一种支化聚乙二醇的脂质衍生物及其组成的脂质膜结构体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子合成领域，一种支化聚乙二醇的磷脂类衍生物及其组成的脂质 膜结构体。
【背景技术】
[0002] 脂质体是脂质(常见的为磷脂、胆固醇)分散在水中形成的一种包封一部分水相的 封闭囊泡，外形为球形、类球形、椭圆形等形状，直径大小约为几十纳米到几十微米。脂质体 为一种新型药物载体，其在血液中的稳定性是发挥药物载体作用的关键。在传统的脂质体 制剂中，当静脉给药时，具有在血液中的滞留性差、易于被肝脏、脾脏等网状内皮系统（以下 简称为"RES"）捕获的问题，在利用脂质体作为药物传递系统，将药物传递至"RES"系统以外 的器官或使试剂长时间地滞留在血液中控制药物释放时，存在着困难。除此外，血液中有多 种破坏因素：高密度脂蛋白（HDL)是破坏脂质体的主要成分，HDL和脂质体易发生apoA-Ι与 磷脂的互换，脂质体膜形成孔洞；引起药物渗漏和水、电解质的大量进入，最终渗透裂解脂 质体;血清白蛋白与脂质体磷脂结合形成复合物，降低其稳定性;血液中的磷脂酶可水解磷 月旨。这些因素综合使传统脂质体的半衰期仅十几分钟。
[0003] 为了延长脂质体的半衰期，避免RES的捕获，目前主要利用糖脂、糖蛋白质或亲水 性聚合物修饰脂质体表面，使脂质体具有长循环特性。目前，采用聚乙二醇(PEG)偶联并组 装到脂质体膜上，可以延长脂质体的血循环时间。同时，聚乙二醇的分子量越大对脂质体的 血循环时间的延长效果越好。影响聚乙二醇化脂质体延长血循环时间的因素有:①立体位 阻：聚乙二醇在脂质体表面呈部分延展的构象，这一立体位阻层犹如一把"刷子"，将靠近的 大分子或脂蛋白复合物推离脂质体，从而减弱血中各种成分的作用，特别是血浆蛋白的调 节作用以及随后的RES摄取作用，同时脂蛋白的交换、磷脂酶的水解等均受到有效抑制。② 提尚I旲表面未水性:聚乙^?醇有很长的极性基团，能提尚脂质体表面的未水性，从而提尚了 单核吞噬细胞系统(MPS)对其吸收破坏作用的能皇，有效组织了脂质体表面与血白蛋白的 调节作用，并降低了脂质体对MPS的亲和作用。一般认为，立体位阻和提高膜表面的亲水性 两个因素同时存在，两者共同作用使PEG化脂质体成为一种长效脂质体。
[0004] 利用肿瘤组织的pH值比周围正常组织低的事实，可以设计pH敏感性脂质体。其原 理是：低pH时可导致脂肪酯羧基的质子化而引起六方晶相(非相层接头）的形成，导致脂质 体膜的不稳定，产生聚集或融合，将包封的物质导入胞浆及主动靶向病变组织，肿瘤组织等 靶部位高效地释放包封在脂质体内的生物相关物质，同时避免RES清除及溶酶体的降解，增 加组织对药物的摄取量。
【发明内容】
[0005] 本发明的发明目的，是为了更有效延长药物在体内的循环时间，提供一种支化聚 乙二醇的脂质衍生物及其组成的脂质膜结构体。
[0006] 本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
[0007] 一种支化聚乙二醇的磷脂类衍生物，其通式如式(1)所示：
[0008]
?
[0009] 其中，Xi、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;m、n2各自独立地为1~1000 的整数，11 3为0~1000的整数，且2<111+112+113< 2000;￥为支化中心，具有1至20个碳原子，采 用共价键与Li、L2、L3相连接;Li、L2、L3为支化中心Y与聚乙二醇单元的连接基团；q为0或1;当 n3 = 0时，q为0且Y不为2~10个氨基酸残基的聚氨基酸残基;L4为连接基团，为聚乙二醇衍生 物与相应磷脂化合物发生化学反应形成的残基;Μ为氢原子或阳离子;R为疏水性脂质的残 基。
[0010] 上述ηι，η2，Π 3优选满足 1 < m < 200，1 < Π2 < 200，0 < Π 3 < 200，且2 < ηι+η2+η3 < 200。
[0011] 当n3 = 〇，q为〇且γ不为2~1〇个氨基酸残基的聚氨基酸残基，则所述支化聚乙二醇 的磷脂类衍生物通式如式(2)所示：
[0012]
[0013] 其中，XLX2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;m、n2各自独立地为1~1000 的整数，且2 < m+n2 < 2000; Y为支化中心，具有1至20个碳原子，采用共价键与L!、L2相连接； 为支化中心Y与聚乙二醇单元的连接基团；L 4为连接基团，为聚乙二醇衍生物与相应磷 脂化合物发生化学反应形成的残基;Μ为氢原子或阳离子;R为含有反应性基团的疏水性脂 质的残基。
[0014] 当m为1~1000,则所述支化聚乙二醇的磷脂类衍生物通式如式(3)所示：
[0015]
[0016] 其中，Xi、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;m、n2各自独立地为1~1000 的整数，加为1~1000的整数，且3 < m+n2+n3 < 2000; Y为支化中心，具有1至20个碳原子，采 用共价键与Li、L2、L3相连接，且Y不为2~10个氨基酸残基的聚氨基酸残基;为支化 中心Y与聚乙二醇单元的连接基团；q为0或1;L 4为连接基团，为聚乙二醇衍生物与相应磷脂 化合物发生化学反应形成的残基;Μ为氢原子或阳离子;R为疏水性脂质的残基。
[0017] 上述Υ为碳原子支化中心，其结构表示如下
其中，Ri为氢原子、具有1至20 个碳的烃基或含有含杂原子基团的具有1至20个碳的烃基。所述R1优选为氢原子、或为具有 1至20个碳的烃基，或为含酯基、尿烷基、酰胺基、醚基、硫醚、双键、查键、碳酸酯基、仲胺基 或叔胺基的具有1至20个碳的烃基。
[0018]上述Y为氮原子支化中心，其结构表示如下 [0019]上述R为疏水性脂质的残基。
[0020]该疏水性脂质没有特别限定，可为含有脂肪烃、甘油脂、鞘脂、类固醇等当中的一 种或任意2种及2种以上的复合脂质。
[0021] 当R为脂肪烃的残基，结构表示如下
R7可以是饱和或不饱和，可以是直链 状、支链状、环状、梳状、超支化状、树枝状等结构。其碳原子数为4~50。对于该脂肪烃的残 基没有特别限定，可以来自丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十一烷 基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、异硬脂酰基、 十八烯基、十八碳二烯基、十九烷基、二十烷基、二十二烷基、二十二烷烯基、二十四烷基、二 十六烷基、二十八烷基、三十烷基、三十二烷基等。
[0022] 对于脂肪烃的残基，相应的脂肪烃没有特别限定，可以为脂肪酸、脂肪胺、脂肪醇 及其衍生物，优选脂肪醇和脂肪酸，进一步优选脂肪醇。例如，作为脂肪族醇可以选自丁醇、 叔丁醇、戊醇、庚醇、2-乙基己醇、辛醇、癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十 八烷醇、十八烯醇、十八二烯醇、十八三烯醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十二烯醇、二十四烷 醇、二十六烷醇、二十八烷醇、三十烷醇、三十二烷醇等，优选相应的脂肪族单醇。例如，作为 脂肪酸可以选自丁酸、叔丁酸、戊酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈 酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛 酸、芥酸、木蜡酸、蜡酸、二十八烷酸、蜂花酸、虫漆蜡酸等，优选相应的脂肪族单羧酸。例如， 作为脂肪胺可以选自丁胺、叔丁胺、戊胺、庚胺、2-乙基己胺、辛胺、癸胺、十二烷胺、十四烷 胺、十六烷胺、十七烷胺、十八烷胺、十八烯胺、十八二烯胺、十八三烯胺、二十烷胺、二十二 烷胺、二十二烯胺、二十四烷胺、二十六烷胺、二十八烷胺、三十烷胺、三十二烷胺等，优选相 应的脂肪族单胺。
[0023]当R为甘油脂的残基，甘油脂可以为二酰基甘油酯。其结构表示如下：
基于该甘油脂质残基的磷脂作为甘油磷脂，可以为磷脂酰乙醇胺、磷脂酸、 磷脂酰甘油、磷脂酰氨基酸等。甘油磷脂中多个存在的酰基的碳数各自独立，碳原子数为4 ~50。该酰基可以相同或不同，可以是饱和或不饱和，可以是直链状或支链状。另外，对酰基 的种类也没有特别限定，通常可以优选来源于脂肪酸的酰基。具体举例如，丁酸、叔丁酸、戊 酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、 油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛酸、芥酸、木蜡酸、蜡酸、二十八烷 酸、蜂花酸、虫漆蜡酸等脂肪酸来源的酰基。
[0024] 当R为甘油脂的残基，甘油脂也可以为单酰基甘油酯，其结构表示如下：
S于该甘油脂质残基的磷脂作为溶血磷脂，其中存在的酰基 的碳数为4~50。该酰基可以是饱和或不饱和，可以是直链状或支链状。另外，对酰基的种类 也没有特别限定，通常可以优选使用来源于脂肪酸的酰基。具体举例如，丁酸、叔丁酸、戊 酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、 油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛酸、芥酸、木蜡酸、蜡酸、二十八烷 酸、蜂花酸、虫漆蜡酸等脂肪酸来源的酰基。
[0025] R也可以来自结构
或基于此结构的衍生物，其中R2、R3各自独立地为含 有4至50个碳原子的烃基。K1 尤选贫有鞘氨醇骨架j含有鞘氨醇骨架时，其结构可表示为
R可以为来自上述鞘氨醇骨架的衍生物。当R为具有鞘氨醇的骨架或 基于此骨架的衍生物时，R为鞘脂残基。基于该鞘脂残基的鞘磷脂可以为神经鞘磷脂及其衍 生物，例如磷酸乙醇胺神经酰胺、磷酸甘油神经酰胺、磷酸甘油磷酸酯神经酰胺等。对于与 鞘氨醇结合的脂肪酸，可以为丁酸、叔丁酸、戊酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉 豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生 四烯酸、山嵛酸、芥酸、木蜡酸、蜡酸、二十八烷酸、蜂花酸、虫漆蜡酸等。
[0026] 当R为类固醇的残基，该类固醇可以为胆固醇、谷留醇、维生素 D、二氢胆固醇、麦角 固醇、羊毛留醇、胆汁醇、性激素等及其衍生物。
[0027] 上述办、1?3、1?4、1?5、1?6、办优选为丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、 癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、 十九烷基、二十烷基、（Z)-9-十四烯基、（Z)-8-十七烯基、（Z)-12-二^^一烯基，且在同一分 子中，可以相同也可以不同。
[0028] 基于疏水性脂质残基R所形成的磷脂可以为天然磷脂，也可以为人工合成磷脂。例 如，天然磷脂可以为脑磷脂、卵磷脂、鞘磷脂、溶血磷脂等，人工合成磷脂可以为磷脂酰乙醇 胺，如二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺等。 1 所述L4没有特别限定，优选来自·
[0030] 其中Z没有特别限定，优选亚烷基或含有酯基、尿烷基、酰胺基、醚基、硫醚、双键、 查键、碳酸酯基、仲胺基或叔胺基等基团的亚烷基；
[0031] g为0或 1;
[0032] f为2至10的整数。
[0033]所述各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基，优选为甲基、乙基、丙基、丙烯 基、丙炔基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、^^一烷基、十 ^烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十八烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、^十烧 基、苄基或丁基苯基，且在同一分子中，Xi、X 2可以相同也可以不同。
[0034]所述U、L2、L3各自独立地为含有在光照、酶、酸性或碱性条件下稳定存在的醚基、 硫醚基、酰胺基、双键、查键、仲胺基或叔胺基等基团的具有1至20个碳原子的二价烃基。
[0035] 所述Μ为氢原子或阳离子，优选氢原子、钠离子或NH4+。
[0036] 所述支化聚乙二醇的磷脂衍生物中，可含有磷脂酰乙醇胺的残基，即磷脂酰乙醇 胺与其它反应性基团反应后形成的残基。
[0037] 所述磷脂酰乙醇胺没有特别限定，优选二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二油脂酰基磷 脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺，二月桂酰磷脂酰乙醇 胺、二亚麻酰磷脂酰乙醇胺、二芥酰磷脂酰乙醇胺或1-棕榈酰-2-油酰磷脂酰乙醇胺。
[0038] -种含有上述支化聚乙二醇的磷脂类衍生物的脂质膜结构体。本发明中的"脂质 膜结构体"是指由双亲性脂质或/及其衍生物的亲水基团与水相接触形成的粒子。所述脂质 膜结构体，可以为空心或实心的封闭形态，也可以为非封闭的膜形态。当为空心的封闭形态 时，即为脂质体(liposome)，有的文献上也称为脂质囊泡(lipid vesicle)。
[0039] 所述脂质膜结构体中，支化聚乙二醇的磷脂类衍生物所占质量百分数为0.1%~ 30 %，优选1 %~30 %，再优选3 %~25 %，更优选3 %~20 %，进一步优选为3 % -15 %。
[0040] 所述脂质膜结构体，除支化聚乙二醇修饰的磷脂衍生物外，还含有未用聚乙二醇 修饰的脂质成分。所述未修饰的脂质成分可以为含4-50个碳原子的酰基化合物、脂肪酰甘 油酯、鞘脂、甘油磷脂、糖脂、甘油糖脂、类固醇等脂质。可以为天然脂质或人工合成脂质。所 述未用聚乙二醇修饰的脂质成分，可以为上述脂质成分中的单一组分，也可以为两种或两 种以上脂质成分的混合脂质。
[0041] 所述脂质膜结构体中未用聚乙二醇修饰的脂质成分，优选磷脂酰乙醇胺。所述磷 脂酰乙醇胺优选含脂肪族酰基的磷脂酰乙醇胺。所述脂肪族酰基优选来自8-24个碳原子的 酰基化合物，进一步优选8-24个碳原子的酰基化合物。例如，所述酰基可以为丁酸、叔丁酸、 戊酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂 酸、油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛酸、芥酸、木蜡酸、蜡酸、二十八 烷酸、蜂花酸、虫漆蜡酸等脂肪酸来源的酰基，优选辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、 十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛酸、 芥酸、木蜡酸等来源的酰基，进一步优选月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬 脂酸、油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛酸、芥酸、木蜡酸等来源的酰 基。
[0042]当所述脂质膜结构体中的未用聚乙二醇修饰的脂质成分中含有磷脂酰乙醇胺，以 此作为膜的组成成分，所述磷脂酰乙醇胺可举例如二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二油脂酰基 磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺，二月桂酰磷脂酰乙 醇胺、二亚麻酰磷脂酰乙醇胺、二芥酰磷脂酰乙醇胺或1-棕榈酰-2-油酰磷脂酰乙醇胺。
[0043] 所述脂质膜结构体的形态没有特别限定，可以为脂质体(或脂质囊泡）、胶束、混合 胶团、复合型乳剂、层状结构物等形态，优选其形态为脂质体。
[0044] 所述脂质膜结构体，可以进一步封装生物相关物质。
[0045] 所述脂质膜结构体，所封装的生物相关物质在低pH时释放，优选pH < 6.8，更优选 pH仝6.5,进一步优选pH<6.0。
[0046] 所述脂质膜结构体其形态优选为脂质体。
[0047] 所述脂质体，可以进一步封装生物相关物质。
[0048]所述脂质体，所封装的生物相关物质在低pH时释放，优选pH < 6.8，更优选pH < 6.5,进一步优选pH <6.0