CN111000827A - 基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂及制备方法 - Google Patents

基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂及其制备方法。按物质的量计，该制剂由1～50％的大麻二酚和99～50％的环糊精组成。该制剂具有较好的水溶性，稳定性、生物利用度。该制剂以大麻二酚在水中溶解度计，溶解度为0.046～157.23mg/mL，并可按需求配制不同浓度的水溶性大麻二酚纳米制剂。制备方法是在环糊精溶液中，加入大麻二酚或混悬液，适当条件下反应后，过滤，冷冻或真空干燥后即得。该制备方法简单、条件温和、易于工业化生产，可解决因大麻二酚在水中溶解度极低而限制其在药品、食品、化妆品等领域应用的问题。

Description

基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂及制备方法
技术领域
本发明属于制剂制备技术领域，具体涉及一种基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂及其制备方法。
背景技术
大麻(Cannabis sativa L.),为大麻科(Cannabinaceca)大麻属(Cannabis)一年生草本植物，其根、茎、花、叶、种子皆可入药，其起主要作用的为大麻酚类化合物，包括四氢大麻酚(Tetrahydrocannabinol,THC)、大麻二酚(Cannabidiol,CBD)、大麻酚(Cannabinol,CBN)、大麻萜酚(Cannabigerol,CBG)和大麻环萜酚(Cannabichromene,CBC)，其中以四氢大麻酚和大麻二酚含量最高(约占酚类的90％)。目前对大麻二酚研究最为广泛、深入。大量文献报道，大麻二酚在乳腺癌、前列腺癌、神经胶质瘤和白血病等肿瘤细胞中显示出良好的抗肿瘤活性；对革兰氏阳性菌具有良好的抑菌效果，尤其是对耐氟喹诺酮金黄色葡萄球菌SA-1199B(fluoroquinolone-resistant Staphylococcus aureus)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌EMRSA-15、EMRSA-16(methicillin-resistant Staphylococcus aureus，又称超级细菌)显示出良好的抗菌活性。但是由于大麻二酚具有很强的疏水性，且见光易分解，生物利用度低，限制了其在药品、食品、化妆品等领域的多元化应用。到目前为止，虽有部分水溶性大麻二酚包合物的报道，但其包合效率低，以CBD含量计算下来，增溶效果不理想且无法做到按需配置。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供一种水溶性大麻二酚制剂及其制备方法，该制剂采用环糊精或环糊精衍生物为载体，与大麻二酚自组装生成新的大麻二酚纳米制剂。
本发明提供一种基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂，按物质的量计，由1～50％大麻二酚、99～50％环糊精组成，或按物质的量计，由1～50％大麻二酚、99～50％环糊精衍生物组成。
本发明所提供的一种基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备方法，包括以下步骤：在环糊精溶液中加入大麻二酚或大麻二酚混悬液，或在环糊精衍生物溶液中加入大麻二酚或大麻二酚混悬液，控制环糊精与大麻二酚物质的量比例为1:0.01～10，或环糊精衍生物与大麻二酚物质的量比例为1:0.01～10，均在反应温度为20～50℃下，以转速为200～2500rpm避光搅拌反应1h～30d后，用0.1μm的微孔滤膜过滤，滤液冷冻干燥或真空干燥即得。
所述基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备方法中环糊精溶液或环糊精衍生物溶液彼此独立的溶液溶剂为蒸馏水、分析纯甲醇、分析纯乙醇、分析纯丙酮、分析纯二甲基亚砜、分析纯N，N-二甲基甲酰胺中的一种或任意两种以上的混合溶剂。
所述基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备方法中大麻二酚混悬液中的溶剂为分析纯甲醇、分析纯乙醇、分析纯丙酮、分析纯二甲基亚砜、分析纯N，N-二甲基甲酰胺中的一种或任意两种以上的混合溶剂或任意一种与蒸馏水的混合溶剂。
上述基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂或基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备方法中环糊精或环糊精衍生物为α-环糊精、γ-环糊精、β-环糊精、磺丁基醚环糊精、胺基环糊精、乙二胺基环糊精、二乙烯三胺基环糊精、三乙烯四胺基环糊精、四乙烯五胺基环糊精或羟丙基环糊精。
上述基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂或基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备方法中所述的环糊精或环糊精衍生物的结构式如下：
Figure BDA0002355667560000021
其中，n＝6,7或8；
R1＝-OH,-OCH2CH(CH3)OH,-O(CH2)4SO3Na,-NH2,-NH(CH2)2NH2,-NH(CH2)2NH(CH2)2NH2,-NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH2,或-NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH2；R2和R3彼此独立选自-OH,-OCH2CH(CH3)OH或-O(CH2)4SO3Na。
环糊精的安全性已得到广泛认可，已被很多国家的药典收录为药用辅料，同时，环糊精价格低廉，生物相容性好，易于修饰得到其衍生化产品。另外药物分子与环糊精及其衍生物形成纳米制剂后，可增加药物水溶性，提高其稳定性和生物利用度，另外还可掩盖药物本身的不良气味，降低其对胃肠道的刺激性与不良反应，并延长药物的释放时间。
相较于现有的大麻二酚药品或制剂，本发明提供的基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂及制备方法，具有以下有益效果：
1.该纳米制剂克服了大麻二酚水溶性极低、稳定性差和生物利用度低的缺点，该制剂以大麻二酚在水中溶解度计，溶解度为0.046～157.23mg/mL。
2.环糊精及其衍生物相比于其他载体，价廉易制备，安全性高；
3、该纳米制剂制备方法绿色环保，相比较超声波法、搅拌法、高压均质法所制备出的包合物，该方法包合效率更高。
4、该纳米制剂可配制出针对不同溶解度需求、不同结合常数需求的大麻二酚溶液，并可按需求配制不同浓度的水溶性大麻二酚纳米制剂。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1：基于羟丙基-β-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于100mL的反应瓶中加入1mmol/mL羟丙基-β-环糊精水溶液25mL(溶剂水为蒸馏水)，再加入100mmol大麻二酚，在50℃下以200rpm转速避光搅拌反应30d，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，核磁共振波谱(Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy,NMR)检测结果显示即为基于羟丙基-β-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂为50％大麻二酚、50％环糊精，通过粒径分析仪得粒径为0.5-1.2nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H of CBD and CD，50H),3.0–4.0(H of CD and CBD，39H),4.83–4.95(H of CD,7H),5.0–5.2(H of CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为157.23mg/mL。
实施例2基于γ-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于150mL的反应瓶中加入1mmol/mLγ-环糊精N，N-二甲基甲酰胺-水溶液30mL(溶剂为分析纯N，N-二甲基甲酰胺与蒸馏水的混合溶剂，分析纯N，N-二甲基甲酰胺与蒸馏水的v:v＝1:4)，再加入3mmol/mL大麻二酚丙酮-水混悬液10mL(溶剂为分析纯丙酮与蒸馏水的混合溶剂，分析纯丙酮与蒸馏水的v:v＝4:1)，在25℃下以500rpm转速避光搅拌反应3d即反应完毕，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于γ-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂为12％大麻二酚、88％环糊精。通过粒径分析仪得粒径为1.0-2.1nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H of CBD,8H),3.0–4.0(H of CD and CBD,44H),4.83–4.95(Hof CD,8H),5.0–5.2(H of CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为7.19mg/mL。
实施例3：基于α-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于50mL的反应瓶中加入1mmol/Lα-环糊精甲醇-水溶液10mL(溶剂为分析纯甲醇与蒸馏水的混合溶剂，分析纯甲醇与蒸馏水的v:v＝1:4)，再加入10mmol/mL大麻二酚二甲基亚砜-水混悬液5mL(溶剂为分析纯二甲基亚砜与蒸馏水的混合溶剂，分析纯二甲基亚砜与蒸馏水的v:v＝1:1)，在30℃下以700rpm转速避光搅拌反应7d，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于α-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂由20％大麻二酚、80％环糊精组成,通过粒径分析仪得粒径为0.4-1.5nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H ofCBD,8H),3.0–4.0(H of CD and CBD,34H),4.83–4.95(H of CD,6H),5.0–5.2(H of CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为9.50mg/mL。
实施例4：基于磺丁基醚-γ-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于50mL的反应瓶中加入1mmol/L磺丁基醚-γ-环糊精甲醇-水溶液20mL(溶剂为分析纯甲醇与蒸馏水的混合溶剂，分析纯甲醇与蒸馏水的v:v＝1:5)，再加入4mmol/mL大麻二酚甲醇混悬液10mL(甲醇为分析纯)，在35℃下以1000rpm转速避光搅拌反应8d，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于磺丁基醚-γ-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂由15％大麻二酚、85％环糊精组成,通过粒径分析仪得粒径为1.1-2.5nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H of CBD and CD，72H),3.0–4.0(H of CD and CBD,44H),4.83–4.95(H of CD,8H),5.0–5.2(H of CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为31.17mg/mL。
实施例5：基于胺基-α-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于50mL的反应瓶中加入1mmol/L胺基-α-环糊精乙醇-水溶液10mL(溶剂为分析纯乙醇与蒸馏水的混合溶剂，分析纯乙醇与蒸馏水的v:v＝1:4)，再加入9mmol/mL大麻二酚乙醇-水混悬液3mL(溶剂为分析纯乙醇与蒸馏水的混合溶剂，分析纯乙醇与蒸馏水的v:v＝1:1)，在40℃下以1500rpm转速避光搅拌反应15d，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于胺基-α-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂由27％大麻二酚、73％环糊精组成,通过粒径分析仪得粒径为0.9-1.3nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H of CBD,8H),3.0–4.0(H of CD and CBD,34H),4.83–4.95(H of CD,6H),5.0–5.2(H of CBD,2H))。通过1HNMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为42.45mg/mL。
实施例6：基于乙二胺基-β-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于50mL的反应瓶中加入0.5mmol/L乙二胺基-β-环糊精水溶液20mL(水为蒸馏水)，再加入10mmol/mL大麻二酚N，N-二甲基甲酰胺混悬液5mL(N，N-二甲基甲酰胺为分析纯)，在45℃下以450rpm转速避光搅拌反应20d，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于乙二胺基-β-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂为19％大麻二酚、81％环糊精,通过粒径分析仪得粒径为2.4-3.5nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H of CBD and CD，50H),3.0–4.0(H of CD and CBD，33H),4.83–4.95(H of CD,7H),5.0–5.2(H of CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为10.75mg/mL。
实施例7：基于二乙烯三胺基-γ-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于50mL的反应瓶中加入1mmol/L二乙烯三胺基-γ-环糊精二甲基亚砜-水溶液10mL(溶剂为分析纯二甲基亚砜与蒸馏水的混合溶剂，分析纯二甲基亚砜与蒸馏水的v:v＝1:1)，再加入5mmol/mL大麻二酚丙酮-水混悬液10mL(溶剂为分析纯丙酮与蒸馏水的混合溶剂，分析纯丙酮与蒸馏水的v:v＝1:1)，在35℃下以2000rpm转速避光搅拌反应6d，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于二乙烯三胺基-γ-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂为32％大麻二酚、68％环糊精,通过粒径分析仪得粒径为3.1-4.0nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H of CBD,8H),3.0–4.0(H of CD and CBD,52H),4.83–4.95(Hof CD,8H),5.0–5.2(H of CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为100.63mg/mL。。
实施例8：基于三乙烯四胺基-α-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于200mL的反应瓶中加入0.1mmol/L三乙烯四胺基-α-环糊精水溶液100mL(水为蒸馏水)，再加入2.5mmol/mL大麻二酚甲醇混悬液30mL(甲醇为分析纯)，在35℃下以800rpm转速避光搅拌反应10d，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于三乙烯四胺基-α-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂由40％大麻二酚、60％环糊精组成,通过粒径分析仪得粒径为0.8-1.3nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H of CBD,8H),3.0–4.0(H ofCD and CBD,46H),4.83–4.95(H of CD,6H),5.0–5.2(H of CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为125.23mg/mL。
实施例9：基于四乙烯五胺基-β-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于250mL的反应瓶中加入0.1mmol/L四乙烯五胺基-β-环糊精乙醇-水溶液100mL(溶剂为分析纯乙醇与蒸馏水的混合溶剂，分析纯乙醇与蒸馏水的v:v＝1:9)，再加入8mmol大麻二酚固体，在30℃下以1000rpm转速避光搅拌反应1d，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于四乙烯五胺基-β-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂为5％大麻二酚、95％环糊精,通过粒径分析仪得粒径为3.6-5.0nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H ofCBD and CD，50H),3.0–4.0(H of CD and CBD，55H),4.83–4.95(H of CD,7H),5.0–5.2(Hof CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为1.5mg/mL。
实施例10：基于β-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备
于100mL的反应瓶中加入1mmol/Lβ-环糊精二甲基亚砜-水溶液30mL(溶剂为分析纯二甲基亚砜与蒸馏水的混合溶剂，分析纯二甲基亚砜与蒸馏水的v:v＝1:4)，再加入1mmol/mL大麻二酚甲醇-水混悬液0.3mL(溶剂为分析纯甲醇与蒸馏水的混合溶剂，分析纯甲醇与蒸馏水的v:v＝1:1)，在20℃下以2500rpm转速避光搅拌反应1h，然后用0.1μm的微孔滤膜过滤除去未溶解的固体，滤液真空干燥(100Pa，12h)后得白色粉末，NMR检测结果显示即为基于β-环糊精的水溶性大麻二酚纳米制剂(按物质的量计，该制剂为1％大麻二酚、99％环糊精,通过粒径分析仪得粒径为0.9-1.6nm。1H NMR数据，500MHz,D2O:δ0.5–2.5(H ofCBD and CD，50H),3.0–4.0(H of CD and CBD，55H),4.83–4.95(H of CD,7H),5.0–5.2(Hof CBD,2H))。通过1H NMR数据换算可得，大麻二酚在水中溶解度为0.046mg/mL。

Claims (9)

1.一种基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂，其特征在于，按物质的量计，包括如下组分：1～50％大麻二酚、99～50％环糊精。
2.根据权利要求1所述的水溶性大麻二酚纳米制剂，其特征在于，环糊精的结构式如下：
Figure FDA0002355667550000011
其中，n＝6,7或8；
R1＝-OH,-OCH2CH(CH3)OH,-O(CH2)4SO3Na,-NH2,-NH(CH2)2NH2,-NH(CH2)2NH(CH2)2NH2,-NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH2,或-NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH2；R2和R3彼此独立选自-OH,-OCH2CH(CH3)OH或-O(CH2)4SO3Na。
3.根据权利要求2所述的水溶性大麻二酚纳米制剂，其特征在于，环糊精或环糊精衍生物为α-环糊精、γ-环糊精、β-环糊精、磺丁基醚环糊精、胺基环糊精、乙二胺基环糊精、二乙烯三胺基环糊精、三乙烯四胺基环糊精、四乙烯五胺基环糊精或羟丙基环糊精。
4.一种基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在环糊精溶液中加入大麻二酚或大麻二酚混悬液，或在环糊精衍生物溶液中加入大麻二酚或大麻二酚混悬液，控制环糊精与大麻二酚物质的量比例为1:0.01～10，或环糊精衍生物与大麻二酚物质的量比例为1:0.01～10，均在反应温度为20～50℃下，以转速为200～2500rpm避光搅拌反应1h～30d后，用0.1μm的微孔滤膜过滤，滤液冷冻干燥或真空干燥即得。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，环糊精或环糊精衍生物为α-环糊精、γ-环糊精、β-环糊精、磺丁基醚环糊精、胺基环糊精、乙二胺基环糊精、二乙烯三胺基环糊精、三乙烯四胺基环糊精、四乙烯五胺基环糊精或羟丙基环糊精。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述环糊精溶液或环糊精衍生物溶液彼此独立的溶液溶剂为蒸馏水、分析纯甲醇、分析纯乙醇、分析纯丙酮、分析纯二甲基亚砜、分析纯N，N-二甲基甲酰胺中的一种或任意两种以上的混合溶剂。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述大麻二酚混悬液中的溶剂为分析纯甲醇、分析纯乙醇、分析纯丙酮、分析纯二甲基亚砜、分析纯N，N-二甲基甲酰胺中的一种或任意两种以上的混合溶剂或任意一种与蒸馏水的混合溶剂。
8.根据权利要求4所述的的制备方法，其特征在于，所述环糊精或环糊精衍生物的结构式如下：
Figure FDA0002355667550000021
其中，n＝6,7或8；
R1＝-OH,-OCH2CH(CH3)OH,-O(CH2)4SO3Na,-NH2,-NH(CH2)2NH2,-NH(CH2)2NH(CH2)2NH2,-NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH2,或-NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH2；R2和R3彼此独立选自-OH,-OCH2CH(CH3)OH或-O(CH2)4SO3Na。
9.权利要求4至8所述的任一权利要求所述的制备方法制备得到的基于环糊精载体的水溶性大麻二酚纳米制剂。
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