专利名称：一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法
一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法
技术领域：
本发明涉及生物医药技术领域，具体地说，是一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生 物的合成方法。
背景技术：
血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)主要是由毛细血管内皮细胞、基膜及神经 胶质细胞的突起共同构成的具有防御功能的结构，使大脑有用的营养物质和代谢产物可以 自由通过，并防止外界有害物质进入大脑。然而，各种药物尤其是蛋白质和肽类药物很难突 破BBB进人中枢神经系统发挥其治疗作用。以往通过颅药物转运，或利用化学方法将水溶 性小分子脂化等试图增加药物脑转运效率的方法将因种种不足而被摒弃。近年来，脑靶向给药的研究取得了较大进展，实现了药物有效通过BBB，达到治疗 中枢神经系统疾病的目的。其方法主要是通过借助处于血脑屏障上的内源性运载体，通过 改变药物结构或设计药物载体等方法，使其能借助内源性转运系统穿过血脑屏障。因此，脑 靶向给药系统正引起越来越多的关注，成为靶向给药系统研究的前沿领域之一。研究发现 转铁蛋白受体(TfR)，乳铁蛋白受体(LfR)在脑细胞、脑毛细血管内皮细胞有高表达，在药 物本身或载药纳米粒连接上转铁蛋白(Tf)或乳铁蛋白(Lf)靶向性分子，使其选择性的穿 过血脑屏障进人脑组织，能有效促进载药纳米粒突破BBB，使治疗性药物特异性地转运至脑 内发挥药效。Tf和Lf是离子结合单链糖蛋白，属于转铁蛋白家族。血液中存在的Tf内源 性物质，能被脑内毛细血管内皮细胞腔面上表达的相应受体所识别。Tf或TfR单克隆抗体 (TfR-MAb)或TfR-Mab片段(fab，)能通过TfR介导主动转运。TfR在脑细胞、脑毛细血管 内皮细胞有高表达，利用上述转运途径将载药纳米粒连接上Tf配体，能有效促进载药纳米 粒突破BBB，使治疗性药物特异性地转运至脑内发挥药效。再者，由于内源性Lf的浓度约为 5nmol/L，低于高结合位点的解离常数(Kd)值，不会因为大量占据LfR而对外源性Lf修饰 的载药系统形成竞争性抑制，是Lf，LfR单克隆抗体(LfR-MAb)或LfR-Mab片段(fab’ )作 为脑靶向配体的优势之一。将Tf或Lf靶向性分子直接通过共价键连接在药物分子上，容易改变药物本身结 构特性，影响药物药理作用。构建新型的纳米载体在药物输送方面具有许多优越性(1)缓 释药物，延长药物作用时间；(2)在保证药物作用的前提下，减少给药剂量，减轻或避免毒 副反应；(3)提高药物的稳定性，有利于储存；(4)对其进行结构修饰，可达到靶向输送的目 的。现阶段采用的纳米载体主要集中在脂质体，纳米粒，胶束的研究，这些纳米载体的制备 可重复性差，后处理复杂，不利于工业化生产。环糊精是一种很好的包合材料，其圆筒内部有-CH-葡萄糖苷结合的0原子，故呈 疏水性；而葡萄糖的2位和3位的-OH基位于圆筒的一端开口处，6位的-OH基则在圆筒的 另一端开口处，故其圆筒外部呈现亲水性。这样的中空筒状结构使得很多分子都能被环糊 精分子包裹，形成超分子结构。利用环糊精将药物制成包合物后，可使液态药物固化，提高 药物的稳定性，增大了药物的溶解度，提高药物的生物利用度。然而，尚未见到将脑靶向性分子修饰于环糊精载体的相关报道。本发明通过对环糊精进行结构修饰，进一步结合靶向 性分子，构建新型可控性纳米载药体系，从而作为特殊的输送载体应用到医药领域。
-种脑靶向基头修饰性环糊精衍生
发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供-物及其合成方法。本发明的构思为采用碱性水溶液法对β -CD进行中间体单6-对甲基苯磺 酰-β -环糊精酯的制备，继续通过对单6-对甲基苯磺酰-β -环糊精酯反应引入活泼的氨 基，得到氨基修饰性_ β _环糊精；再通过异官能团双取代PEG衍生物NHS-PEG-MAL将氨基 修饰性_ β _环糊精与巯基化脑靶向基头连接，制成脑靶向基头修饰性环糊精衍生物。本发 明的优点制备脑靶向基头修饰性环糊精衍生物方法简便，反应条件温和，制备成环糊精包 合物后可用作药物载体，易于工业化生产；其结构具有长循环功效，有效避免载体被网状内 皮系统吞噬；结构连有脑靶向性基团，有效提高其作为药物输送载体的脑部转运率。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物，其结构式为
权利要求
一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物，其特征在于，其结构式为FSA00000247714900011.tif
2.—种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，其特征在于，具体步骤为以 β -环糊精为原料，先采用碱性水溶液法对β -CD进行中间体单6-对甲基苯磺酰-β -环糊 精酯的制备，继续通过对单6-对甲基苯磺酰-β -环糊精酯反应引入活泼的氨基，得到氨基 修饰性- β -环糊精；通过异官能团双取代聚乙二醇衍生物将氨基修饰性- β _环糊精与巯 基化脑靶向基头连接，制得脑靶向基头修饰性环糊精衍生物。
3.如权利要求2所述的一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，其特征在 于，其具体步骤为(1)将β-环糊精均勻分散在水中，在10 20°C下，加入过量8.25mol/L的氢氧化钠 溶液，滴加过程中溶液变得澄清；反应持续1小时后降低反应温度至O 6°C，加入对甲苯 磺酰氯乙腈溶液，产生白色沉淀；在4°C下，反应液下搅拌反应2h，过滤，洗涤，10% HCl将滤 液调至PH为8 9，析出白色固体，在4°C下放置过夜；过滤，收集两次沉淀，重结晶3次，于 50°C真空干燥6小时，得6-对甲苯磺酰氯-β -环糊精；(2)将6-对甲苯磺酰氯-β-环糊精溶于无水乙二胺中，混合均勻后于80°C下反应 4 5h，反应结束，冷却至室温，反应液均勻分散在丙酮溶液，沉淀析出产物，真空抽滤得粗 产物；将粗产物溶于热水中，用丙酮沉淀析出，高速离心，取下层沉淀，该过程反复5 6次， 50°C真空干燥7h，得单6-乙二胺- β -环糊精；(3)在硼砂缓冲液的ρΗ为8时，将脑靶向基头及2-亚氨基硫烷盐酸盐氮气保护下混 合，振荡，4°C，反应1 1. 5小时，反应结束后，溶液用超滤膜过滤洗涤，除去多余2-亚氨基 硫烷盐酸盐，得到巯基化脑靶向基头；(4)在磷酸缓冲液的ρΗ为7时，将单6-乙二胺-β-环糊精及异官能团双取代聚乙二 醇衍生物N-羟基琥珀酰亚胺-聚乙二醇_马来酰亚胺顺丁烯二酰亚胺混合，振摇，常温反 应15 30分钟，得到马来酰亚胺顺丁烯二酰亚胺-聚乙二醇修饰性环糊精衍生物；(5)在磷酸缓冲液的ρΗ为7 8时，巯基化脑靶向基头与马来酰亚胺顺丁烯二酰亚 胺-聚乙二醇修饰性环糊精衍生物氮气保护下混合，振荡，4°C，反应18 24小时，反应结 束后，溶液用超滤膜过滤，除去多余小分子物质，得到脑靶向基头修饰性环糊精衍生物。
4.如权利要求3所述的一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，其特征在 于，在所述的步骤(1)中，所述的环糊精水溶液体积与滴加的氢氧化钠溶液体积成正比，控 制在30 1 20 1;并且对甲苯磺酰氯加入摩尔量始终控制在过量环糊精0.5 1倍。
5.如权利要求3所述的一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，其特征在 于，在所述的步骤(3)中，所述的脑靶向基头包括Tf，TfR单克隆抗体(TfR-MAb) ,TfR-Mab 片段(fab，)，Lf，LfR 单克隆抗体(LfR-MAb)及 LfR-Mab 片段(fab，)。
6.如权利要求3所述的一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，其特征在 于，在所述的步骤(3)中，所述的2-亚氨基硫烷盐酸盐的加入量与脑靶向基头的加入量摩 尔比为35 1 45 1。
7.如权利要求5所述的一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，其特征在 于，所述的2-亚氨基硫烷盐酸盐的加入量与脑靶向基头的加入量摩尔比为40 1。
8.如权利要求3所述的一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，其特征在 于，在所述的步骤(4)中，所述的异官能团双取代聚乙二醇衍生物NHS-PEG-MAL，其PEG长链 包括 PEG3400，PEG5000。
9.如权利要求3所述的一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，其特征在 于，在所述的步骤(4)中，所述的单6-乙二胺-β -环糊精，NHS-PEG-MAL与巯基化脑靶向 基头的摩尔比率范围为900 160 1 20 10 1。
全文摘要
本发明涉及一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法，采用碱性水溶液法对β-CD进行中间体单6-对甲基苯磺酰-β-环糊精酯的制备，继续通过对单6-对甲基苯磺酰-β-环糊精酯反应引入活泼的氨基，得到氨基修饰性-β-环糊精；再通过异官能团双取代聚乙二醇衍生物N-羟基琥珀酰亚胺-聚乙二醇-马来酰亚胺顺丁烯二酰亚胺将氨基修饰性-β-环糊精与疏基化脑靶向基头连接，制成脑靶向基头修饰性环糊精衍生物。本发明的优点制备脑靶向基头修饰性环糊精衍生物方法简便，反应条件温和，用作药物载体，易于工业化生产；含有PEG长链结构具有长循环功效，避免载体被网状内皮系统吞噬结构连接脑靶向性基头Tf或Lf，提高其作为药物输送载体的脑部转运率。
文档编号A61K47/42GK101935365SQ20101026605
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者付栋君, 孙怡, 曹海, 蓝闽波, 赵红利, 高峰 申请人:华东理工大学