CN1376717A - 治疗糖尿病的口服药脂肪二酰氨基酸胰岛素及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是用化学合成的方法合成治疗糖尿病的口服药物,即对胰岛素的化学修饰合成一类脂肪二酰氨基酸胰岛素,其化合物的通式为:胰岛素－OC(CH2)nCONHCHRCOOH,式中n=6～18;R为几种氨基酸的侧链。本发明还涉及了上述一类化合物中的具体合成方法以及上述一类化合物中的一种,癸二酰甘氨酸胰岛素的具体合成方法及其降血糖效果。
Description
技术领域
本发明属于化学合成医用药物，即通过对胰岛素的化学修饰合成一类脂肪二酰氨基酸胰岛素用于治疗糖尿病的口服药物。
技术背景
糖尿病是一种常见的代谢性疾病，国内外发病率均呈上升趋势。随着世界人口的老龄化，糖尿病已经成为一种常见病、多发病。据不完全统计，全国现有糖尿病患者3000万人以上，糖尿病的发病率已高达3.2％。糖尿病是引起人类死亡占第三位的主要原因。胰岛素是治疗糖尿病的最有效药物。但胰岛素是一种蛋白质，在胃肠道内易被酸及各种蛋白酶降解失活，故不能直接口服，只能注射给药，这给需终身用药的病人带来了极大的痛苦与不便。因此研究开发安全、方便而有效的胰岛素非注射给药途径已经成为世界各国医药界关注的重要课题。目前正在研究的胰岛素非注射给药途径有多种，如直接用胰岛素与一些吸收促进剂配伍经口、眼、鼻、肺、直肠的粘膜或皮肤吸收给药，或胰岛素经脂质体或聚合物包裹后直接口服给药。在这些途径中，直接口服最为简便，易被病人接受。然而这些研究中除了胰岛素口腔喷剂(中国发明专利，专利号00114318.2)取得重要进展之外未见到获得成功的报道。即使是胰岛素口腔喷剂也存在着生物利用度有待提高和病人使用不是很方便的缺点。现有技术通过对胰岛素进行化学修饰，希望研制出口服胰岛素制剂。Kuraray Co.，Ltd.的专利EP 0 511600 A2合成了[protein][Z]n的衍生物，其中protein为多肽蛋白质包括胰岛素，[Z]为-CO-W-COOH，式中W为长链的可含杂原子的碳水基团。Novo Nordisk A/S申请的专利WO 95/07931以及EliLilly和Company的两个专利EP 0 712861 A2及EP 0 712862 A2也分别介绍了化学修饰胰岛素的合成方法。本发明旨在合成一类可以抵抗肠道胰蛋白酶水解的化学修饰胰岛素，以用于制备直接口服的胰岛素制剂，其特点是在胰岛素化学修饰的基团上含有氨基酸残基并引入肽键。本发明的化学修饰胰岛素(胰岛素-OC(CH2)nCONHCHRCOOH)目前还未见报道。这种化学修饰基团不仅保护胰蛋白酶进攻胰岛素的位点，而且引入肽键可以使之与胰蛋白酶进攻胰岛素的位点相竞争，从而更好地保护胰岛素免遭胰蛋白酶的水解，同时具有促进胰岛素吸收的作用。
发明内容
本发明的关键在于在胰岛素的合适部位经过化学修饰的方法共价结合一个含有肽键的基团保护胰蛋白酶进攻胰岛素的位点，使得胰岛素免遭胰蛋白酶的水解。该物质的化学通式如下：
胰岛素-OC(CH2)nCONHCHRCOOH
式中n＝6～18；R为赖氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸的侧链的一种。
合成路线如下：
或 式中X＝F，Cl，Br，I；n＝6～18；R为赖氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸的侧链的一种。
该类化合物的合成方法包括下列步骤：a，将氨基酸用氢氧化钠配成pH7-11的溶液后与脂肪二酰卤反应，其中甘氨酸与脂肪二酰卤的摩尔比为1比1，反应在冰浴下搅拌0.2-1小时，生成脂肪二酰卤氨基酸：XOC(CH2)nCONHCHRCOOH；
b，苯并三唑(50克)溶解在叔丁基甲醚(800-1000ml)含三乙胺(40-60克)的溶液中，保持温度在15-30℃，滴加脂肪二酰卤氨基酸，其中苯并三唑与脂肪二酰卤氨基酸的摩尔比为1比1，反应沉淀物通过过滤转移，滤液在30-80℃减压蒸发至干，残余物用丙酮重结晶，得到脂肪二酰氨基酸苯并三唑：
苯并三唑-OC(CH2)nCONHCHRCOOH
c，将胰岛素(0.8mmol)溶解在N-甲基-吡咯烷酮(5-10ml)和三乙胺的溶液(0.2-0.6ml)中，同时将脂肪二酰氨基酸苯并三唑(1.2-2mmol)溶解到N-甲基-吡咯烷酮溶液(1.5ml)中，取该脂肪二酰氨基酸苯并三唑溶液缓慢加入到上述胰岛素溶液中，其中脂肪二酰氨基酸苯并三唑与胰岛素的摩尔比为1比1至2比1，在0-20℃下搅拌1-3小时，得到的反应混合物加入丙酮至有沉淀生成，离心，去掉上清液，沉淀经冷冻干燥至恒重。将此原料药“脂肪二酰氨基酸胰岛素”制成肠溶片或肠溶胶囊，即为用于治疗糖尿病的胰岛素口服药。
取这类化合物的一种：癸二酰甘氨酸胰岛素(n＝8，R为甘氨酸的侧链)作动物实验，结果如下：将癸二酰甘氨酸胰岛素和胰岛素分别配成5IU/ml的磷酸缓冲溶液(pH＝7)，取12只禁食18小时的小鼠，随机分成三组(分别为癸二酰甘氨酸胰岛素两组和胰岛素组)，分别皮下注射0.15ml/只，从尾静脉取血样测血糖，每40分钟取一次血样，直至2小时，测定不同时间的血糖值。如图2所示，结果证明癸二酰甘氨酸胰岛素的降糖效果与胰岛素没有差别。在癸二酰甘氨酸胰岛素和胰岛素磷酸缓冲溶液(5IU/ml)中，分别加入一定量的胰蛋白酶，在37℃下保温8小时后，给禁食12小时、随机分成三组(癸二酰甘氨酸胰岛素两组和胰岛素组，每组6只)小鼠分别注射癸二酰甘氨酸胰岛素和胰岛素磷酸缓冲溶液0.15ml/只，同时测小鼠注射后0到160min的血糖值，结果如图3，胰岛素因胰蛋白酶的水解完全没有降血糖的作用，而癸二酰甘氨酸胰岛素仍然保持很好的生物活性，可见癸二酰甘氨酸胰岛素有很好的抗胰蛋白酶降解的能力。
附图说明：
图1癸二酰甘氨酸胰岛素RP-HPLC图：图2胰岛素和癸二酰甘氨酸胰岛素降血糖能力的比较，其横座标为：时间(分钟)，纵坐标：血糖值(毫摩尔/升)，■胰岛素，●修饰胰岛素-1，▲修饰胰岛素-2；图3胰岛素和癸二酰甘氨酸胰岛素抗胰蛋白酶降解作用的比较，其横座标为：时间(分钟)，纵坐标：血糖值(毫摩尔/升)■胰岛素，●修饰胰岛素-2，▲修饰胰岛素-1。
具体实施方式
举例：癸二酰甘氨酸胰岛素(n＝8，R为甘氨酸的侧链)的合成
癸二酸与二氯亚砜反应生成癸二酰氯(ClOC(CH2)8COCl)，将甘氨酸用氢氧化钠溶液溶解后与癸二酰氯(摩尔比为1比1)反应，在冰浴下搅拌0.5小时，生成癸二酰氯甘氨酸(ClOC(CH2)8CONHCH2COOH)。苯并三唑溶解在叔丁基甲醚和三乙胺中，保持温度在20-30℃，将癸二酰氯甘氨酸滴加进去，反应沉淀物通过过滤转移，滤液在60℃减压蒸发至干，残余物用丙酮重结晶，得到癸二酰甘氨酸苯并三唑(苯并三唑-OC(CH2)8CONHCH2COOH)。将胰岛素溶解在N-甲基-吡咯烷酮和三乙胺溶液中，同时将癸二酰甘氨酸苯并三唑溶解到N-甲基-吡咯烷酮溶液中，取该癸二酰甘氨酸苯并三唑溶液一定量加入到上述胰岛素溶液中，在冰浴下搅拌2-3小时，得到的反应混合物加入丙酮至有沉淀生成，离心，去掉上清液，沉淀经冷冻干燥至恒重，得到化学修饰胰岛素——癸二酰甘氨酸胰岛素(胰岛素-OC(CH2)8CONHCH2COOH)，产率为89％。合成路线如下：
癸二酰甘氨酸胰岛素采用RP-HPLC的保留时间进行鉴定，结果表明在RP-HPLC图谱中(如图1)，保留时间为3.96min的主峰面积占96.6％，保留时间为4.72min的次要峰为3.4％，同样条件下单纯胰岛素的保留时间为4.71min，可见保留时间为3.96min的主峰为癸二酰甘氨酸胰岛素。
Claims (3)
1.一类用于治疗糖尿病的药物，所述的药物为化合物脂肪二酰氨基酸胰岛素，该化合物的化学通式如下：胰岛素-OC(CH2)nCONHCHRCOOH；
式中n＝6～18；R为：赖氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸的侧链的一种。
2.如权利要求1所述的用于治疗糖尿病的药物，其特征是这种药物是治疗糖尿病的口服药物。
3.权利要求1化合物的合成方法，该方法包括下列步骤：a，将氨基酸用氢氧化钠配成pH7～11的溶液后与脂肪二酰卤反应，其中氨基酸与脂肪二酰卤的摩尔比为1比1，反应在冰浴下搅拌0.2～1小时，生成脂肪二酰卤氨基酸：XOC(CH2)nCONHCHRCOOH；
b，苯并三唑50克溶解在叔丁基甲醚800～1000ml含三乙胺40～60克的溶液中，保持温度在15～30℃，滴加脂肪二酰卤氨基酸，其中苯并三唑与脂肪二酰卤氨基酸的摩尔比为1比1，反应沉淀物通过过滤转移，滤液在30～80℃减压蒸发至干，残余物用丙酮重结晶，得到脂肪二酰氨基酸苯并三唑：苯并三唑-OC(CH2)nCONHCHRCOOH；
c，将胰岛素0.8mmol溶解在N-甲基-吡咯烷酮5～10ml含三乙胺0.2～0.6ml的溶液中，同时将脂肪二酰氨基酸苯并三唑1.2～2mmol溶解到N-甲基-吡咯烷酮溶液1.5ml中，取该脂肪二酰氨基酸苯并三唑溶液缓慢加入到上述胰岛素溶液中，其中脂肪二酰氨基酸苯并三唑与胰岛素的摩尔比为1比1至2比1，在0～20℃下搅拌1～3小时，得到的反应混合物加入丙酮至有沉淀生成，离心，去掉上清液，沉淀经冷冻干燥至恒重。
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