CN104473918A - 一种键接青蒿琥酯的聚轮烷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及药物合成领域,公开了一种键接青蒿琥酯的聚轮烷及其制备方法。本发明所述键接青蒿琥酯的聚轮烷具有环糊精、聚醚胺、叶酸和青蒿琥酯,所述聚醚胺以穿串状被所述环糊精包接,所述叶酸配置在所述聚醚胺两端以防止环糊精脱落,青蒿琥酯分子通过其自身的羧基与环糊精C6上羟基所修饰的胺基形成酰胺键与环糊精连接。与青蒿琥酯相比,本发明所述键接青蒿琥酯的聚轮烷具有抗癌靶向特性,可以有效进入患者体内,在目标靶细胞处优先聚集,选择性诱导患者癌细胞死亡,提高药效,减小其毒副作用。本发明所述键接青蒿琥酯的聚轮烷的制备方法,操作简单,反应条件温和,可用于键接青蒿琥酯的聚轮烷的大量制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种键接青蒿琥酯的聚轮烷,以及该键接青蒿琥酯聚轮烷的制备方法。
背景技术
环糊精是由D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键相连形成的环状糖分子低聚物,其具有外部亲水,内腔疏水的性质。由于环糊精具有良好的特性,以及无毒和较好的生物相容性的性质,环糊精已经广泛被应用于聚轮烷的制备。由多个环糊精分子穿在线形大分子上形成的产物称为假聚轮烷,然后用大体积的封端剂封端而制成的产物称为聚轮烷。聚轮烷的线形大分子有很多种,如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚丙烯(PP)、聚醚胺(PPG-NH2)等,其中聚醚胺具有毒性低、性质稳定等特点。青蒿琥酯是青蒿素的一种水溶性衍生物,由于青蒿琥酯具有毒性小、疗效好的特点,使其作为速效抗疟药,在临床上用于治疗恶性疟和抢救脑型疟等效果显著。通过近年来国内外学者的研究,发现青蒿琥酯还具有多种其他药理作用,如抗肿瘤、抗孕、调节免疫力等,其中抗肿瘤作用中青蒿琥酯对白血病和结肠癌细胞的抗癌活性最强。而在大多数癌细胞表面的叶酸受体都处于过表达状态,因此将叶酸作为聚轮烷的封端剂可以提高药物的靶向性。
目前,聚轮烷的制备方法主要是在Harada等人利用聚乙二醇(PEG)可穿在α-环糊精上从而形成聚轮烷(WO 01/83566号公报)的方法的基础上通过改变封端剂的选择等优化的一些制备方法(伊藤井三,中国专利,CN 1886440A;林立刚,中国专利,CN 103102492A)。
但以上方法存在操作步骤繁琐、反应时间长、收率不高、所选封端剂无活性或活性较低等缺点。本发明旨在提供一种新的聚轮烷的制备方法,使反应可在较温和的条件下进行,快速、高收率地得到目标产物,且目标产物是一类新型具有靶向抗癌活性的药物。
发明内容
有鉴于此,本发明目的是提供一种新型具有靶向抗癌活性的键接青蒿琥酯的聚轮烷,该键接青蒿琥酯的聚轮烷具有式Ⅰ所示结构:
,
Ⅰ
其中n=2、3、4,x=0、1、2、3,R1为。
上述键接青蒿琥酯的聚轮烷的合成步骤如下:
其中,m=4,n=2、3、4,x=0、1、2、3。
上述键接青蒿琥酯的聚轮烷的制备方法中,首先是包接工序:将叠氮环糊精或碘代环糊精的饱和水溶液与聚醚胺混合,得到假轮烷;其次是封端工序:将上述包接工序得到的假轮烷在N-N’-二环己基碳二亚胺和1-羟基苯并三唑的存在下与叶酸反应,得到具有叶酸封端的聚轮烷;然后是胺类修饰工序:将上述封端工序得到的聚轮烷与乙二胺等胺类试剂(三苯基膦、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺)反应,得到胺类修饰的具有叶酸封端的聚轮烷;最后是青蒿琥酯修饰工序:将上述胺类修饰工序得到的聚轮烷与青蒿琥酯反应,得到键接青蒿素的聚轮烷。
本发明制备聚轮烷的方法,具体包括以下制备过程:
包接工序:(1)将叠氮环糊精[T.T. Nielsen, V. Wintgens, C. Amiel, R. Wimmer, K.L. Larsen: Biomacrolecules 11, 1710–1715 (2010)]的饱和水溶液与聚醚胺混合,得到叠氮假轮烷[R.J Jiang, B. Yang, Z.K. Liu, Y.L. Zhao, X.L. Liao, J. Yang, C.Z. Gao, F. Wang, B. Han: Carbohyd. Res. 380 149-155 (2013)]。
(2)将碘代环糊精[S. Cottaz, H. Driguez: Synthesis 755-758 (1989)]的饱和水溶液与将聚醚胺溶液混合,得到碘代假轮烷[王浩,柯晨峰,张衡益,刘育:大环化学和超分子化学研究进展 62-63 (2004)]。
封端工序:(1)将叶酸(FA)溶于DMF溶液中,按叶酸(FA)、N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC)、1-羟基苯并三唑(HOBt)和叠氮假轮烷的摩尔比为1:1-3:1-3:0.1-0.8的比例,在叶酸溶液中分别加入N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC)和1-羟基苯并三唑(HOBt)于冰浴下搅拌1~5 h,N2保护并注意避光,将叠氮假轮烷滴加到反应液中,于室温下搅拌24~60 h,N2保护并注意避光;反应液滴加到快速搅拌的丙酮中,搅拌0.5 ~2h后抽滤取滤饼,分别使用纯水与DMF依次冲洗滤饼后,再用丙酮冲洗,得粗品,粗品于30~50℃下真空干燥,使用2500~5000分子量透析袋于避光状态下,用pH6~8的蒸馏水透析2~5天,得到叶酸叠氮聚轮烷(FA-N3βCD-PR)为黄色颗粒。
(2)将叶酸(FA)溶于 DMF溶液中,按叶酸(FA)、N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC)、1-羟基苯并三唑(HOBt)和叠氮假轮烷的摩尔比为1:1-3:1-3:0.1-0.8的比例,在叶酸溶液中分别加入N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC)和1-羟基苯并三唑(HOBt)于冰浴下搅拌1~5 h,N2保护并注意避光,将碘代假轮烷滴加到反应液中,于室温下搅拌24~60 h,N2保护并注意避光。反应液滴加到快速搅拌的丙酮中,搅拌0.5 ~2h后抽滤取滤饼,分别使用纯水与DMF 依次冲洗滤饼,再用丙酮冲洗,得粗品。粗品于30~50℃下真空干燥,将粗品加入100~500mL水中,超声10~30 min,形成均匀混悬液,于冰箱中静置过夜,抽滤,再用100~200mL和50~100mL水相同方法各操作1次。得到叶酸碘代聚轮烷(FA-IβCD-PR)为黄色颗粒。
胺类修饰工序:(1)按FA-N3βCD-PR与三苯基膦(Ph3P)的摩尔比为1:40-70的比例,将FA-N3βCD-PR溶解于DMF中,并加入三苯基膦(Ph3P),室温避光搅拌1~5 h。向反应液中滴加5~20mL水,反应液会出现沉淀,于5~30 ℃下避光反应12~60 h。过滤除去大量不溶物,将反应液滴加到快速搅拌的丙酮中,使用丙酮反复沉淀1~5次,得单胺修饰叶酸聚轮烷(FA-1NβCD-PR)为黄色颗粒。
(2)将三份FA-IβCD-PR (1.50~6.00g)分别溶解于乙二胺溶液(6~24mL)、二乙烯三胺溶液(7~30mL)和三乙烯四胺溶液(9~36mL)中,分别加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再分别加入K2CO3(0.04~0.18g)于室温避光搅拌10~40 h。将反应液过滤后滴加到快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于30~50℃下真空干燥,再反复用丙酮沉淀1~5次,分别得双胺修饰叶酸聚轮烷(FA-2NβCD-PR)、三胺修饰叶酸聚轮烷(FA-3NβCD-PR)和四胺修饰叶酸聚轮烷(FA-4NβCD-PR)为黄色颗粒。
青蒿琥酯修饰工序:(1)将青蒿琥酯溶于DMF溶液中,按青蒿琥酯、EDCI 、NHS(N-羟基丁二酰亚胺)和FA-1NβCD-PR的摩尔比为1:1-3:1-3:0.05-0.2的比例,待青蒿琥酯充分溶解后加入EDCI,冰浴下搅拌5~30 min,再加入NHS,于冰浴下搅拌10~60 min,N2保护并注意避光。将FA-1NβCD-PR滴加到反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至6.5~7.8,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌0.5~2 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应24~60 h。将反应液过滤后,澄清液滴加到快速搅拌的丙酮中,搅拌0.5~2 h后抽滤取滤饼,使用5~20mL纯水与20~80mL丙酮依次冲洗。得粗品。滤饼于30~50℃下真空干燥6~24 h,使用丙酮反复沉淀1~5次,得单胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-1NβCD-ATS-PR)为黄色颗粒。
(2)将青蒿琥酯溶于DMF溶液中,按青蒿琥酯、EDCI 、NHS(N-羟基丁二酰亚胺)和FA-2NβCD-PR的摩尔比为1:1-3:1-3:0.05-0.2的比例,待青蒿琥酯充分溶解后加入EDCI,冰浴下搅拌5~30min,再加入NHS,于冰浴下搅拌20~60 min,N2保护并注意避光。将FA-2NβCD-PR滴加到反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至6.5~7.8左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌0.5~4 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应24~60 h。将反应液过滤后,澄清液滴加到快速搅拌的丙酮中,搅拌0.5~3 h后抽滤取滤饼,使用5~20mL纯水与50~200mL丙酮依次冲洗。得粗品。滤饼于30~50℃下真空干燥6~24 h,使用丙酮反复沉淀1~5次,得双胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-2NβCD-ATS-PR)为黄色颗粒。
(3)将青蒿琥酯溶于DMF溶液中,按青蒿琥酯、EDCI 、NHS(N-羟基丁二酰亚胺)和FA-3NβCD-PR的摩尔比为1:1-3:1-3:0.05-0.2的比例,待青蒿琥酯充分溶解后加入EDCI,冰浴下搅拌5~30 min,再加入NHS,于冰浴下搅拌20~60 min,N2保护并注意避光。将FA-3NβCD-PR滴加到反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至6~7.8左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌0.5~2h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应24~60 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴加到快速搅拌的丙酮中,搅拌0.5~3 h后抽滤取滤饼,得粗品。粗品于30~50℃下真空干燥6~24h,使用丙酮反复沉淀1~5次,得三胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-3NβCD-ATS-PR)为黄色颗粒。
(4)将青蒿琥酯溶于DMF溶液中,按青蒿琥酯、EDCI 、NHS(N-羟基丁二酰亚胺)和FA-4NβCD-PR的摩尔比为1:1-3:1-3:0.05-0.2的比例,待青蒿琥酯充分溶解后加入EDCI,冰浴下搅拌5~30 min,再加入NHS,于冰浴下搅拌20~60 min,N2保护并注意避光。将FA-4NβCD-PR滴加到反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至6~7.8左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌0.5~2 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应24~60 h。将反应液过滤后,澄清液滴加到快速搅拌的丙酮中,搅拌0.5~3h后抽滤取滤饼,得粗品。粗品于30~50℃下真空干燥6~24 h,使用丙酮反复沉淀1~5次,得四胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-4NβCD-ATS-PR)为黄色颗粒。
本发明中所述的液体的滴加速率为10~20滴/分。
本发明中所述的搅拌速率为500~2000转/分。
本发明通过核磁共振确定键接青蒿琥酯的聚轮烷的结构。键接青蒿琥酯的聚轮烷1HNMR图显示,由H-1of CD(δ 4.9), 3-CH3 of ATS(δ 1.29), CH3 of PPG-NH2 (δ 1.01), 6-CH3 of ATS (δ 0.95), 9-CH3 of ATS(δ 0.80)四个特征峰的积分比可得出结论,即在一份PPG上,穿上8~9个环糊精,键上5~6个青蒿琥酯。因为PPG和青蒿琥酯是极易溶于丙酮的,所以可以判断PPG不是游离的,应该是处于被环糊精包合的一种状态,而在低场位置可以隐约看到封端剂叶酸的特征峰。通过2D NMR(ROESY)对两种基本轮烷叶酸叠氮轮烷(FA-N3βCD-PR)和叶酸碘代轮烷(FA-IβCD-PR)的结构做二维ROESY分析,可以看出两种轮烷骨架上的PPG和环糊精内部氢原子3-H和5-H都产生了关联,说明PPG是穿在环糊精内部的。
本发明所述键接青蒿琥酯的聚轮烷以环糊精、聚醚胺和叶酸构筑的聚轮烷为载体,青蒿琥酯分子通过其羧基与聚轮烷上的环糊精C6羟基上修饰的胺基反应形成酰胺键与环糊精连接。
另一方面,由于本发明所述键接青蒿琥酯的聚轮烷具有抗癌靶向特性,可以有效进入患者体内,在目标靶细胞处优先聚集,选择性诱导患者癌细胞死亡,提高药效,减小其毒副作用。
例如,选取取人直肠癌细胞HCT116,DLD-1,SW480和HT29的细胞悬液(浓度4×104个/mL)180μL加于96孔培养板,在5% CO2、37℃、饱和湿度条件下预培养24h,更换其中的150μL培养基后,加入含有不同浓度的聚轮烷的培养基20μL,以不加样品的培养基为阴性对照,以含有不同双氢青蒿素和青蒿琥酯的培养基为阳性对照,继续培养48h。用MTT法分别测定OD值,求出生长抑制率,观察高、中、低各浓度的化合物对肿瘤细胞增殖的抑制作用。上述所有实验均平行操作三次。结果显示了键接青蒿琥酯的聚轮烷对于人直盲肠癌细胞的体外实验的结果。
从实验结果中可以发现:四种键接青蒿琥酯的聚轮烷其抗癌活性大多超过反应原料(双氢青蒿素和青蒿琥酯),原因是,键接青蒿琥酯的聚轮烷能在目标直盲肠癌细胞处优先聚集,选择性诱导患者直肠癌细胞死亡。因此,本发明所述键接青蒿琥酯的聚轮烷具有抗癌靶向特性,可以有效地进入患者体内。在目标靶细胞处优先聚集,选择性诱导患者癌细胞死亡,提高药效,减小其毒副作用。
本发明所述键接青蒿琥酯的聚轮烷的制备方法,操作简单,反应条件温和,可用于键接青蒿琥酯的聚轮烷的大量制备。
附图说明
图1是实施例1制备的双胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-2NβCD-ATS-PR)核磁共振氢谱图(1HNMR),可以看到环糊精,青蒿琥酯和聚醚胺的特征峰,H-1of CD(δ 4.9), 3-CH3 of ATS(δ 1.29), CH3 of PPG-NH2 (δ 1.01), 6-CH3 of ATS (δ 0.95), 9-CH3 of ATS(δ 0.80),在低场位置也可以隐约看到封端剂叶酸的特征峰;
图2 是实施例1制备的叶酸叠氮聚轮烷在D2O中的2D NMR(ROESY)谱图,可以看出两种轮烷骨架上的PPG和环糊精内部氢原子3-H和5-H都产生了关联,说明PPG是穿在环糊精内部的;
图3是实施例1制备的叶酸碘代聚轮烷在D2O中的2D NMR(ROESY)谱图。
具体实施方式
本实施例公开了键接青蒿琥酯的聚轮烷及其制备方法,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的产品和方法已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品和方法进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:本键接青蒿琥酯的聚轮烷具有式Ⅰ所示结构:
,
其中n=2、3、4,x=0、1、2、3,R1为。
上述物质的制备方法如下:
1、包接工序
(1)叠氮假轮烷(N3βCD-PPR)的制备方法,具体操作如下:
N3-CD (3.60g, 3.10mmol) 溶解于200mL水中制成饱和水溶液;将聚醚胺(PPG-NH2, 6.00g, 3.10mmol)溶液缓慢滴加到N3-CD的饱和水溶液中,机械搅拌48 h;置于5~10℃情况下静置24 h。析出白色沉淀,抽滤取滤饼,待快抽干时,使用50mL纯水与50mL丙酮反复交替冲洗3遍,得到的滤饼于40℃下真空干燥后得黄色产物。
(2)碘代假轮烷(IβCD-PPR)的制备方法,具体操作如下:
I-CD (2.00g, 1.60mmol)溶解于200mL水中制成饱和水溶液;将聚醚胺(PPG-NH2, 1.60g, 0.80mmol)溶液缓慢滴加到I-CD的饱和水溶液中,机械搅拌36 h。置于5~10℃情况下静置24 h。析出白色沉淀,抽滤取滤饼,待快抽干时,使用50mL纯水与50mL丙酮反复交替冲洗3遍,得到的滤饼于40℃下真空干燥后得黄色产物。
2、封端工序
(1)叶酸叠氮聚轮烷(FA-N3βCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
叶酸(FA, 0.17g, 0.36mmol)加入DMF溶液(25mL)中,充分溶解后加入N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC, 0.15g, 0.72mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBt, 0.11g, 0.79mmol)于冰浴下搅拌1 h,N2保护并注意避光,将N3βCD-PPR(4.00g, 0.19mmol)缓慢的加入反应,于10~15 ℃下搅拌48 h,N2保护并注意避光。反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤,使用20mL纯水与20mL DMF 冲洗滤饼,再用100mL丙酮冲洗。得粗品。粗品于40℃下真空干燥,使用3500分子量透析袋于避光状态下,用pH7.2的蒸馏水透析3天,得纯品黄色产物,其2D NMR(ROESY)谱图如图2所示。
(2)叶酸碘代聚轮烷(FA-IβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
叶酸(FA, 0.10g, 0.23mmol)溶于DMF溶液(20mL)中;充分溶解后加入N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC, 0.10g, 0.46mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBt, 0.070g, 0.51mmol)于冰浴下搅拌1 h,N2保护并注意避光,将IβCD-PPR (3.60g, 0.12mmol)缓慢的加入反应,于10~15 ℃下搅拌48 h,N2保护并注意避光。反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,使用20mL纯水与20mL DMF 依次冲洗滤饼,再用100mL丙酮冲洗,得粗品。粗品于40℃下真空干燥,将粗品加入300mL水中,超声20 min,形成均匀混悬液。于冰箱中静置过夜,抽滤。再用150mL和50mL水相同方法各操作1次。得纯品黄色产物,其2D NMR(ROESY)谱图如图3所示。
3、胺类修饰工序
(1)单胺修饰叶酸聚轮烷(FA-1NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-N3βCD-PR(2.80g, 0.21mmol) 溶解于DMF(30mL)中,加入三苯基膦(Ph3P,2.62g, 10.00mmol),室温避光搅拌2 h。缓慢加入12mL水,反应液会出现沉淀,于25 ℃下避光反应48 h。过滤除去大量不溶物,将反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,产率20%。
(2)双胺修饰叶酸聚轮烷(FA-2NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (3.00g, 0.16mmol)溶解于乙二胺溶液(12mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.09g, 0.65mmol)于室温避光搅拌20 h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于40℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀3次。得纯品黄色产物,产率18%。
(3)三胺修饰叶酸聚轮烷(FA-3NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (3.00g, 0.16mmol)溶解于二乙烯三胺溶液(15mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.11g, 0.79mmol)于室温避光搅拌24 h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于40℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀3次。得纯品黄色产物,产率19%。
(4)四胺修饰叶酸聚轮烷(FA-4NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (2.45g, 0.16mmol)溶解于三乙烯四胺溶液(18mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.13g, 0.94mmol)于室温避光搅拌25 h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于40℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀3次。得纯品黄色产物,产率15%。
4、青蒿琥酯修饰工序
(1)单胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-1NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.16g, 0.42mmol)溶于DMF溶液(10mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.16g, 0.85mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.11g, 0.90mmol),于冰浴下搅拌30 min,N2保护并注意避光。将FA-1NβCD-PR (0.46g, 0.035mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌1 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应48 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,使用10mL纯水与50mL丙酮冲洗。得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率75%。
(2)双胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-2NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.28g, 0.70mmol)溶于DMF溶液(10mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.27g, 1.40mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.16g, 1.4mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-2NβCD-PR (0.98g, 0.054mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌2 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应48 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,使用10mL纯水与100mL丙酮冲洗。得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率68%,其核磁共振氢谱图(1HNMR)如图1所示。
(3)三胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-3NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.054g, 0.14mmol)溶于DMF溶液(20mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.054g, 0.28mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.032g, 0.28mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-3NβCD-PR (0.20g, 0.011mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌1 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应48 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率60%。
(4)四胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-4NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.060g, 0.15mmol)溶于DMF溶液(21mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.054g, 0.28mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.035g, 0.31mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-4NβCD-PR (0.23g, 0.015mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌1 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应48 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率68%。
上述方法中滴加速度是10~15滴/分。
上述方法中搅拌速度是1000~1200转/分。
选取人直肠癌细胞HCT116,DLD-1,SW480和HT29的细胞悬液(浓度4×104个/mL)180μL加于96孔培养板,在5% CO2、37℃、饱和湿度条件下预培养24h,更换其中的150μL培养基后,加入含有不同浓度的聚轮烷的培养基20μL,以不加样品的培养基为阴性对照,以含有不同双氢青蒿素和青蒿琥酯的培养基为阳性对照,继续培养48h。用MTT法分别测定OD值,求出生长抑制率,观察高、中、低各浓度的化合物对肿瘤细胞增殖的抑制作用。上述所有实验均平行操作三次(结果见表1)。
表1:
实施例2:本键接青蒿琥酯的聚轮烷具有式Ⅰ所示结构:
,
其中n=2、3、4,x=0、1、2、3,R1为。
上述物质的制备方法如下:
1、包接工序,方法参照实施例1;
2、封端工序
(1)叶酸叠氮聚轮烷(FA-N3βCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
叶酸(FA, 0.10g,0.23mmol)加入DMF溶液(25mL)中,充分溶解后加入N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC, 0.050g,0.23mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBt, 0.035g,0.23mmol)于冰浴下搅拌3 h,N2保护并注意避光,将N3βCD-PPR(0.69g,0.023mmol)缓慢的加入反应,于5~10 ℃下搅拌60 h,N2保护并注意避光。反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌0.5 h后抽滤取滤,使用15mL纯水与15mL DMF 冲洗滤饼,再用50mL丙酮冲洗。得粗品。滤饼于50℃下真空干燥,使用5000分子量透析袋于避光状态下,用pH8的蒸馏水透析2天,得纯品黄色产物。
(2)叶酸碘代聚轮烷(FA-IβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
叶酸(FA, 0.05g,0.11mmol)溶于DMF溶液(15mL)中;充分溶解后加入N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC, 0.025g,0.11mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBt, 0.018g,0.11mmol)于冰浴下搅拌2 h,N2保护并注意避光,将IβCD-PPR (0.35g, 0.011mmol)缓慢的加入反应,于5~10 ℃下搅拌60h,N2保护并注意避光。反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌2 h后抽滤取滤饼,使用10ml纯水与10mlDMF 冲洗滤饼,再用80ml丙酮冲洗,得粗品。滤饼于50℃下真空干燥,将粗品加入100mL水中,超声10 min,形成均匀混悬液。于冰箱中静置过夜,抽滤。再用200mL和60mL水相同方法各操作1次。得纯品黄色产物。
3、胺类修饰工序
(1)单胺修饰叶酸聚轮烷(FA-1NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-N3βCD-PR(1.4g,0.11mmol) 溶解于DMF(15mL)中,加入三苯基膦(Ph3P, 1.1g,4.40mmol),室温避光搅拌1.5h。缓慢加入7mL水,反应液会出现沉淀,于5℃下避光反应60 h。过滤除去大量不溶物,将反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,使用丙酮反复沉淀2次,得纯品黄色产物,产率15%。
(2)双胺修饰叶酸聚轮烷(FA-2NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (1.5g)溶解于乙二胺溶液(6mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.04g)于室温避光搅拌30h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于30℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀2次。得纯品黄色产物,产率12%。
(3)三胺修饰叶酸聚轮烷(FA-3NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (1.5g)溶解于二乙烯三胺溶液(10mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.05g)于室温避光搅拌30h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于30℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀3次。得纯品黄色产物,产率13%。
(4)四胺修饰叶酸聚轮烷(FA-4NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (1.5g)溶解于三乙烯四胺溶液(10mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.05g)于室温避光搅拌30h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于30℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀3次。得纯品黄色产物,产率10%。
4、青蒿琥酯修饰工序
(1)单胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-1NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.16g, 0.42mmol)溶于DMF溶液(10mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.080g, 0.42mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.051g, 0.42mmol),于冰浴下搅拌30 min,N2保护并注意避光。将FA-1NβCD-PR (0.28g, 0.021mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌0.5 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应24 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,使用10mL纯水与50mL丙酮冲洗。得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率51%。
(2)双胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-2NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.28g, 0.70mmol)溶于DMF溶液(10mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.13g, 0.70mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.08g, 0.70mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-2NβCD-PR (0.64g, 0.035mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌0.5 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应24 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,使用10mL纯水与100mL丙酮冲洗。得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率49%。
(3)三胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-3NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.054g, 0.14mmol)溶于DMF溶液(20mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.027g, 0.14mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.016g, 0.14mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-3NβCD-PR (0.10g, 0.0070mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌0.5 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应24 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率47%。
(4)四胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-4NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.60g, 1.50mmol)溶于DMF溶液(21mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.29g, 1.50mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.17g, 1.50mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-4NβCD-PR (1.15g, 0.075mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌0.5 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应24 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率49%。
上述方法中滴加速度是15~20滴/分。
上述方法中搅拌速度是500~600转/分。
选取人直肠癌细胞HCT116,DLD-1,SW480和HT29的细胞悬液(浓度4×104个/mL)180μL加于96孔培养板,在5% CO2、37℃、饱和湿度条件下预培养24h,更换其中的150μL培养基后,加入含有不同浓度的聚轮烷的培养基20μL,以不加样品的培养基为阴性对照,以含有不同双氢青蒿素和青蒿琥酯的培养基为阳性对照,继续培养48h。用MTT法分别测定OD值,求出生长抑制率,观察高、中、低各浓度的化合物对肿瘤细胞增殖的抑制作用。上述所有实验均平行操作三次(结果见表2)。
表2:
实施例3:本键接青蒿琥酯的聚轮烷具有式Ⅰ所示结构:
,
其中n=2、3、4,x=0、1、2、3,R1为。
上述物质的制备方法如下:
1、包接工序,方法参照实施例1;
2、封端工序
(1)叶酸叠氮聚轮烷(FA-N3βCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
叶酸(FA, 0.30g,0.69mmol)加入DMF溶液(25mL)中,充分溶解后加入N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC, 0.45g,2.07mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBt, 0.28g,2.07mmol)于冰浴下搅拌3 h,N2保护并注意避光,将N3βCD-PPR(11.58g,0.55mmol)缓慢的加入反应,于15~20 ℃下搅拌25h,N2保护并注意避光。反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌2 h后抽滤取滤,使用30mL纯水与30mL DMF 冲洗滤饼,再用200mL丙酮冲洗。得粗品。滤饼于30℃下真空干燥,使用2500分子量透析袋于避光状态下,用pH6的蒸馏水透析2天,得纯品黄色产物。
(2)叶酸碘代聚轮烷(FA-IβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
叶酸(FA, 0.20g,0.46mmol)溶于DMF溶液(35mL)中;充分溶解后加入N-N’-二环己基碳二亚胺(DCC, 0.30g,1.38mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBt, 0.19g,1.38mmol)于冰浴下搅拌2 h,N2保护并注意避光,将IβCD-PPR (11.10g,0.37mmol)缓慢的加入反应,于15~20℃下搅拌25h,N2保护并注意避光。反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌0.5 h后抽滤取滤饼,使用25ml纯水与25mlDMF 冲洗滤饼,再用200ml丙酮冲洗,得粗品。滤饼于30℃下真空干燥,将粗品加入400mL水中,超声30 min,形成均匀混悬液。于冰箱中静置过夜,抽滤。再用100mL和70mL水相同方法各操作1次。得纯品黄色产物。
3、胺类修饰工序
(1)单胺修饰叶酸聚轮烷(FA-1NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-N3βCD-PR(5.60g,0.42mmol) 溶解于DMF(50mL)中,加入三苯基膦(Ph3P, 7.70g,29.40mmol),室温避光搅拌4.5h。缓慢加入20mL水,反应液会出现沉淀,于30℃下避光反应15h。过滤除去大量不溶物,将反应液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,使用丙酮反复沉淀4次,得纯品黄色产物,产率17%。
(2)双胺修饰叶酸聚轮烷(FA-2NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (6.00g,0.32mmol)溶解于乙二胺溶液(24mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.15g,1.08mmol)于室温避光搅拌35h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于50℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀3次。得纯品黄色产物,产率15%。
(3)三胺修饰叶酸聚轮烷(FA-3NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (6.00g,0.32mmol)溶解于二乙烯三胺溶液(30mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.15g,1.08mmol)于室温避光搅拌40h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于50℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀3次。得纯品黄色产物,产率13%。
(4)四胺修饰叶酸聚轮烷(FA-4NβCD-PR)的制备方法,具体操作如下:
FA-IβCD-PR (5.50g,0.29mmol)溶解于三乙烯四胺溶液(36mL)中,加入少量DMF助溶直到溶液澄清,再加入K2CO3(0.15g,1.08mmol)于室温避光搅拌30h。将反应液过滤后缓慢的滴入快速搅拌的丙酮中,抽滤取滤饼。得到的滤饼于50℃下真空干燥,备用。再反复用丙酮沉淀3次。得纯品黄色产物,产率12%。
4、青蒿琥酯修饰工序
单胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-1NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.16g, 0.42mmol)溶于DMF溶液(10mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.23g, 1.26mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.15g, 1.26mmol),于冰浴下搅拌30 min,N2保护并注意避光。将FA-1NβCD-PR (1.10g, 0.084mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌4 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应60 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,使用10mL纯水与50mL丙酮冲洗。得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率49%。
双胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-2NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.28g, 0.70mmol)溶于DMF溶液(10mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.41g, 2.10mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.24g, 2.10mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-2NβCD-PR (2.54g, 0.14mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌4 h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应60h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,使用10mL纯水与100mL丙酮冲洗。得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率51%。
三胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-3NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.054g, 0.14mmol)溶于DMF溶液(20mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.081g, 0.42mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.048g, 0.42mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-3NβCD-PR (0.51g, 0.028mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌4h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应60h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率48%。
四胺修饰青蒿琥酯聚轮烷(FA-4NβCD-ATS-PR)的制备方法,具体操作如下:
青蒿琥酯(ATS, 0.60g, 1.50mmol)溶于DMF溶液(21mL)中,充分溶解后加入EDCI(0.87g, 4.50mmol),冰浴下搅拌15 min,再加入NHS(0.51g, 4.50mmol),于冰浴下搅拌45 min,N2保护并注意避光。将FA-4NβCD-PR (4.60g, 0.30mmol)缓慢的加入反应液中,再加入适量三乙胺溶液调节pH值至7.5左右,N2保护并注意避光,于冰浴下搅拌4h。将反应缓慢升至室温,N2保护并注意避光反应60 h。将反应液过滤后,澄清液缓慢滴入快速搅拌的丙酮中,搅拌1.5 h后抽滤取滤饼,得粗品。滤饼于40℃下真空干燥12 h,使用丙酮反复沉淀3次,得纯品黄色产物,置于0~5℃冰箱中保存,产率45%。
上述方法中滴加速度是10~12滴/分。
上述方法中搅拌速度是1800~2000转/分。
选取取人直肠癌细胞HCT116,DLD-1,SW480和HT29的细胞悬液(浓度4×104个/mL)180μL加于96孔培养板,在5% CO2、37℃、饱和湿度条件下预培养24h,更换其中的150μL培养基后,加入含有不同浓度的聚轮烷的培养基20μL,以不加样品的培养基为阴性对照,以含有不同双氢青蒿素和青蒿琥酯的培养基为阳性对照,继续培养48h。用MTT法分别测定OD值,求出生长抑制率,观察高、中、低各浓度的化合物对肿瘤细胞增殖的抑制作用。上述所有实验均平行操作三次(结果见表3)。
表3:
Claims (3)
1.结构式如式I所示的键接青蒿琥酯的聚轮烷:
,
其中n=2、3、4,x=0、1、2、3,R1为。
2.权利要求1中所述键接青蒿琥酯的聚轮烷的制备方法,其特征在于按如下步骤进行:
(1)叠氮环糊精或碘代环糊精的饱和水溶液与聚醚胺混合反应制得假轮烷,
,其中m=4,n=2、3、4;
(2)假轮烷在N-N’-二环己基碳二亚胺和1-羟基苯并三唑的存在下与叶酸反应,得到具有叶酸封端的聚轮烷,
其中R为N3或I,n=2、3、4;
(3)将封端工序得到的聚轮烷分别与三苯基膦、乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺反应,分别得到单胺、双胺、三胺或四胺修饰的具有叶酸封端的聚轮烷,
,其中R为N3或I,n=2、3、4,x=0、1、2、3;
(4)将胺类修饰工序得到的聚轮烷在N-羟基琥珀酰亚胺与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的存在下与青蒿琥酯反应,得到键接青蒿琥酯的聚轮烷,
,其中n=2、3、4,x=0、1、2、3。
3.权利要求2中所述键接青蒿琥酯的聚轮烷的制备方法,其特征在于:步骤(4)中胺类修饰的具有叶酸封端的聚轮烷与过量的青蒿琥酯在冰浴条件下反应0.5~4 h,然后在室温条件下反应24~60h。
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