CN107303393B

CN107303393B - 丙泊酚聚乙二醇缀合前药的制备与应用

Info

Publication number: CN107303393B
Application number: CN201710115562.4A
Authority: CN
Inventors: 宋艳杰; 解兵亮; 齐艳国; 王振国; 王展; 张岩; 李佳丽; 赵永旺; 董文弟
Original assignee: Shijiazhuang Pinene Lattice Pharmaceutical Technology Co Ltd
Current assignee: Shijiazhuang Pinene Lattice Pharmaceutical Technology Co Ltd
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2018-11-20
Anticipated expiration: 2037-03-01
Also published as: CN107303393A

Abstract

本发明涉及丙泊酚聚乙二醇缀合前药（PEG‑丙泊酚）及其制备和应用，所述的PEG‑丙泊酚有如下通式所示:包括载体（聚乙二醇，PEG）、连接臂（AA）和丙泊酚，其中载体可以是单臂聚乙二醇，也可以是双臂和四臂聚乙二醇，聚合度10～500；连接臂是氨基酸或由氨基酸组成的寡肽。通过对丙泊酚进行PEG化修饰改造，改善了药物的耐氧化稳定性，增加了药物的水溶性，使之能够以水溶液进行制剂，从而降低临床上的副作用，并且能够在水中稳定存在，不降解为游离丙泊酚。本制备工艺操作简单，绿色环保，易于工业化生产。单臂：二臂：四臂：

Description

丙泊酚聚乙二醇缀合前药的制备与应用

技术领域

本发明属于医药领域，具体涉及一种全新的丙泊酚聚乙二醇缀合前药(PEG-丙泊酚)的制备与应用。

背景技术

丙泊酚(propofol),化学名称为2,6-二异丙基苯酚，是目前临床上广泛应用的短效静脉全身麻醉药品，在国内外静脉麻醉药物市场处于领先和主导地位。在临床使用上，同其它麻醉药物相比，丙泊酚显示了其起效快速、苏醒快速而完全、药代动力学和药效动力学可控、适应症广泛、禁忌症少、普通病人和高危病人使用安全有效等特点。

但因异丙基的位阻影响，丙泊酚水溶性很差，目前国内外普遍以丙泊酚配制成水包油乳剂应用于临床，该制剂的保存期较短，并且对细菌和真菌污染敏感进而导致术后感染。由于该制剂呈浓厚白色，不能通过肉眼观察小瓶检测到细菌或真菌感染。而且这种乳剂用于注射麻醉时，容易引起疼痛，较大的油滴会引起栓塞，且会加重丙泊酚引起的低血脂或因污染导致细菌感染及过敏反应等。另外，丙泊酚的酚羟基容易发生氧化反应，产生降解杂质。

利用丙泊酚(2，6-二异丙基苯酚)中的羟基，通过化学反应使其成为一系列水溶性的衍生物，既可以提高丙泊酚的稳定性，又可以增加水溶性。这类药物通过注射进入体内后，可按设计要求以一定的水解速度释放出2，6-二异丙基苯酚，产生麻醉、镇痛和催眠效应，从而克服2，6-二异丙基苯酚水溶性差、稳定性差的缺点。因此，长期以来，人们一直试图对丙泊酚进行前体化改造，以期得到具有良好水溶性和稳定性的丙泊酚前体药物。

前药是指一种经体内化学或酶代谢，能释放出有药效活性的代谢物或原药的化合物。前药的选择主要集中在载体的选择上，结构设计要求前药必须在一定的时间范围里能够顺利地将前药水解或酶解并释放原有的药物活性，并且还要求分解开的前药连接臂和载体本身都必须是无毒无生物活性的物质。

聚乙二醇(PEG)是美国FDA批准的少数几个可用于静脉给药的合成聚合物之一，PEG修饰技术是近年来迅速发展起来的一项新型给药技术，主要应用于注射给药系统。它是一种将聚乙二醇活化后链接到药物分子或表面的技术。聚乙二醇修饰后得到的聚乙二醇-药物衍生物在体内又会缓慢释放出药物小分子而产生疗效。药物小分子经聚乙二醇修饰后，主要具有以下优点：1、增加药物的水溶性；2、降低药物毒性；3、延长药物循环半衰期，减少用药次数，降低医疗费用；4、提高药物稳定性；5、改变药物代谢动力学特性，拓宽适应症。

丙泊酚中/长链脂肪乳注射液制剂技术要求很高，乳剂的pH、乳剂辅料来源和质量、粒径分布、游离脂肪酸与过氧化值、有关物质等需要严格控制。脂肪乳注射液还存在脏器损伤、注射疼痛、微生物污染、储存稳定性差、包装要求高、难以国产化等一系列问题，这些问题主要是化合物本身的水溶性差造成的。丙泊酚聚乙二醇缀合物(PEG-丙泊酚)成功解决了丙泊酚水溶性差和稳定性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提高丙泊酚的水溶性、稳定性，提供一种新的丙泊酚前药，即丙泊酚聚乙二醇缀合前药(PEG-丙泊酚)以及PEG-丙泊酚的制备方法。它增加了溶解性和稳定性，并且在体内分解为活性的丙泊酚，发挥药效，同时也避免了因丙泊酚溶解性差而导致的注射疼痛以及栓塞等问题。

丙泊酚聚乙二醇缀合前药(PEG-丙泊酚)具有如下结构：

单臂：

双臂：

四臂：

上述前药结构中，单臂、双臂PEG-丙泊酚中n是20～500的整数，优选n是50～200，代表聚乙二醇的聚合度。(AA)_w、(AA)_v代表相同或不同的氨基酸或氨基酸缩合形成的小分子寡肽，做为连接基团。w、v是0～12的整数，代表氨基酸数量，优选w、v是1，(AA)优选甘氨酸。

上述前药结构中，四臂PEG-丙泊酚中a、b、c、d是10～200的整数，优选a、b、c、d是20～120，代表聚乙二醇的聚合度。(AA)_w、(AA)_v、(AA)_x、(AA)_y代表相同或不同的氨基酸或氨基酸缩合形成的小分子寡肽，做为连接基团。w、v、x、y是0～12的整数，代表氨基酸数量，优选w、v、x、y是1。(AA)优选甘氨酸。

PEG-丙泊酚通过一定的技术手段合成，举例以下结构：

单臂：

双臂：

四臂：

本发明举例PEG-丙泊酚结构式，有单臂、双臂、四臂，如上所示(包括但不限于如上的结构)，为便于理解，本发明主要论述四臂PEG-丙泊酚的制备方法及用途。本发明实施例合成了四臂PEG-丙泊酚和四臂PEG-甘氨酸丙泊酚。

发明的另一目的在于提供PEG-丙泊酚的制备方法及用途。

四臂PEG-丙泊酚的制备：丙泊酚与聚乙二醇四臂酸直接缩合反应成酯。

四臂PEG-甘氨酸丙泊酚：丙泊酚与甘氨酸反应成酯，然后丙泊酚甘氨酸酯再与聚乙二醇四臂酸结合。

具体实施方式

以下实施例用来说明本发明，但不用来限制本发明。

实施例1(四臂PEG-丙泊酚的制备)：

将四臂聚乙二醇乙酸(平均分子量20000，分布系数1.05)20.0g(1.0mmol)，二环己基碳二亚胺(DCC)0.1g(0.5mmol)，在室温下溶于180mL无水二氯甲烷中，搅拌，加入丙泊酚1.07g(6.0mmol)和0.01g(0.1mmol)DMAP,常温反应16h，将生成沉淀过滤，将溶剂旋转蒸发除去，添加100mL异丙醇(IPA)重结晶，过滤，产物真空干燥，得四臂聚乙二醇-丙泊酚酯18.3g。

MALDI-TOF(Mn＝20758，Pd＝1)；

¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ：7.24-7.14(m，12H)，4.49(s，8H)，3.85-3.41(m，1790H),2.92-2.86(m，8H),1.47(s，9H),1.19(d，J＝6.8Hz，48H)。

实施例2(四臂PEG-甘氨酸丙泊酚的制备)：

丙泊酚8.9g(0.05mol)和17.4g(0.10mol)N-叔丁氧羰基甘氨酸，溶解在100ml无水二氯甲烷中，加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)1.2g(0.01mol)，在氮气保护下滴加二环己基碳二亚胺(DCC)10.3g(0.05mol)的二氯甲烷(100mL)溶液,滴毕,氮气保护反应过夜。过滤除去反应产生的固体，滤液用水(200mL)洗涤,无水硫酸钠干燥。浓缩至干,残留物经硅胶柱纯化,制得丙泊酚-N-叔丁氧羰基甘氨酸酯16.4g。

LC_MS[M+1]⁺：336；

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.23-7.15(m，3H)，5.11(bs，1H)，4.24(d，J＝5.2Hz，2H),2.96-2.81(m，2H),1.47(s，9H),1.19(d，J＝6.8Hz，12H)。

丙泊酚-N-叔丁氧羰基甘氨酸酯(由上步制的)16.4g(49mmol)溶解在150ml二氯甲烷中，添加50ml三氟乙酸，室温搅拌反应过夜。TLC监测反应完全。减压浓缩溶液，加入300ml二氯甲烷溶解，再浓缩至干，反复几次，除去绝大部分三氟乙酸。加入异丙醚300ml，沉淀，过滤收集沉淀，真空干燥，制得丙泊酚-甘氨酸酯10.6g。

LC_MS[M+1]⁺：236；

¹HNMR(400MHz，DMSO-d6)：δ8.50(s，2H)，7.30-7.22(m，3H)，4.32(s，2H),3.01-2.90(m，2H),1.13(d，J＝6.8Hz，12H)。

四臂聚乙二醇-乙酸(平均分子量20000,分布系数1.04)20.0g(1.0mmol)、丙泊酚-甘氨酸酯1.88g(8.0mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)0.98g(8.0mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBT)1.08g(8.0mmol)，溶于200ml二氯甲烷中，在氮气保护下滴加二环己基碳二亚胺(DCC)1.65g(8.0mmol)的二氯甲烷(16mL)溶液,滴毕,氮气保护反应过夜。过滤除去固体物质，多余溶剂旋转蒸发除去，残余物添加400ml异丙醇(IPA)重结晶，过滤，产品经真空干燥，得到四臂聚乙二醇-甘氨酸-丙泊酚18.4g。

MALDI-TOF(Mn＝21120，Pd＝1)；

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.64(bs,4H)，7.24-7.12(m,12H)，4.44-4.38(m，8H),4.09(s，8H)，3.85-3.38(m，1792H)，2.96-2.88(m，8H),1.19(d，J＝6.8Hz，48H)。

试验1：PEG-丙泊酚与丙泊酚的溶解度比较试验

根据2015版《中国药典》，对实施例进行溶解性的考察：精确称取样品(实施例1的产物)和丙泊酚各适量，分别加入纯化水后，每隔5min强力振摇30s，并进行观察，若30min内无肉眼可见溶质颗粒即视为完全溶解，结果见表1。

表1、PEG-丙泊酚与丙泊酚的溶解度比较试验结果

从上述实验结果得出，本发明的丙泊酚聚乙二醇缀合物水中易溶，相对丙泊酚来说，水溶性明显增加。

试验2：PEG-丙泊酚与丙泊酚耐氧化稳定性比较

众所周知，丙泊酚的酚羟基极易被氧化成醌。称取丙泊酚适量，制成每ml含有50mg丙泊酚的乙醇溶液，另分别称取实施例中的PEG-丙泊酚适量，用乙醇制成每ml约含50mg丙泊酚(PEG-丙泊酚的载药量按3.45％计算)的溶液，在强光下放置30天，观察溶液颜色变化，结果见表2。

表2、PEG-丙泊酚与丙泊酚耐氧化稳定性实验结果

结论：由试验可知，丙泊酚经PEG化后，光稳定性明显增加。

试验3：注射用PEG-丙泊酚的稳定性试验

将样品(实施例2的产物)溶于水中，配制成浓度为147mg/ml(相当于丙泊酚5mg/ml)的水溶液，加入甘露醇适量，用0.22微米滤膜过滤，滤液分装于10ml西林瓶中(4ml/支)，冷冻干燥，压盖。冻干后的样品分别在光照、高温条件下放置10天，加速条件(温度40℃，湿度75％)放置3月，参照丙泊酚原料的检测方法，利用高效液相色谱仪检测是否有游离的丙泊酚，结果表3。

仪器：岛津LC-16高效液相色谱仪

检测波长：278nm

柱温：40℃

流速：1.0ml/min

流动相：流动性A:磷酸二氢钠溶液(取磷酸二氢钠一水合物2.76g,加水900ml使溶解，用85％磷酸调节pH值至3.0，用水稀释至1000ml)为流动相A；流动相B；乙腈。

时间min	流动相A％	流动相B％
			0	60	40
22	60	40
			38	30	70
40	30	70
			41	10	90
45	10	90
			46	60	40

表3、注射用PEG-丙泊酚稳定性试验结果

实验条件	0天	高温60℃10天	光照4500LX 10天	加速3月
					游离丙泊酚(％)	未检出	0.58	1.42	0.87

结论：由以上试验结果可知，稳定性良好。

试验3：PEG-丙泊酚的体外水解试验

精密称取PEG-甘氨酸丙泊酚(实施例2的产物)适量，用水制成每ml约含丙泊酚0.1mg的溶液，用NaOH溶液调pH值9～11，混合均匀，室温分别于0h、0.5h、1h、1.5h、4h、8h、12h时取溶液适量，HPLC法检测游离丙泊酚的浓度(外标法)。结果见表4。

表4、PEG-丙泊酚在碱性溶液中的分解速度

结果表明，PEG-丙泊酚在水中可以分解为活性物丙泊酚。

试验4：PEG-丙泊酚的初步药效学试验(静脉注射给药)

将雌雄各半的健康大鼠60只，随机分成两组(n＝30)，一组注射给药PEG-丙泊酚(实施例2产物)，另一组注射给药阳性对照药物得普利麻(Diprivan^TM)。采用序贯法测定PEG-丙泊酚和得普利麻(Diprivan^TM)的麻醉的半数有效量ED₅₀。

试验中经大鼠尾静脉注射给药，以小鼠前爪翻正反射消失作为判断麻醉终点的指标；小鼠前爪翻正反射恢复为麻醉恢复指标。结果表明：本发明药物试验组的ED₅₀为195.4mg/kg,95％可信区间为188～211mg/kg(相当于丙泊酚6.4～7.2mg/ml)，得普利麻(Diprivan^TM)对照组的ED₅₀为5.96mg/kg,95％可信区间为5.78～7.15mg/kg。

在ED₅₀的测定过程中，观察到本发明药物试验组的翻正反射消失时间为3.23±1.14min，苏醒时间为110.1±32.2min，其起效时间和恢复时间均长于得普利麻(Diprivan^TM)对照组(起效时间为10.2±1.2秒，恢复时间为8.9±4.7min)。

试验结果表明：本发明的丙泊酚聚乙二醇缀合物(PEG-丙泊酚)具有确切、可逆的麻醉作用，而且半衰期长。

Claims

1.一种丙泊酚聚乙二醇缀合物前药，其结构式为：

其中，

n是的整数；

a、b、c和d各为的整数；

v、w、x和y相同或不同，各为的整数；以及AA选自甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、缬氨酸、组氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸或蛋氨酸残基或其缩合形成的小分子寡肽基团。

2.权利要求1的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药，其中v、w、x和y各为1。

3.权利要求1的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药，其中n是的整数。

4.权利要求1的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药，其中AA为甘氨酸残基。

5.权利要求1的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药，其中a、b、c和d各为的整数。

6.制备权利要求任一项的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药的方法，它包括如下步骤：以水溶性mPEG为载体，对其进行改性，得到mPEG羧酸衍生物，再与丙泊酚连接制备而成。

7.制备权利要求任一项的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药的方法，它包括如下步骤：对亲水性的聚乙二醇进行改性，引入活性官能团羧基，同时丙泊酚与氨基酸或寡肽反应成酯，然后丙泊酚氨基酸酯再与聚乙二醇酸的羧基结合。

8.药物组合物，它包含权利要求任一项的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药以及药用辅料。

9.权利要求8的药物组合物，它为注射液、冻干粉针或植入剂。

10.权利要求任一项的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药在制备用于全身麻醉的诱导和维持的药物中的用途。

11.权利要求任一项的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药在制备用于镇静或催眠的药物中的用途。

12.权利要求任一项的丙泊酚聚乙二醇缀合物前药在制备用于局部镇痛的药物中的用途。