专利名称：5’-氨基-2’,5’-双脱氧核苷酸磷脂分子及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一系列5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷酸磷脂分子及其化学合成方法，还涉及这一系列5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷酸磷脂分子在水相溶媒中自组装形成的超分子结构。属于新型生物材料领域。
背景技术：
将与mRNA对应的正义RNA和反义RNA组成的双链RNA (siRNA,小干扰RNA)导入细胞，可以诱导mRNA发生特异性的降解，导致相应的基因沉默。这种序列特异性的转录后基因沉默机制称为RNA干扰(RNAi)。siRNA作为一种很有潜力的药物，将为人类疾病的治疗开辟一条崭新的道路。但是siRNA的体内运输也有很多问题。比如其血清稳定性不好，容易被血清中的RNase降解；整体给药后,不能祀向性地在病患部位聚集；不能主动跨过细胞膜。因此寻找有效的药物输送系统，以提高siRNA的稳定性、靶向性和透膜性是实现siRNA临床应用的关键。目前用于基因跨膜转运的载体大致可以分为两类，一类是病毒类载体，一类是非病毒类载体。病毒类载体转染基因的效率较高。但是其制备比较困难，可能导致机体细胞突变甚至癌变，毒副作用难以控制，所以并不适合作为药物载体。非病毒类载体大多为人工合成的，虽然转染效率相对较差，但是其种类繁多，结构和性能可控，所以在基因运载中应用非常广泛。已经用作基因转运的非病毒类载体包括阳离子脂质体、阳离子聚合物、纳米粒子等。(Chem.Rev.2009，109，259-302)阳离子脂质体是应用最为广泛的非病毒类基因载体。阳离子脂质体由两亲性分子组成。这类两亲性分子含有阳离子作为极性头部，以及脂肪族长链作为非极性的尾部。阳离子脂质体依靠正负电荷间的库仑力作用与siRNA相结合，能够有效地包载siRNA。但是由于细胞膜表面带有负电荷，而且血清中也含有大量的电负性蛋白，所以阳离子脂质体具有较高的细胞毒性和血清毒性。另外，由于电性作用较强，阳离子脂质体与siRNA结合比较紧密，跨膜后难以有效释放。(Biomaterials 2008，29，3477-3496)为了避免阳离子化合物带来的这些问题，构建新型载体，利用另外的作用力代替电性作用，实现脂质体与siRNA的结合就是一项比较重要的工作。近年来，利用氢键作用构建基因转运的载体正越来越受到青睐。Milani等(J.Am.Chem.Soc.2007, 129，11664-11665)构建了一种核苷酸磷脂分子，利用腺嘌呤核苷作为极性头部，在5’ -羟基位通过磷酸键连接脂肪酸甘油酯作为非极性的尾部。该核苷酸磷脂分子在水溶液中能够形成有序排列的双层膜状结构，通过氢键作用包裹聚尿嘧啶核酸链。Toth等(Chem.Commun.2010，46，3140-3142)报道了一种以碱基作为头部，脂肪链作为尾部的新型分子，证实了其与核酸单链的氢键结合作用。Chabaud等(BioconjugateChem.2006, 17，466-472)报道了一类带有核苷结构的阳离子脂质体，具有较好的基因转运效果。作者认为产生这种效果是因为碱基 与核酸之间的氢键作用。Moreau等(J.Am.Chem.Soc.2004, 126，7533-7539)人也报道了一系列中性核苷核苷磷脂分子，这类分子在水溶液中能形成凝胶结构，起到诱捕DNA的效果。
发明内容
本发明目的之一是提供一种5 ’ -氨基-2 ’，5 ’ -双脱氧核苷酸磷脂分子；本发明目的之二是提供上述5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷酸磷脂分子的化学合成方法；本发明目的之三是提供上述5 ’ -氨基-2 ’，5 ’ -双脱氧核苷酸磷脂分子在制备具有超分子结构的物质中的应用。本发明上述目的是通过以下技术方案来实现的:一种5’-氨基-2’，5’-双脱氧核苷酸磷脂分子，其具有如式(I)所示的两亲性结构。即以5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷为亲水性头部，通过磷酸键连接甘油脂肪醚为疏水性的尾部，形成一个两亲性分子。
权利要求
1.一种5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷酸磷脂分子，其具有如式(I)所示的两亲性结构，即以5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷为亲水性头部，通过磷酸键连接作为疏水性尾部的甘油脂肪醚，从而形成一个两亲性分子:
2.一种制备如权 利要求1所述5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷酸磷脂分子的化学合成方法，其特征在于，以如式(II)所示的氨基保护的5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷、如式(III)所示的亚磷酰化试剂和如式(IV)所示的1，2-二脂肪醚甘油-3-醇三种化合物为原料，反应制得如权利要求1中式(I)所示的5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷酸磷脂分子；
3.根据权利要求2所述的化学合成方法，其特征在于，其包括以下步骤:(i)商业购买或者由简单原料制备如式(II)所示的氨基保护的5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷、如式(III)所示的亚磷酰化试剂和如式(IV)所示的1，2-二脂肪醚甘油-3-醇三种原料；(ii)用如式(II)所示的氨基保护的5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷、如式(III)所示的亚磷酰化试剂反应及如式(IV)所示的1，2-二脂肪醚甘油-3-醇为原料做反应，并加入氧化剂将亚磷氧化为五价磷，得到如式(V)所示的中间体；(iii)如式(V)所示的中间体脱去保护基，得到如式(I)所示的目标产物，
4.根据权利要求2或3所述的化学合成方法，其特征在于，步骤(ii)采用的是分步的一釜合成法，先用如式(II)所示的氨基保护的5’-氨基-2’，5’-双脱氧核苷和如式(III)所示的亚磷酰化试剂在溶剂中反应，检测反应进程，在氨基保护的5’ -氨基-2’，5’ -双脱氧核苷反应完全以后，中间体不经分离纯化，直接向反应釜中加入如式(IV)所示的1，2-二脂肪醚甘油-3-醇继续反应，反应完全后加入氧化剂将亚磷氧化为五价磷，然后分离纯化。
5.根据权利要求2至4任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤(ii)所用溶剂是乙腈，或N，N-二甲基甲酰胺，或N-甲基吡咯烷，或二氯甲烷，或二氯乙烷，或四氢呋喃，或苯，或其它非质子性溶剂；反应中加入IH-四氮唑或其它辅助试剂，或其它催化剂，该反应开始阶段充入惰性气体，待加入1，2- 二脂肪醚甘油-3-醇，反应完全之后，撤去惰性气体保护，加入氧化剂，该反应所用氧化剂选自空气、氧气、双氧水、过氧叔丁醇、过氧乙酸或过氧苯甲酸。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述的惰性气体为氮气或氩气。
7.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述的氧化剂为氧气、双氧水或过氧叔丁醇。
8.权利要求1所述的5’-氨基-2’，5’ -双脱氧核苷磷脂分子在制备具有超分子结构的物质中的应用。
9.由权利要求1所述的5’-氨基-2’，5’ -双脱氧核苷磷脂分子所形成的具有超分子结构的物质，该超分子结构包 括纤维状结构、多层膜状结构、脂质体状结构和水凝胶。
全文摘要
本发明公开了一种5’-氨基-2’,5’-双脱氧核苷酸磷脂分子及其制备方法和应用。本发明的一种5’-氨基-2’,5’-双脱氧核苷酸磷脂分子具有如式(I)所示的两亲性结构，即以5’-氨基-2’,5’-双脱氧核苷为亲水性头部，通过磷酸键连接甘油脂肪醚为疏水性的尾部，形成一个两亲性分子。其中Base基团为常见的天然嘌呤和嘧啶碱基，R基团为饱和或不饱和的脂肪族碳链。这种双脱氧核苷酸磷脂分子在水相溶剂可以形成多种超分子结构，包括多层膜状结构，脂质体结构、纤维状结构及水凝胶等，有潜力成为凝聚、诱捕、承载、运载核酸类药物，或者介导核酸类药物跨膜的高效生物材料。
文档编号C07H19/10GK103232510SQ20121048472
公开日2013年8月7日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者杨振军, 潘德林, 关注, 张礼和 申请人:北京大学