CN110279871A - 一种具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子及其制备方法 - Google Patents

一种具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有pH响应性的β‑环糊精‑阿霉素前药分子及其制备方法，属于化学药物合成领域。一种具有pH响应性的β‑环糊精‑阿霉素前药分子，其结构式为：

Description

一种具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子及其制备 方法
技术领域
本发明属于化学药物合成领域，尤其是一种具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子及其制备方法。
背景技术
阿霉素(doxorubicin，DOX)是一种广谱抗肿瘤药物，对多种肿瘤及各种生长周期的肿瘤细胞均有杀灭作用，但同时具有一定的毒性，会不可避免地损伤人体正常细胞。为了提高DOX的溶解性、生物相容性、生理活性及降低其毒副作用，多种方法被使用以运载DOX。环糊精具有良好的生物相容性和水溶性，在人体生理环境下不会引起免疫反应，将环糊精与DOX有效结合，有利于提高DOX在人体内的生物活性。
刺激响应性的前药体系拥有可设计的结构和功能，由特定环境的刺激响应而产生的靶向性以及较高的载药率。常见的外界环境刺激包括pH、氧化剂、还原剂、温度、光等。人体血液和正常细胞的细胞外基质，其pH基本稳定在7.4左右，而肿瘤细胞外的pH在6.5～7.2，其溶酶体内pH约为5.0～5.5，明显低于血液和正常细胞。利用肿瘤细胞与人体正常细胞内部pH环境的差异，制备具有pH刺激响应的前药体系，有利于实现药物在肿瘤组织的靶向释放和富集，以避免药物在到达肿瘤部位前提前释放。
酰腙键具有pH敏感性，在酸性环境下，酰腙键会发生水解。因此，以酰腙键连接DOX和β-环糊精，在肿瘤组织酸性环境下，DOX可还原生理活性并实现靶向释放，在肿瘤组织富集，从而减小DOX对正常细胞的毒副作用，提高在血液循环中的稳定性，DOX的药理活性以及生物利用率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子，其结构式为：
一种上述具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子的制备方法，包括以下步骤：
1)合成单6位酯化的β-环糊精
将单-6-脱氧-6-炔丙胺-β-环糊精、叠氮化溴乙酸乙酯溶于溶剂，加入催化剂，并去除溶液中的气体，得到混合液A；
将混合液A密封并于60～70℃下反应18～24h，得到体系A；
利用冷丙酮将体系A中反应产物析出，经提纯、干燥后得到单6位酯化的β-环糊精；
其中，单-6-脱氧-6-炔丙胺-β-环糊精和叠氮化溴乙酸乙酯的摩尔比为1：(2～4)；
2)合成单6位酰肼化的β-环糊精
将单6位酯化的β-环糊精和一水合肼溶于溶剂，得到混合液B；
将混合液B密封后反应18～24h，得到体系B；
利用冷丙酮将体系B的反应产物析出，经除杂、干燥后得到单6位酰肼化的β-环糊精；
其中，单6位酯化的β-环糊精和一水合肼的摩尔比为1：(70～90)；
3)合成β-环糊精-阿霉素前药分子
将单6位酰肼化的β-环糊精和盐酸阿霉素溶于溶剂，调节溶液pH为4～5，并去除溶液中的气体，得到混合液C；
将混合液C密封并在室温避光条件下反应48～60h，得到体系C；
利用冷丙酮将体系C的反应产物析出，经除杂、干燥后得到β-环糊精-阿霉素前药分子；
其中，单6位酰肼化的β-环糊精和盐酸阿霉素的摩尔比为1：(1.5～2.5)。
进一步的，所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺。
进一步的，步骤1)中的催化剂为溴化三(三苯基磷)铜。
进一步的，步骤1)中的提纯、干燥的过程为：
将体系A中的反应产物在常温下真空干燥1～2天，溶于N，N-二甲基甲酰胺，利用冷丙酮重新将溶解后的反应产物析出；
重复上述过程若干次，完成提纯。
进一步的，步骤3)中的体系C中含有吸水剂。
进一步的，吸水剂为无水硫酸钠或4A型分子筛。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子，分子骨架中β-环糊精与阿霉素以动态化学共价键-酰腙键相连，酰腙键在肿瘤细胞酸性环境刺激下发生水解而被还原，实现DOX的可控释放，解决了药物载药量低或载药量不明确的问题，并具有较好的水溶性和生物相容性，有利于推动对肿瘤的精准和高效治疗。
本发明的具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子的制备方法，采用叠氮与炔基的点击化学反应、酯基的肼解反应以及席夫碱反应，其中点击化学具有反应效率高、速度快、反应条件温和、立体选择型好等优势。
附图说明
图1为本发明实施例3合成的β-环糊精-阿霉素前药分子的结构式；
图2为红外谱图，其中，2(a)为单6位酯化的β-环糊精的红外谱图，2(b)为单6-位酰肼化的β-环糊精的红外谱图，2(c)为β-环糊精-阿霉素前药分子的红外谱图；
图3为核磁氢谱图，本发明方法制备的β-环糊精-阿霉素前药分子的核磁氢谱图，其中，3(Ⅰ)为单6位酯化的β-环糊精的核磁氢谱图，3(Ⅱ)为单6-位酰肼化的β-环糊精的核磁氢谱图，3(Ⅲ)为β-环糊精-阿霉素前药分子的核磁氢谱图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
1)合成单6位酯化的β-环糊精
分别称取117.2mg单-6-脱氧-6-炔丙胺-β-环糊精和25.8mg叠氮化溴乙酸乙酯，加入1.5mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，在磁力搅拌条件下充分溶解。然后加入9.3mg溴化三(三苯基磷)铜，并通入氮气15min。将体系密封并在60℃下搅拌反应24h。反应完毕，将得到的混合溶液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物。该固体产物在常温下真空干燥1～2天后，溶于N，N-二甲基甲酰胺，在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，重复该溶解-沉淀过程2次即可得到产物，即单6位酯化的β-环糊精；
2)合成单6位酰肼化的β-环糊精
在干燥单口烧瓶中加入182mg单6位酯化的β-环糊精和0.48mL的一水合肼，并加入1mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，在磁力搅拌下溶解。将该溶解体系密封并在室温下搅拌反应24h。将得到的混合溶液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，该固体产物在常温下真空干燥1～2天后，溶于N，N-二甲基甲酰胺，在过量冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，该固体产物在常温下真空干燥1～2，得到产物，即单6-位酰肼化的β-环糊精。
3)合成β-环糊精-阿霉素前药分子
分别称取64.35mg(0.05mmol)单6位酰肼化的β-环糊精和43.5mg(0.075mmol)盐酸阿霉素，置于干燥的单口烧瓶中，并加入25mg无水硫酸钠，再加入2.5mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，磁力搅拌5min后，调节溶液pH为4，并通入氮气15min。将反应体系密封并在室温下避光搅拌反应60h。将反应液抽滤除去无水硫酸钠，滤液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体，该固体产物用少量的无水乙醇洗涤3次后，在常温下真空干燥1～2天，得到红色固体，即为pH响应的β-环糊精-阿霉素前药分子。
实施例2
1)合成单6位酯化的β-环糊精
分别称取117.2mg单-6-脱氧-6-炔丙胺-β-环糊精和38.7mg叠氮化溴乙酸乙酯，加入1.5mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，在磁力搅拌条件下充分溶解。然后加入9.3mg溴化三(三苯基磷)铜，并通入氮气15min。将体系密封并在70℃下搅拌反应18h。反应完毕，将得到的混合溶液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物。该固体产物在常温下真空干燥1～2天后，溶于N，N-二甲基甲酰胺，在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，重复该溶解-沉淀过程2次即可得到产物，即单6位酯化的β-环糊精。
2)合成单6位酰肼化的β-环糊精
在干燥单口烧瓶中加入182mg单6位酯化的β-环糊精和0.54mL的一水合肼，并加入1mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，在磁力搅拌下溶解。将该溶解体系密封并在室温下搅拌反应24h。将得到的混合溶液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，该固体产物在常温下真空干燥1～2天后，溶于N，N-二甲基甲酰胺，在过量冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，该固体产物在常温下真空干燥1～2，得到产物，即单6-位酰肼化的β-环糊精。
3)合成β-环糊精-阿霉素前药分子
分别称取64.35mg单6位酰肼化的β-环糊精和58mg盐酸阿霉素，置于干燥的单口烧瓶中，并加入25mg无水硫酸钠，再加入2.5mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，磁力搅拌5min后，加入一滴冰乙酸，并通入氮气15min。将反应体系密封并在室温下避光搅拌反应48h。将反应液抽滤除去无水硫酸钠，滤液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体，该固体产物用少量的无水乙醇洗涤3次后，在常温下真空干燥1～2天，得到红色固体，即为pH响应的β-环糊精-阿霉素前药分子。
实施例3
1)合成单6位酯化的β-环糊精
分别称取117.2mg单-6-脱氧-6-炔丙胺-β-环糊精和51.6mg叠氮化溴乙酸乙酯，加入2mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，在磁力搅拌条件下充分溶解。然后加入9.3mg溴化三(三苯基磷)铜，并通入氮气15min。将体系密封并在65℃下搅拌反应20h。反应完毕，将得到的混合溶液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物。该固体产物在常温下真空干燥1～2天后，溶于N，N-二甲基甲酰胺，在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，重复该溶解-沉淀过程2次即可得到产物，即单6位酯化的β-环糊精。
2)合成单6位酰肼化的β-环糊精
在干燥单口烧瓶中加入182mg单6位酯化的β-环糊精和0.61mL一水合肼，并加入1mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，在磁力搅拌下溶解。将该溶解体系密封并在室温下搅拌反应20h。将得到的混合溶液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，该固体产物在常温下真空干燥1～2天后，溶于N，N-二甲基甲酰胺，在过量冷丙酮中析出沉淀，滤出固体产物，该固体产物在常温下真空干燥1～2，得到产物，即单6-位酰肼化的β-环糊精。
3)合成β-环糊精-阿霉素前药分子
分别称取64.35mg单6位酰肼化的β-环糊精和72.5mg盐酸阿霉素，置于干燥的单口烧瓶中，并加入25mg 4A型分子筛，再加入3mL干燥N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，磁力搅拌5min后，加入冰乙酸调节溶液pH为5，并通入氮气15min。将反应体系密封并在室温下避光搅拌反应55h。将反应液抽滤除去无水硫酸钠，滤液在150mL冷丙酮中析出沉淀，滤出固体，该固体产物用少量的无水乙醇洗涤3次后，在常温下真空干燥1～2天，得到红色固体，即为pH响应的β-环糊精-阿霉素前药分子。
参见图1，图1为本发明的β-环糊精-阿霉素前药分子的结构式，从图中可以看出，β-环糊精与阿霉素分子之间通过酸敏感的酰腙共价键连接。
参见图2，图2为红外谱图，其中，2(a)为单6位酯化的β-环糊精的红外谱图，1745cm-1处为酯基的特征吸收峰；2(b)为单6-位酰肼化的β-环糊精的红外谱图，1659cm-1处为酰肼键的特征吸收峰，同时酯基的特征吸收峰消失；2(c)为β-环糊精-阿霉素前药分子的红外谱图；
参见图3，图3为核磁氢谱图，本发明方法制备的β-环糊精-阿霉素前药分子的核磁氢谱图，其中，3(Ⅰ)为单6位酯化的β-环糊精的核磁氢谱图，δ＝1.19、4.19和4.17处为溴乙酸乙酯特征氢a,b,c的吸收峰；3(Ⅱ)为单6-位酰肼化的β-环糊精的核磁氢谱图，出现仲胺和伯胺氢的特征吸收峰，同时溴乙酸乙酯特征氢a,b,c的吸收峰消失；3(Ⅲ)为β-环糊精-阿霉素前药分子的核磁氢谱图，出现DOX的特征吸收峰。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子，其特征在于，其结构式为：
2.一种根据权利要求1所述的具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)合成单6位酯化的β-环糊精
将单-6-脱氧-6-炔丙胺-β-环糊精、叠氮化溴乙酸乙酯溶于溶剂，加入催化剂，并去除溶液中的气体，得到混合液A；
将混合液A密封并于60～70℃下反应18～24h，得到体系A；
利用冷丙酮将体系A中反应产物析出，经提纯、干燥后得到单6位酯化的β-环糊精；
其中，单-6-脱氧-6-炔丙胺-β-环糊精和叠氮化溴乙酸乙酯的摩尔比为1：(2～4)；
2)合成单6位酰肼化的β-环糊精
将单6位酯化的β-环糊精和一水合肼溶于溶剂，得到混合液B；
将混合液B密封后反应18～24h，得到体系B；
利用冷丙酮将体系B的反应产物析出，经除杂、干燥后得到单6位酰肼化的β-环糊精；
其中，单6位酯化的β-环糊精和一水合肼的摩尔比为1：(70～90)；
3)合成β-环糊精-阿霉素前药分子
将单6位酰肼化的β-环糊精和盐酸阿霉素溶于溶剂，调节溶液pH为4～5，并去除溶液中的气体，得到混合液C；
将混合液C密封并在室温避光条件下反应48～60h，得到体系C；
利用冷丙酮将体系C的反应产物析出，经除杂、干燥后得到β-环糊精-阿霉素前药分子；
其中，单6位酰肼化的β-环糊精和盐酸阿霉素的摩尔比为1：(1.5～2.5)。
3.根据权利要求2所述的具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子的制备方法，其特征在于，所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求2所述的具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子的制备方法，其特征在于，步骤1)中的催化剂为溴化三(三苯基磷)铜。
5.根据权利要求2所述的具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子的制备方法，其特征在于，步骤1)中的提纯、干燥的过程为：
将体系A中的反应产物在常温下真空干燥1～2天，溶于N，N-二甲基甲酰胺，利用冷丙酮重新将溶解后的反应产物析出；
重复上述过程若干次，完成提纯。
6.根据权利要求2所述的具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子的制备方法，其特征在于，步骤3)中的体系C中含有吸水剂。
7.根据权利要求6所述的具有pH响应性的β-环糊精-阿霉素前药分子的制备方法，其特征在于，吸水剂为无水硫酸钠或4A型分子筛。
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