一种聚合物及其制备方法和作为温度敏感载药材料的应用
【专利摘要】本发明提供一种聚合物及其制备方法和作为温度敏感载药材料的应用,属于温敏材料领域。该聚合物为2?(2?甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯?聚氯乙醇酯NCA?N?异丙基丙烯酰胺,结构式如式Ⅰ所示。本发明还提供一种聚合物的制备方法。本发明还提供上述聚合物作为温度敏感载药材料的应用,该聚合物的LCST与肿瘤附近温度相适应,聚合物在体外LCST时,NIPAM链段与水发生氢键作用而溶于水,在体内高于LCST时,氢键作用减弱,同时疏水基团之间的结合力增,收缩成纳米微凝胶将疏水性的药物包裹在胶束内。该聚合物链接的2?(2?甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯是其具有良好生物相容性和水溶性,以其作为载药材料,可以稳定的存在血液等人体体液中。
【专利说明】
一种聚合物及其制备方法和作为温度敏感载药材料的应用
技术领域
[0001] 本发明属于温敏材料领域,具体涉及一种聚合物及其制备方法和作为温度敏感载 药材料的应用。
【背景技术】
[0002] N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)是目前研究最多的一种温度敏感材料,其聚合物 PNIPAM的最低临界温度(LCST,32°C )较接近人体温度。在稀的水溶液中,PNIPAM均聚物会在 32°C经历一个相转变,即在1_2°C很窄的温度变化范围内,发生单链与熔融球间的相转变行 为。研究发现,将NIPAM接枝到一个平面或是球面上会得到很多实际的应用,比如药物的传 输,溶质分离、酶催化载体以及蛋白质吸附等,都是利用NIPAM的温度敏感性。
[0003] 现在研究的一个热点领域是聚合物纳米载体对药物的控制释放行为。传统的给药 方式(口服或注射)容易是血液中的药物浓度产生较大的变化。若药物浓度过高,则会引起 毒副作用;若药物浓度过低,则会影响药物使用效果。利用纳米载体对药物进行控制释放, 有利于药物的有效利用,更重要的是提供最佳治疗,为受药者减轻了很大的痛苦。
[0004] 很多抗肿瘤药物(如紫杉醇(PTX)、阿霉素(D0X)等)在临床使用中由于其较差的水 溶性严重影响治疗,提高这些药物的水溶性可以极大的提高药物的使用效率,降低医疗成 本。
[0005] 我国是世界第二大癌症高发国,新增癌症患者占全球癌症病人总数的20 %。每年 死亡人数超过140万人。由于环境污染加剧癌症的患病人数在未来还将继续快速攀升。化学 疗法是目前广泛采用的方法,但是肿瘤细胞可通过多种方法产生耐药性使化疗失效。纳米 药物输送系统是如今广泛采用的抗耐药方法,小分子药物与输送系统结合后可以降低药物 毒性、提升药物靶向性,同时降低耐药性。通过实验验证,以L-谷氨酸为原料合成的药物载 体可以使细胞以胞饮的方式摄取药物,增加药物积累和驻留,显著提高抗耐药性。以L-谷氨 酸为基础的输送系统具有耐药型肿瘤治疗的潜力。
[0006] 原子转移自由基聚合(ATRP)-直是目前的研究热点,它借鉴有机合成中广泛使用 的原子转移自由基加成反应思路,以简单的有机卤化物为引发剂、过渡金属配合物为卤原 子载体,通过氧化还原反应,在活性种与休眠种之间建立可逆的动态平衡,从而实现了对聚 合反应的控制。
[0007] ATRP引发体系由引发剂、催化剂和配体三部分组成。
[0008] (1)引发剂:所有a位上含有诱导或共辄集团的卤代烷都能引发ATRP反应。目前已 知的比较典型的ATRP引发剂主要有a-卤代羰基化合物,如a-溴丙酸乙酯、a-氯丙酸乙酯等; a_氯代苯乙烷、a_苄基溴等;多卤化物如四氯化碳、氯仿等。
[0009] (2)催化剂和配体:催化剂是含有过渡金属化合物与N、0、P等强配体所组成的络合 物,其中心离子易发生氧化还原反应,通过建立快速的氧化还原可逆平衡,使增长活性种变 为休眠种。配体也成为配位剂,主要作用是与过渡金属(铜、铁、镍等)形成络合物,使其溶于 溶剂,调整中心金属的氧化还原电位,当金属离子氧化态改变时,配位数随之增减,建立原 子转移的动态平衡。
[0010] ATRP的独特之处在于使用了有机卤代物作引发剂,并用过渡金属催化剂或退化转 移的方式使链增长,自由基被可逆钝化成休眠种,有效抑制了自由基之间的双基终止反应, 其相对分子量可控制在10000~100000之间,其分子量分布为1.05~1.70。
[0011] 中北大学魏来的研究报告《聚谷氨酸苄酯与丙烯酰胺共聚物的制备及体外释药行 为研究》公开了一种聚谷氨酸苄酯与丙烯酰胺共聚物,该共聚物可作为载药材料使用,然后 此结构作为载药材料的缺点是NIPAM、0EG嵌段过长容易使药物载体纳米胶束粒径过大。
【发明内容】
[0012] 本发明提供一种聚合物及其制备方法和和作为温度敏感载药材料的应用,该聚合 物具有良好的温敏性和pH敏感性,可作为药物输送载体使用。
[0013] 本发明首先提供一种聚合物,该聚合物为2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯-聚氯乙醇酯NCA-N-异丙基丙烯酰胺,其结构式如式I所示:
[0015] 式I 中,m=14~110,n = 65~82,p = 80~120, i = 2。
[0016] 本发明还提供一种聚合物的制备方法,该方法包括:
[0017] 步骤一:将L-谷氨酸和氯乙醇在冰浴条件下反应,得到L-谷氨酸氯乙醇酯;
[0018]步骤二:在充满犯的条件下,将步骤一得到的L-谷氨酸氯乙醇酯与三光气在四氢 呋喃溶液中反应,生成谷氨酸氯乙醇酯NCA;
[0019] 步骤三:以三乙胺为引发剂,引发步骤二得到的L-谷氨酸氯乙醇酯NCA进行开环聚 合,得到聚谷氨酸氯乙醇酯;
[0020] 步骤四:在Cu(I)X有机配体催化体系中,将步骤三得到的聚谷氨酸氯乙醇酯与2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯和NIPAM反应,得到2-(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙 酯-聚氯乙醇酯NCA-N-异丙基丙烯酰胺。
[0021]优选的是,所述步骤一中L-谷氨酸和氯乙醇的摩尔比为1: (0.8~1)。
[0022] 优选的是,所述步骤二的反应温度为50~60°C,反应时间为2~2.5h。
[0023]优选的是,所述步骤二中L-谷氨酸氯乙醇酯与三光气的摩尔比为1: (1~1.2)。 [0024]优选的是,所述步骤三的反应温度为20~25°C,反应时间为48~72h。优选的是,所 述步骤三中三乙胺和L-谷氨酸氯乙醇酯NCA的摩尔比为(1~2): 1。
[0025] 优选的是,所述步骤四的反应温度为55~60°C,反应时间为2~3h。
[0026] 优选的是,所述步骤四中Cu(I)X为CuCl,有机配体为3-六甲基氨基-乙基胺。
[0027] 本发明还提供上述聚合物作为温度敏感载药材料的应用。
[0028]本发明的有益效果
[0029]本发明首先提供一种聚合物,结构式如式I所示,其简式为:0EG-PGLC-NIPAM,式 中:0EG为2-(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯,PGLC为聚氯乙醇酯NCA,NIPAM为N-异丙基 丙烯酰胺;所述的2-(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯-聚氯乙醇酯NCA-N-异丙基丙烯酰 胺(OEG-PGLC-NIPAM)是一种温敏性肿瘤靶向高分子聚合物,NIPAM是一种温敏性聚合物,其 最低临界溶解温度大约为32°C,通过调节链接的NIPAM的数量来满足人体生理温度的需要。 2_(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯具有良好的水溶性,通过将其连接至聚氨基酸上可提 升生物相容性,便于药物载体在血液中的运输。
[0030] 本发明还提供一种聚合物的制备方法,该制备方法原料简单易得,合成方法简便, 聚合反应活性可控。
[0031] 本发明还提供上述聚合物作为温度敏感载药材料的应用,该聚合物的LCST与肿瘤 附近温度相适应,聚合物在体外LCST时,NIPAM链段与水发生氢键作用而溶于水,在体内高 于LCST时,氢键作用减弱,同时疏水基团之间的结合力增,收缩成纳米微凝胶将疏水性的药 物包裹在胶束内。该聚合物链接的2-(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯是其具有良好生物 相容性和水溶性,以其作为载药材料,可以稳定的存在血液等人体体液中。
【附图说明】:
[0032]图1为实施例1-3制备得到的PLGL的GPC图;
[0033] 图2为实施例1制备得到的PLGL、OEG-PGLC-NIPAM的1H NMR谱图;
[0034] 图3为实施例1制备得到的PLGL、OEG-PGLC-NIPAM的红外吸收光谱;
[0035] 图4为实施例1制备得到的OEG-PGLC-NIPAM的CMC谱图;
[0036]图5是实施例4得到的OEG-PGLC-NIPAM包载阿霉素后模拟生理环境进行的阿霉素 体外累积释放曲线;
[0037]图6为实施例4中的OEG-PGLC-NIPAM在不同放大倍数下的表面形貌的透射电子显 微镜照片;
[0038]图7为实施例4中的OEG-PGLC-NIPAM在不同放大倍数下的表面形貌的透射电子显 微镜照片。
【具体实施方式】
[0039]本发明首先提供一种聚合物,该聚合物为2_(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯-聚氯乙醇酯NCA-N-异丙基丙烯酰胺,其简式为:OEG-PGLC-NIPAM,式中:0EG为2-(2_甲氧基 乙氧基)甲基丙烯酸乙酯,PGLC为聚氯乙醇酯NCA,NIPAM为N-异丙基丙烯酰胺,其结构式如 式I所示:
[0041 ]式I 中,m=14~110,n = 65~82,p = 80~120, i = 2。
[0042] 按照本发明,所述的2_(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯-聚氯乙醇酯NCA-N-异 丙基丙烯酰胺(OEG-PGLC-NIPAM)是一种温敏性肿瘤靶向高分子聚合物,NIPAM是一种温敏 性聚合物,其最低临界溶解温度大约为32°C,通过调节链接的NIPAM的数量来满足人体生理 温度的需要。2_(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯具有良好的水溶性,通过将其连接至聚 氨基酸上可提升生物相容性,便于药物载体在血液中的运输。
[0043]本发明还提供一种聚合物的制备方法,该方法包括:
[0044]步骤一:将L-谷氨酸和氯乙醇在冰浴条件下反应,得到L-谷氨酸氯乙醇酯;
[0045]步骤二:在充满犯的条件下,将步骤一得到的L-谷氨酸氯乙醇酯与三光气在四氢 呋喃溶液中反应,生成谷氨酸氯乙醇酯NCA;
[0046]步骤三:以三乙胺(TEA)为引发剂,引发步骤二得到的L-谷氨酸氯乙醇酯NCA进行 开环聚合,得到聚谷氨酸氯乙醇酯(PLGL);
[0047]步骤四:在Cu(I)X有机配体催化体系中,将步骤三得到的聚谷氨酸氯乙醇酯与2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯和NIPAM反应,得到2-(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙 酯-聚氯乙醇酯NCA-N-异丙基丙烯酰胺。
[0048] 按照本发明,在三口瓶中加入L-谷氨酸和氯乙醇,量取浓硫酸,分滴加入三口瓶中 至溶液澄清,称取碳酸氢钠,将水放入烧杯中,在冰浴环境下缓慢倒入反应液,边加边搅拌, 用保鲜膜封口,放入冰箱中过夜,重结晶三次,用有机溶液清洗。优选先用乙醇洗一次,再用 乙醚洗一次,放入干燥器中抽干备用。所述的L-谷氨酸和氯乙醇摩尔比优选为1: (0.8~1)。 [0049]按照本发明,将三口瓶抽真空充氮气,加入L-谷氨酸氯乙醇酯、三光气和溶剂反 应,所选的溶剂优选为THF,所述反应温度优选为50~60°C,反应时间为2~2.5小时,用石油 醚沉降反应液至上层液澄清,过滤取固体,用乙酸乙酯和冰水溶解,分液后取上层液,再用 水洗后放入无水硫酸镁干燥,抽干溶剂得到L-谷氨酸氯乙醇酯NCA。所述的L-谷氨酸氯乙醇 酯和三光气摩尔比优选为1: (1~1.2)。
[0050] 按照本发明,将反应器抽换气3次后加入L-谷氨酸氯乙醇酯NCA、三乙胺和溶剂,用 三乙胺引发开环得到聚谷氨酸氯乙醇酯,所述的反应温度优选为室温,反应时间优选为48 ~72小时,反应溶剂优选为DMF,所述的NCA和三乙胺摩尔比优选为1: (1~2)。
[0051] 按照本发明,在反应器中加入催化剂、聚谷氨酸氯乙醇酯、有机配体、2-(2_甲氧基 乙氧基)甲基丙烯酸乙酯、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和溶剂反应,所述反应温度优选为55 ~60°C,反应时间为2~3h,得到2-(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯-聚氯乙醇酯NCA-N-异丙基丙烯酰胺。所述溶剂优选为DMF和甲醇的混合溶剂,催化剂优选为CuCl,有机配体为 3_六甲基氨基-乙基胺。所述的聚谷氨酸氯乙醇酯、有机配体、催化剂、2-(2_甲氧基乙氧基) 甲基丙烯酸乙酯和单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)摩尔比优选为1:1:1: (60~120): (80~ 120)。
[0052]本发明还提供上述聚合物作为温度敏感载药材料的应用,该聚合物的LCST与人的 体温相适应,聚合物在体外第LCST时,NIPAM链段与水发生氢键作用而溶于水,在体内高于 LCST时,氢键作用减弱,同时疏水基团之间的结合力增,收缩成纳米微凝胶将疏水性的药物 包裹在胶束内。该聚合物链接的2-(2_甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯是其具有良好生物相 容性和水溶性,以其作为载药材料,可以稳定的存在血液等人体体液中。
[0053]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明,实施例中所涉及到原料均为 市售。
[0054] 实施例1
[0055] 称取L-谷氨酸40g,量取氯乙醇60ml,加入三口瓶中,搅拌桨搅拌。量取浓硫酸 (98% ) 16ml,分滴加入三口瓶中(至溶液澄清)。称取60g碳酸氢钠,200ml水放入1000ml烧杯 中,在冰浴环境下缓慢倒入反应液,边加边搅拌,用保鲜膜封口,放入冰箱中过夜,重结晶三 次,先用乙醇洗一次,再用乙醚洗一次,放入干燥器中抽干备用,得到谷氨酸氯乙醇酯。 [0056]连接装置,加入搅拌子,烤瓶三次,抽真空三次,充氮气三次。加入谷氨酸氯乙醇酯 5g,THF80ml,在55°C下搅拌,加入三光气7.6lg(建议分三次加第一次多于第二次,第二次多 于第三次),反应2h。用250ml冰的石油醚沉降反应液至上层液澄清,过滤,留固体。用80ml冰 的乙酸乙酯和5m 1冰水溶解固体。分液,留上层液,饱和碳酸氢钠水溶液洗一次,冰水洗一 次。用无水硫酸镁干燥上层液,过滤,抽干溶剂,得淡黄色油状液体即产品谷氨酸氯乙醇酯 NCA〇
[0057] 加搅拌子在反应瓶中,加入0.471gNCA,用DMF溶解,抽换气三次。加入25yl三乙胺, 室温反应72h。得到聚谷氨酸氯乙醇酯NCA(PLGL)。
[0058] DMF 和甲醇混合(V/V= 1:1)做溶剂,CuCl 做催化剂,加入 190 ? 5mgPLGL、0 ? 1897g2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯和0.904gNIPAM,反应温度60°C,反应时间6h,得到0EG-PGLC-NIPAM。
[0059]图1中的a为实施例1制备得到的PLGL的GPC图,图中PLGL-1的数均分子量Mn为 1200g/mol,其多分散性PDI为1.29;图a中的峰呈单峰对称分布且逐渐向高分子量方向移 动,说明在各反应过程中没有其他副产物产生,证明各步反应的成功。
[0060] 图2为实施例1得到的PLGL (a)、OEG-PGLC-NI PAM (b)的1H NMR谱图,图中PLGL通过 三乙胺(TEA)引发L-谷氨酸氯乙醇酯NCA开环制的。通过分析1H NMR谱图,可以清楚地看到 各个峰的归属。在4.76ppm(a)处的核磁共振峰信号为聚氨基酸主链上的氢(_C(0)CH(CH2_) NH-,1H);在2.30ppm和2.02ppm(b)处的核磁共振峰信号为甲基上的氢(-C(0)CH(CH2- )NH-, 2H);在2.75ppm(c)处的核磁共振峰信号为与酯基上碳相连的碳上的氢(-CH2-C(0)-0-, 2H);在4.32ppm(d)处的核磁共振峰信号为与酯基上氧相连的碳上的氢(-C(0)-0-CH 2-, 2H);在3.68ppm处(e)处的核磁共振峰信号为与氯原子相连的碳上的氢(-CH2-C1,2H)。
[0061 ] 0EG-PGLC-NIPAM通过接枝NIPAM和0EG,形成无规的嵌段共聚物。通过分析1H NMR 谱图,在1.30ppm(k)处的核磁共振峰信号为无规嵌段NIPAM主链上的氢(-C(0)NH(CH2_) 01 2-,21〇;在3.89口口111(〇处的核磁共振峰信号为甲基上的氢(-(:(0)順(012-)01 2-,11〇;在 1.35ppm(g)处的核磁共振峰信号为接枝NIPAM甲基上的氢(-C(0)-C-CH 3-,3H);在1.82ppm (j)处的核磁共振峰信号为接枝0EG上甲基上的氢(-C(0)-C-CH3-,3H);在4.68ppm处(i)处 的核磁共振峰信号为与氯原子相连的碳上的氢(-〇-〇-CH 2-,2H)。这些特征峰表明聚合物 0EG-PGLC-NIPAM嵌段共聚成功。
[0062] 图3为实施例1得到的PLGL(a)、OEG-PGLC-NIPAM(b)的红外吸收光谱,用KBr压片, 波数为500~3750CHT1范围内,图中饱和酯键中的C = 0伸缩振动归属于1683CHT1处,可看到 该峰强度非常大,证明了大量酯键结构单元存在;1631cm-1,1550CHT1分别为酰胺基团(N-H 弯曲振动)的特征吸收峰,629cm-l为氯基C-C1伸缩振动吸收峰;由红外光谱曲线可知,聚合 物具备了NIPAM的酰胺特征结构(C = 0,1655cm-SN-H,1560cm-4,与PLGL化学结构式对比, 可知PNIPAM和P0EG与成功接枝,生成了稳定的嵌段共聚物。
[0063]图4为实施例1得到的0EG-PGLC-NIPAM的CMC谱图,以等浓度的芘作为疏水荧光探 针,使用荧光分光光度法测定各嵌段聚合物的CMC。实验方法为:使用离心管配制系列等量 芘的丙酮溶液(6Xl〇m〇l/L 30uL),然后室温(25°C)真空干燥让丙酮完全挥发。各吸取3mL 预先配置的一系列浓度的聚合物水溶液加入到上述含有芘的离心管中,将此溶液在室温 (25°C)下放置24h,让芘在水相中达到溶解平衡。然后使用荧光分光光度计测量不同浓度下 的聚合物和芘的发射光谱。仪器参数设定激发波长为332nm,激发带宽和发射带宽都定在 0.5nm,收集240nm到900nm间的发射光谱。根据花的发射光谱,在I = 335nm的峰强度值被认 为是聚合物浓度的函数。作聚合物浓度对峰强的散点图,当荧光强度发生突变时所对应的 聚合物浓度被定义为聚合物的CMC。
[0064]从图4中可以清楚地看出,随着聚合物浓度增加,总的荧光强度均会有一个突变 点,突变点表明胶束的形成和芘进入了疏水胶束内核。突变点的荧光强度所对应的聚合物 浓度被定义为该聚合物的CMC。
[0065]根据计算表明,随着0EG-PGLC-NIPAM嵌段共聚物疏水链段比例的增大,胶束形成 的CMC就越低,这是因为随着疏水链段的增加,疏水段间的作用力就越大,在水中的溶解性 就越小,就更容易形成胶束。胶束具有极低的CMC,表明胶束在极稀的水介质中也能维持稳 定的结构,比如在人体的血液中,也能保持胶束形态,这为负载疏水药物并延长其在血液中 的循环时间提供了客观的依据。
[0066] 实施例2
[0067] 称取L-谷氨酸40g,量取氯乙醇60ml,加入三口瓶中,搅拌桨搅拌。量取浓硫酸 (98% ) 16ml,分滴加入三口瓶中(至溶液澄清)。称取60g碳酸氢钠,200ml水放入1000ml烧杯 中,在冰浴环境下缓慢倒入反应液,边加边搅拌,用保鲜膜封口,放入冰箱中过夜,重结晶三 次,先用乙醇洗一次,再用乙醚洗一次,放入干燥器中抽干备用,得到谷氨酸氯乙醇酯。 [0068]连接装置,加入搅拌子,烤瓶三次,抽真空三次,充氮气三次。加入谷氨酸氯乙醇酯 5g,THF80ml,在55°C下搅拌,加入三光气7.6lg(建议分三次加第一次多于第二次,第二次多 于第三次),反应2h。用250ml冰的石油醚沉降反应液至上层液澄清,过滤,留固体。用80ml冰 的乙酸乙酯和5m 1冰水溶解固体。分液,留上层液,饱和碳酸氢钠水溶液洗一次,冰水洗一 次。用无水硫酸镁干燥上层液,过滤,抽干溶剂,得淡黄色油状液体即产品谷氨酸氯乙醇酯 NCA〇
[0069] 加搅拌子在反应瓶中,加入0.471gNCA,用DMF溶解,抽换气三次。加入50yl三乙胺, 室温反应72h。得到聚谷氨酸氯乙醇酯NCA(PLGL)。
[0070] DMF 和甲醇混合(V/V=l:l)做溶剂,CuCl 做催化剂,加入 130mgPLGL、0?1897g2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯和1.13gNIPAM,反应温度60°C,反应时间6h,得到0EG-PGLC-NIPAMo
[0071]图1中的b为实施例2制备得到的PLGL的GPC图,图中PLGL-2的数均分子量Mn为 2500g/mol,其多分散性PDI为1.54;图b中的峰呈单峰对称分布且逐渐向高分子量方向移 动,说明在各反应过程中没有其他副产物产生,证明各步反应的成功。
[0072] 实施例3
[0073] 称取L-谷氨酸40g,量取氯乙醇60ml,加入三口瓶中,搅拌桨搅拌。量取浓硫酸 (98% ) 16ml,分滴加入三口瓶中(至溶液澄清)。称取60g碳酸氢钠,200ml水放入1000ml烧杯 中,在冰浴环境下缓慢倒入反应液,边加边搅拌,用保鲜膜封口,放入冰箱中过夜,重结晶三 次,先用乙醇洗一次,再用乙醚洗一次,放入干燥器中抽干备用,得到谷氨酸氯乙醇酯。 [0074]连接装置,加入搅拌子,烤瓶三次,抽真空三次,充氮气三次。加入谷氨酸氯乙醇酯 5g,THF80ml,在55°C下搅拌,加入三光气7.6lg(建议分三次加第一次多于第二次,第二次多 于第三次),反应2h。用250ml冰的石油醚沉降反应液至上层液澄清,过滤,留固体。用80ml冰 的乙酸乙酯和5m 1冰水溶解固体。分液,留上层液,饱和碳酸氢钠水溶液洗一次,冰水洗一 次。用无水硫酸镁干燥上层液,过滤,抽干溶剂,得淡黄色油状液体即产品谷氨酸氯乙醇酯 NCA〇
[0075] 加搅拌子在反应瓶中,加入0.471gNCA,用DMF溶解,抽换气三次。加入75yl三乙胺, 室温反应72h。得到聚谷氨酸氯乙醇酯NCA(PLGL)。
[0076] DMF 和甲醇混合(V/V=l:l)做溶剂,CuCl 做催化剂,加入 130mgPLGL、0.3097g2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯和0.904gNIPAM,反应温度60°C,反应时间6h,得到0EG-PGLC-NIPAM。
[0077]图1中的c为实施例3制备得到的PLGL的GPC图,图中PLGL-3的数均分子量Mn为 3400g/mol,其多分散性PDI为1.76。图c中的峰呈单峰对称分布且逐渐向高分子量方向移 动,说明在各反应过程中没有其他副产物产生,证明各步反应的成功。
[0078] 实施例4
[0079] 称取L-谷氨酸40g,量取氯乙醇60ml,加入三口瓶中,搅拌桨搅拌。量取浓硫酸 (98% ) 16ml,分滴加入三口瓶中(至溶液澄清)。称取60g碳酸氢钠,200ml水放入1000ml烧杯 中,在冰浴环境下缓慢倒入反应液,边加边搅拌,用保鲜膜封口,放入冰箱中过夜,重结晶三 次,先用乙醇洗一次,再用乙醚洗一次,放入干燥器中抽干备用,得到谷氨酸氯乙醇酯。 [0080]连接装置,加入搅拌子,烤瓶三次,抽真空三次,充氮气三次。加入谷氨酸氯乙醇酯 5g,THF80ml,在55°C下搅拌,加入三光气7.6lg(建议分三次加第一次多于第二次,第二次多 于第三次),反应2h。用250ml冰的石油醚沉降反应液至上层液澄清,过滤,留固体。用80ml冰 的乙酸乙酯和5m 1冰水溶解固体。分液,留上层液,饱和碳酸氢钠水溶液洗一次,冰水洗一 次。用无水硫酸镁干燥上层液,过滤,抽干溶剂,得淡黄色油状液体即产品谷氨酸氯乙醇酯 NCA〇
[0081 ] 加搅拌子在反应瓶中,加入0.471gNCA,用DMF溶解,抽换气三次。加入lOOiil三乙 胺,室温反应72h。得到聚谷氨酸氯乙醇酯NCA(PLGL)。
[0082] DMF 和甲醇混合(V/V=l:l)做溶剂,CuCl 做催化剂,加入 130mgPLGL、0.3097g2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯和1.13gNIPAM,反应温度60°C,反应时间6h,得到0EG-PGLC-NIPAMo
[0083]图5是实施例4得到的0EG-PGLC-NIPAM包载阿霉素后模拟生理环境进行的阿霉素 体外累积释放曲线;选取pH为5.6,6.8,7.4的磷酸盐缓冲溶液(PBS)分别模拟细胞内部的环 境、肿瘤部位的环境以及正常人体组织的环境。图5说明:模拟正常组织的pH为7.4的缓冲溶 液,经过72h的释放,计算得到的阿霉素累积释放量为37%左右,随着pH的不断降低,阿霉素 的释放量在逐渐的增加,在pH为5.6时,累积释放量已经达到了 78%左右,这种现象说明药 物在较为酸性的环境下更加的容易释放。引起这一现象的原因可能是由于聚-L-谷氨酸在 酸性条件下的电离程度有所降低,从而引起了阿霉素的被动释放,使阿霉素的累积释放有 所增加。在不同酸性条件下阿霉素释放结果证明了复合材料在不同生理环境下的释放的不 同,在较为酸性的环境下的释放,不仅可以降低药物的毒副作用,而且可以使药物集中在肿 瘤部位,达到较好的抗肿瘤效果。
[0084]图6为实施例4中的0EG-PGLC-NIPAM在不同放大倍数(图a、b、c)下的表面形貌的透 射电子显微镜照片;图7为实施例4中的0EG-PGLC-NIPAM在不同放大倍数(图a和b)下的表面 形貌的透射电子显微镜照片。从图6和图7可以看出:纳米粒子呈圆形且较规则,几乎没有发 生团聚的现象。表明聚合物纳米粒子之间没有相互作用,彼此相互分离。得到负载后的材料 的粒径大致在75±15nm,多分散指数(PDI)为1.051,较小的粒径和^)1,预示该体系具有良 好的稳定性,便于细胞进行内吞作用,便于药物在细胞内进行作用,从而将药物传输到细胞 体内。并可以依赖高通透性和滞留效应提高肿瘤内药物浓度。由电镜图还可以看出:〇EG-PGLC-NIPAM在溶液中形成了球形胶束,载药材料的粒径较小,制备的纳米载药体系具有很 好的稳定性以及较好的分散性,不仅可以防止药物在体内与细胞膜作用或者被蛋白所吸 附,而且由于体系的负电性,可能会使其在细胞内具有较低的毒性,提高了体系的安全性的 同时可以延长体系在细胞内的作用时间,从而达到在特定部位聚集药物的作用。
【主权项】
1. 一种聚合物,其特征在于,该聚合物为2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙締酸乙醋-聚氯乙 醇醋NCA-N-异丙基丙締酷胺,其结构式如式I所示:式I 中,m= 14 ~110 ,n = 65 ~82 ,p = 80 ~120, i = 2。2. 根据权利要求1所述的一种聚合物的制备方法,其特征在于,该方法包括: 步骤一:将心谷氨酸和氯乙醇在冰浴条件下反应,得到k谷氨酸氯乙醇醋; 步骤二:在充满化的条件下,将步骤一得到的k谷氨酸氯乙醇醋与Ξ光气在四氨巧喃溶 液中反应,生成谷氨酸氯乙醇醋NCA; 步骤乙胺为引发剂,引发步骤二得到的心谷氨酸氯乙醇醋NCA进行开环聚合, 得到聚谷氨酸氯乙醇醋; 步骤四:在Cu(I)X有机配体催化体系中,将步骤Ξ得到的聚谷氨酸氯乙醇醋与2-(2-甲 氧基乙氧基)甲基丙締酸乙醋和NIPAM反应,得到2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙締酸乙醋-聚 氯乙醇醋NCA-N-异丙基丙締酷胺。3. 根据权利要求2所述的一种聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤一中心谷氨酸 和氯乙醇的摩尔比为1:(0.8~1)。4. 根据权利要求2所述的一种聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤二的反应溫度 为50~60 °C,反应时间为2~2.化。5. 根据权利要求2所述的一种聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤二中心谷氨酸 氯乙醇醋与Ξ光气的摩尔比为1:(1~1.2)。6. 根据权利要求2所述的一种聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤Ξ的反应溫度 为20~25°C,反应时间为48~72h。7. 根据权利要求2所述的一种聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤Ξ中Ξ乙胺和 心谷氨酸氯乙醇醋NCA的摩尔比为(1~2):1。8. 根据权利要求2所述的一种聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤四的反应溫度 为55~60°C,反应时间为2~化。9. 根据权利要求2所述的一种聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤四中Cu(I)X为 化C1,有机配体为3-六甲基氨基-乙基胺。10. 根据权利要求1所述的上述聚合物作为溫度敏感载药材料的应用。
【文档编号】A61K47/34GK105968268SQ201610344721
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】王薇, 洪波, 王立波, 顾承昊, 李延甫, 沈孝霖, 王昊, 滕飞
【申请人】长春理工大学