剂)分别进行稳定性试验、药物体外释放试验、水中溶解度试验以及脉络膜新生组织的药效作用试验。

稳定性试验：

将实施例1组制备的样品以及1，6-双(对羧基苯氧基)己烷-乙二醇共聚物包裹的多柔比星的纳米粒药物组，多柔比星普通制剂取同量(以多柔比星计)分别测定吸光度值放入20度温箱中3个月，随后取出测定480纳米下吸光度值，结果可见实施例1-4组与普通制剂组的多柔比星的吸光度值前后无改变，而包裹的纳米粒组吸光度下降31％。

药物体外释放试验：

将实施例1组，1，6-双(对羧基苯氧基)己烷-乙二醇共聚物包裹的多柔比星的纳米粒药物组以及多柔比星普通制剂组分别称取等量的药物(以多柔比星计，每组含10mg多柔比星)，而后将各组药物至于试管中，用PBS缓冲液浸泡后，在摇床中37摄氏度下振摇，定时取样后，在紫外分光光度计480纳米下测定药物的含量，并记录后计算释放的药物含量百分比，做释放曲线图，横坐标为时间(天)，纵坐标为释放的百分比。见图1，可见实施例释放的药物更长久，使药物半衰期更长。

水中溶解度试验：

将实施例1-4组，1，6-双(对羧基苯氧基)己烷-乙二醇共聚物包裹的多柔比星的纳米粒药物组以及多柔比星普通制剂组分别称取等量的药物(以蒽环类抗生素计，每组含100mg蒽环类抗生素)，分别放入试管中，用10mlPBS缓冲液溶解并振摇，静止后观察溶解状况。记录3分钟和20分钟的溶解状态，结果如下。

表1溶解度比较(见图3，从左至右，直接包裹多柔比星纳米粒(分层)，实施例1-4)

药物对脉络膜组织增生的抑制作用：

用柠檬酸取代化合物甲，按照实施例1的方法制备所得产物用于药效学比较。取雄性大鼠64只，随机分成8组，即对照组、1，6-双(对羧基苯氧基)己烷-乙二醇共聚物包裹的多柔比星的纳米粒药物组(未发生化学偶联反应，多柔比星没有结构变化)，实施例1-4组，柠檬酸取代化合物甲按照实施例1方法所制备产物组，多柔比星普通剂型组。各组动物数均为8只。每只大鼠随机选取一眼为实验眼，另一眼为对照眼。除对照组外各组均眼内注射10μg药物或含10μg药物的载药长效制剂，对照组给等体积的PBS溶液。

用激光照射大鼠眼球，光凝后有气泡产生或伴有轻度出血(有时伴有轻响)标志击破Bruch膜，记为有效点。激光光凝后，向大鼠右眼眼球注入各组药物。光凝后14d，观察组织增生面积并进行组织学检查。结果如下：

表2视网膜和脉络膜组织增生面积比较(单位：mm²)

与对照组组比较^*p＜0.05，^**p＜0.01，与普通制剂组比较^#p＜0.05，^##p＜0.01

上表的结果表明，对照组视网膜和脉络膜发生增生面积较大，各个治疗组分别不同限度的缩小了增生面积。对大鼠眼部组织增生面积的实验表明，各个实施例组能同时减小病变视网膜和脉络膜的组织增生面积，但是效果有所差别，其中发生偶联的实施例1-4组效果更佳。同时从实验结果可知，柠檬酸取代化合物甲按实施例1方法制备生成的多前段共聚物的药物疗效差于实施例1-4，且组内偏差较大。

组织学检查的结果为，光镜下对照组光凝斑处可见外层视网膜及脉络膜结构紊乱，视网膜色素上皮细胞、脉络膜新生组织增生、游离伴炎症细胞浸润。药物组与对照组相比，新生组织很少见且较少伴局限性浆液性视网膜脱离；实施例组相比高聚物简单包裹多柔比星而不发生偶联反应的纳米粒药物组作用更加显著，偶联后的化合物能显著减少脉络膜组织增生。组织学检查表明，实施例组比普通制剂组的纳米粒药物组对病灶的治疗更加彻底，对病变的视网膜和脉络膜同时发挥作用。

另取5-6周龄的雌性小鼠，平均体重25g，小鼠随机分成5组，即对照组、聚合物直接包裹组、柠檬酸取代化合物甲按照实施例1方法所制备产物组、实施例1组，普通剂型组。除对照组外各组均球内注射3μg药物或含3μg药物的制剂，对照组给等体积的PBS溶液。

每组小鼠中随机取14只眼进行激光诱导CNV处置，激光光凝后，向小鼠眼球注入1μl上述各组药物。随后对小鼠进行荧光素眼底血管造影(简称FFA，CNV的形成根据FFA有无荧光渗漏作为判断依据)和组织学检查。结果如下：

表3光凝后7d CNV的发生率

激光光凝后7d行FFA，每只眼中6点光凝斑形成CNV的情况，分别见上表。

Claims (10)

1.如下式所示的蒽环类抗生素偶联的非线性多嵌段共聚物，其结构如下：

其中R1、R2、R3、R4、R5各自独立为H、OH、CH₃、CH₂OH、或OCH₃，R6为H、OH、CH₃、CH₂OH、OCH₃、COCH₃或COCH₂OH，R7、R8各自独立为H、OH、CH₃、OCH₃、COCH₃或OR9，n＝1-200之间的整数；其中R9为吡啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、或吡喃基。PEG指聚乙二醇，具体指-C₂H₄(OC₂H₄)_W-，其中W＝1-500之间的整数。

2.权利要求1的共聚物，其中R1、R2、R3、R4各自独立为H、OH、或OCH₃，R5为OH，R6为H、OH、COCH₃或COCH₂OH，R7、R8各自独立为OH、CH₃、OCH₃、COCH₃，n＝1-200之间的整数；优选n＝1-100，其中W＝1-500之间的整数，优选1-300。

3.权利要求1的共聚物，其中R1为H或OCH₃，R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₃或COCH₂OH，R7、R8各自独立为OH、CH₃或OR9，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)；其中R9为吡喃基。

4.权利要求1的共聚物，其分别为：

1)R1为OCH₃，R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₂OH，R7为CH₃，R8为OH，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)；

2)R1为OCH₃，R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₂OH，R7为CH₃，R8为OR9，R9为吡喃基，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)；

3)R1为OCH₃，R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₃，R7为CH₃，R8为OH，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)；

4)R1、R2为H，R3、R4和R5均为OH，R6为COCH₃，R7为CH₃，R8为OH，n＝1-200之间的整数(优选n＝1-100)。

5.权利要求1的共聚物，其结构如下：

6.如权利要求1-5中任一项共聚物的制备方法，其特征在于：

1)以甲氧基聚乙二醇胺和化合物甲反应得到化合物A；

2)化合物A和乙酰化的1，6-双(对羧基苯氧基)己烷反应得到聚合物B，其中n＝1-200的整数，优选1-100；

3)聚合物B与蒽环类抗生素C反应得到最终产物；

化合物甲

化合物A；

聚合物B；

蒽环抗生素C。

7.权利要求6所述的制备方法，其中蒽环类抗生素C选自多柔比星，阿霉素、表阿霉素、吡柔比星、柔红霉素、道诺红霉素、伊达比星、阿柔比星、正定霉素、阿克拉霉素或洋红霉素。

8.权利要求6或7的方法，其中步骤1)任选使用溶剂，所述溶剂选自：苯、甲苯、吡啶、四氢呋喃、氯仿、四氯化碳、二氯甲烷、二环己基碳二亚胺中的一种或多种；步骤3)任选使用溶剂，所述溶剂选自甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

9.权利要求1-5任一项聚合物的用途，用途为制备治疗脉络膜和视网膜疾病指脉络膜和视网膜的年龄相关性疾病或是中央及分支静脉阻塞类疾病。

10.权利要求1-5任一项聚合物的用途，指年龄相关性黄斑变性。