CN103920163B - 一种紫杉醇复合物、制备方法及其应用 - Google Patents
一种紫杉醇复合物、制备方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种紫杉醇复合物，丙烯酰化环糊精修饰聚丙烯酸聚合物与紫杉醇的复合物。复合物中环糊精为中的一种或几种；紫杉醇与丙烯酰化CD修饰的聚丙烯酸的质量比为2:1‑5。所述的丙烯酰化环糊精修饰聚丙烯酸聚合物的分子量为5000～50000，其中环糊精单元和丙烯酸单元的摩尔比例在1:4到1:10之间。利用与丙烯酰氯之间的酰化作用，先合成了丙烯酰化然后直接在水溶液中通过自由基共聚合法制备了修饰的聚丙烯酸（CDPAA）。本发明所制备的CDPAA紫杉醇所形成的复合物，能够对紫杉醇起到增溶，可以将紫杉醇的溶解度从从0.25ìg/ml提高到3.6mg/ml，从而对抗癌药物紫杉醇的临床应用提供了一种新的可行的途径。
Description
技术领域：
本发明涉及一种增强抗癌药物紫杉醇水溶性的复合物、制备及应用。
背景技术：
紫杉醇（Paclitaxel，PTX）是一种非常有效的抗肿瘤药物，主要用于治疗卵巢癌和乳腺癌。但是其临床应用价值并不能达到预期的效果，主要是因为它在水里的溶解性非常差。同时，PTX中缺少能够离子化的官能团，溶液离子强度或者pH值对它的溶解性影响不大，因此保证在不失其药性的条件下，通过官能团转化来增加其溶解度，对于紫杉醇的临床应用有很大的意义。因此，PTX的增溶性成为一个很重要的课题。
已有的研究显示：将PTX负载到一些内部疏水的聚合物胶束内，这些胶束外部亲水，这样就可以稳定存在于水溶液中，这样就相当于增加了PTX的水溶性。一些对PTX的增溶有显著效果的助剂如N-picolylnicotinamide（PNA）等也被引入到嵌段高分子胶束中来，用于增强PTX在水中的溶解度。
环糊精（Cyclodextrin，简称CD）是由若干葡萄糖单元通过糖苷键结合而形成的手性环状寡糖化合物。根据结构单元的多少，可以将环糊精分为分别由6，7，8个葡萄糖单元组成的（图5），它们的结构均呈圆台状，内部是一个具有一定尺寸的疏水空腔，能够包合疏水客体分子。环糊精及其小分子衍生物是近年来备受关注的新型药物包合材料，它们可以改善药物的某些性质，使其易于调配和服用，增强药物的稳定性，降低药物的毒副作用，增强药物的生物利用度。
将环糊精引入某些聚合物体系可以保留其空腔和较多的羟基，这就为环糊精聚合物与有机物、无机物等客体分子结合提供了可能。这样就相当于结合了聚合物材料与环糊精的双重功能，甚至会产生一些新的性能，可以根据需要制备功能性材料。例如将环糊精固定到纤维素表面，在进行相应的处理，就可以制备出有香味、药效、保湿、防腐等各种性能的纤维材料。将聚次亚乙胺-聚乙烯醇接枝到环糊精上制备的大分子可以用于基因和药物输送。
聚丙烯酸（polyacrylic acid，PAA）水溶液稳定性极好，不易腐败，具有很好的生物相容性，在食品、医药领域具有广泛的应用，如可以作为胃粘膜保护剂等。本发明提供了采用环糊精改性的聚丙烯酸复合物增强紫杉醇溶解性的方法。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种增强抗癌药物紫杉醇水溶性的复合物、制备方法与应用。利用环糊精与丙烯酰氯之间的酰化作用，先合成了丙烯酰化环糊精。然后直接在水溶液中通过自由基共聚合法制备了环糊精修饰的聚丙烯酸。修饰的聚丙烯酸与紫杉醇复合，可以使紫杉醇迅速溶于水，紫杉醇的溶解度从0.25ìg/ml提高到3.6mg/ml，增溶14400倍。
紫杉醇复合物，丙烯酰化环糊精修饰聚丙烯酸聚合物与紫杉醇的复合物。
所述的复合物中环糊精为中的一种或几种。
聚合物的分子量为5000～50000，其中环糊精单元和丙烯酸单元的摩尔比例在1:4到1:10之间。
本发明所述的增强抗癌药物紫杉醇水溶性的复合物，可以将紫杉醇的溶解度从0.25ìg/ml提高到3.6mg/ml，增溶14400倍。
所述的紫杉醇复合物的制备方法，包括下列步骤：
1）丙烯酰化（PACD）的合成，称取重结晶过的溶解到DMF中，加入三乙胺作为正反应催化剂。于冰水浴中，搅拌下滴加丙烯酰氯，至反应基本完成。将混合物过滤，用混合溶剂法提纯滤液中产物PACD，收集的固体PACD置于真空箱中干燥。
2）修饰聚丙烯酸（链）CDPAA的合成，称取PACD溶解到水中，分别滴加不同量的丙烯酸，于70℃氮气保护条件下引发聚合，反应约1-2小时完成。溶液经透析、冻干干燥得到修饰的聚丙烯酸（CDPAA）。
3）将紫杉醇溶解于少量的乙醇中，将紫杉醇乙醇溶液加入修饰的聚丙烯酸（CDPAA）水溶液中，将混合溶液密封并在室温下搅拌。
4）蒸发除去乙醇溶剂，抽滤除去未参与包结的紫杉醇，将所得滤液旋干，真空干燥，即制备出修饰的聚丙烯酸CDPAA和紫杉醇复合物。
上述制备方法得到的紫杉醇复合物在治疗肿瘤药物中的应用。
本发明的有益效果：通过直接在水溶液中通过自由基共聚合法制备了修饰的聚丙烯酸（CDPAA）。所得紫杉醇复合物固体产物经过红外光谱、核磁共振波谱等证明。本发明环糊精修饰聚丙烯酸聚合物作为一种低毒且易溶于水的药物载体，在对抗癌药物紫杉醇进行包结后，该药物在水中的溶解性大大提高，可以将紫杉醇的溶解度从从0.25ìg/ml提高到3.6mg/ml。从而解决抗癌药物紫杉醇在应用中的关键问题。本发明所制备的CDPAA紫杉醇所形成的复合物，从而对抗癌药物紫杉醇的临床应用提供了一种新的可行的途径。
附图说明：
图1PACD、CDPAA、PAA的红外光谱图。
图2PACD以及CDPAA的核磁谱图。
图3修饰聚丙烯酸与紫杉醇复合物的溶解度图。
图4修饰聚丙烯酸的合成路线图。
图5的结构示意图。
具体实施方式：
实施例，本发明制备环糊精修饰聚丙烯酸与紫杉醇复合物的方法如下：
1）丙烯酰化-环糊精丙烯酰化CD的合成
称取重结晶过的CD溶解到过量（如五倍CD质量以上）的DMF中，转移到三颈瓶中，加入三乙胺（如0.5-2倍CD质量）作为正反应催化剂。三颈瓶置于冰水浴中，磁力搅拌条件下用滴液漏斗滴加丙烯酰氯，室温下继续搅拌约半小时，反应基本完成。将混合物过滤，弃去滤渣，滤液转移到锥形瓶中。用混合溶剂法(丙酮甲醇)提纯产物（丙酮是两者的不良溶剂，甲醇是产物的两溶剂，原料的不良溶剂），加入丙酮沉淀出产物环糊精改性丙烯酸酯单体（PACD）和未反应完的过滤，弃去母液。固体用甲醇部分溶解，过滤，弃去滤渣。滤液继续用丙酮沉淀出固体，收集固体产品PACD，如此重复1～2次，直到滤液经硝酸银检测无氯离子。收集的固体PACD置于真空箱中干燥，温度30～40℃。
CD为均可。
2）丙烯酰化CD修饰聚丙烯酸链的合成，
称取PACD溶解到水中，滴加一定量的丙烯酸（AA）AA为PACD的0.5-2倍，使AA:CD的比例从10:1到4:1不等，油浴加热到70℃，氮气保护条件下加入一定量过硫酸钾引发聚合，反应约1.5小时后停止。溶液转移到透析袋中透析，溶液液氮冷却后冻干，收集，待分析。制备出CD修饰的聚丙烯酸。
3）将紫杉醇溶解于少量的乙醇中，再加入到丙烯酰化CD修饰的聚丙烯酸水溶液中，搅拌，将混合溶液在室温下搅拌12小时。紫杉醇与丙烯酰化CD修饰的聚丙烯酸的质量比为2:1-5。
4）减压蒸发除去乙醇溶剂，抽滤除去未参与包结的紫杉醇，将所得滤液旋干，真空干燥，即制备出CD修饰的聚丙烯酸和紫杉醇复合物。
本发明所涉及的环糊精修饰聚丙烯酸聚合物和紫杉醇复合物按下述方法合成，我们选取为代表性环糊精加以举例说明：
1）修饰聚丙烯酸的合成
称取重结晶过的8.0g溶解到20ml DMF中，转移到100ml三颈瓶中，加入3ml三乙胺作为正反应催化剂。三颈瓶置于冰水浴中，磁力搅拌条件下用滴液漏斗滴加3ml丙烯酰氯，控制滴加速度在1d/s～2d/3s。滴毕，室温（25～30℃）下继续搅拌约半小时，反应基本完成。将混合物过滤，弃去滤渣，滤液转移到150ml锥形瓶中。用混合溶剂法提纯产物（丙酮是两者的不良溶剂，甲醇是产物的两溶剂，原料的不良溶剂），加入100ml丙酮沉淀出产物PACD和未反应完的过滤，弃去母液。固体用20ml甲醇部分溶解，过滤，弃去滤渣。滤液继续用100ml丙酮沉淀出固体，收集固体产品PACD，如此重复1～2次，直到滤液经硝酸银检测无氯离子。收集的固体PACD置于真空箱中干燥，温度30～40℃。
称取0.2g PACD溶解到20ml水中，滴加一定量的丙烯酸，使AA:的比例从10:1到4:1不等，油浴加热到70℃，氮气保护条件下加入一定量过硫酸钾引发聚合，反应约1.5小时后停止。溶液转移到透析袋（分子量3500以下去除）中透析48h，换水3～4次，溶液液氮冷却后冻干，收集，待分析。制备出修饰的聚丙烯酸。
2）修饰的聚丙烯酸和紫杉醇复合物的合成
将紫杉醇溶解于少量的乙醇中，加入到修饰的聚丙烯酸水溶液中，搅拌，将混合溶液密封并在室温下搅拌。蒸发除去乙醇溶剂，抽滤除去未参与包结的紫杉醇，将所得滤液旋干，真空干燥，即制备出修饰的聚丙烯酸和紫杉醇复合物。
3）修饰的聚丙烯酸和紫杉醇复合物的表征
修饰的聚丙烯酸通过以下方法表征：
红外光谱（Bruker Vector22红外光谱仪）
PACD、CDPAA、聚丙烯酸（PAA）与原料的红外光谱图比较见图1，在1500cm-1-2000cm-1范围内无明显的吸收峰，而PACD在1727cm-1和1663cm-1处有两个强吸收峰，分别属于C=O和C=C的伸缩振动，说明丙烯酰基（CH2=CH-C(=O)-）通过酰化作用成功地接到了上。的特征吸收峰主要集中在指纹区（吡喃环C-O伸缩振动1035cm-1）内，这些特征峰在PACD谱图中都可以观测到，说明已经成功的接入到PACD上，制备了改性的丙烯酸酯单体。而CDPAA谱图中，1663cm-1处属于C=C双键的特征峰，在CDPAA谱图中变得很弱，基本可以忽略。这是因为C=C双键参与了自由基聚合，变成了单键，因此此处的特征峰不复存在。1418cm-1处双键碳氢键振动峰也基本消失，两者同时证实了双键向单键的转变。这说明PACD很好地参与了自由基聚合，证实了环糊精改性的丙烯酸酯聚合物已经成功制备。
核磁共振波谱（Bruker DRX500核磁共振波谱仪）
为了更进一步证实修饰的聚丙烯酸的结构，将产物进行HNMR分析，结果见图2。结构单元中氢原子的化学位移归属分别为： 这些质子峰在PACD和CDPAA的谱图中都能观察到。比较PACD与的谱图，一个明显的变化是前者多了处的质子峰，这是双键质子峰，即丙烯酰基中的质子峰。这个峰的存在，说明确实已经丙烯酰化了。但是这个峰在CDPAA中却消失了，说明双键发生自由基聚合，变成了单键，取而代之的是在以及2.1附近的烷基质子峰。
溶解度
在增强PTX溶解性方面具有较大影响，因此研究了聚合物主链中，不同的PTX含量对PTX溶解度的影响。图3是不同比例下的PTX溶解度图。从图中可以看到，PTX的溶解度随着比例呈一个抛物线的变化，PTX加入量较少时，其溶解度也相应较低，随着比例的增加，PTX的溶解度也迅速增加，当左右时，溶解度达到最大值3.6mg/ml。此时继续增加PTX的量，其溶解度反而略有下降，说明PTX与之间的作用存在最佳摩尔比例，低于或高于该比例，PTX的溶解度都会降低。因此，选择
Claims (2)
1.一种紫杉醇复合物，其特征在于它是丙烯酰化环糊精修饰聚丙烯酸聚合物与紫杉醇的复合物；
所述的复合物中环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精中的一种或几种；紫杉醇与丙烯酰化环糊精修饰的聚丙烯酸的质量比为2:1-5；
所述的丙烯酰化环糊精修饰聚丙烯酸聚合物的分子量为5000~50000，其中环糊精单元和丙烯酸单元的摩尔比例在1:4到1:10之间；紫杉醇的溶解度从0.25 μg/ml提高到3.6 mg/ml，增溶14400倍；
以下列步骤制备：
1） 丙烯酰化环糊精： 称取重结晶过的环糊精溶解到DMF中，加入三乙胺作为正反应催化剂；于冰水浴中，搅拌下滴加丙烯酰氯，至反应完成；将反应完成后混合物过滤，用混合溶剂法提纯滤液中产物丙烯酰化环糊精PACD，收集的固体丙烯酰化环糊精PACD置于真空箱中干燥；
2） 丙烯酰化环糊精修饰聚丙烯酸的合成，称取丙烯酰化环糊精PACD溶解到水中，分别滴加不同量的丙烯酸，于70℃氮气保护条件下引发聚合，反应1-2小时完成；溶液经透析、冻干干燥得到丙烯酰化环糊精修饰的聚丙烯酸CDPAA；
3）将紫杉醇溶解于少量的乙醇中，将紫杉醇乙醇溶液加入丙烯酰化环糊精修饰聚丙烯酸水溶液中，将混合溶液密封并在室温下搅拌；
4）蒸发除去乙醇溶剂，抽滤除去未参与包结的紫杉醇，将所得滤液旋干，真空干燥，即制备出丙烯酰化环糊精修饰聚丙烯酸聚合物与紫杉醇的复合物。
2.由权利要求1所述的紫杉醇复合物在制备治疗肿瘤药物中的应用。
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| "β-环糊精-聚丙烯酸的合成及对β-环糊精的包结与增溶性";韩晓鹃等;《高分子材料科学与工程》;20120930;第28卷(第9期);第13-16页 * |
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