一种靶向传递喜树碱的环糊精超分子药物及其制备方法和应用

本发明涉及抗癌药物领域，特别涉及一种靶向传递喜树碱的环糊精超分子药物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着环境污染越来越严重，人类患癌率越发呈现上升趋势，目前，治疗癌症的方法有化疗法，免疫疗法和基因治疗法等，其中化疗方法是术后最常用的肿瘤抑制方法，但是化疗同样会带来严重的毒副作用，患者不仅需要忍受强烈的痛感，还要承担化疗对身体带来的额外伤害。因此，研究既有良好的靶向治疗效果且具备更低的毒副作用的新型靶向药物传递体系，在临床用药上的需求十分强烈。

2、环糊精具有独特的外部亲水，内腔疏水的性质，可分为α、β、γ-环糊精，分别是6、7、8个d-吡喃型葡萄糖组成的环状低聚物，其分子呈上宽下窄、两端开口、中空的筒状物，在生物利用领域内，α-环糊精分子空洞孔隙较小，应用范围较小，而γ-cd的分子空洞孔隙大，但其生产成本高，在大规模工业化量产方面受到严重限制，β-cd的分子空洞孔隙适中，因其拥有良好的性能且生产成本低而得到广泛的应用。β-环糊精由葡萄糖组成，具有无毒无害无副作用等优良性质，能被人体吸收，可作为新型药用辅料主要用于增加药物的稳定性，防止药物氧化与分解，用于提高药物的溶解和生物利用度，同时降低药物的毒副作用。

3、由于环糊精具有良好的特性，现已被广泛应用于聚轮烷的制备，环糊精聚轮烷是由多个环糊精分子串在线性大分子上形成链状，然后用大体积的封端剂封端而制得。目前，环糊精聚轮烷主要是利用环糊精分子空腔的疏水作用与非极性或弱极性聚合物分子链通过自组装作用形成的包合物。然而，这种包合物是由相邻环糊精碱的氢键作用、主客体之间的非共价键作用结合在一起的，这些都是弱相互作用，易受到环境的影响而被削弱，比如稳定的包合物体系被加热后环糊精会脱落。(轻工科技,2018,34，37)根据目前研究报道，环糊精聚轮烷主要以将小分子客体化合物包裹在环糊精空腔内用药为主，而鲜少有人报道将分子客体化合物键接在环糊精外部基团上的合成研究，因此，本发明将探索此类研究。

4、喜树碱作为一类十分常见的临床化疗药物，用于治疗结肠癌、胃癌、白血病和头颈部癌有很好的疗效，喜树碱作为单独用药时，毒副作用也是十分强烈的，包括神经毒性、肝肾毒性和骨髓抑制等。除此之外，喜树碱在水中的溶解性极差，不良的溶解性能很大程度上限制了它的应用范围，而喜树碱及其衍生物在碱性水溶液环境下又会水解开环继而失活。因此，设计和构筑一种具有靶向功能、溶于水环境而又不易被水解，同时又不会降低抗肿瘤活性的药物载体具有十分重大的意义。

技术实现思路

1、针对现有市场技术存在的不足，本发明提供了一种靶向传递喜树碱的环糊精超分子药物及其制备方法和应用，该聚合物能增大喜树碱在水溶液中的溶解性，能够更高效的作用于癌细胞，对正常细胞的毒副作用低，合成线路简单，反应条件温和，产物易纯化，后处理简洁，具有大规模工业合成该超分子药物的应用价值。本发明的合成方法为，

2、(1)首先，前期需准备活性叶酸酯以及6-庚炔酸修饰的喜树碱。

3、1)活性叶酸酯(fa-ae)的制备：将叶酸(0.48g，1.04mmol)溶解在二甲基亚砜溶液中，并置于圆底烧瓶内，依次加入二环己基碳二亚胺(0.32g，1.56mmol)、n-羟基丁二酰亚胺(0.18g，1.56mmol)和三乙胺(0.53g，5.2mmol)，在氮气保护条件下室温避光搅拌8小时，待反应结束后，将反应液过滤，将滤液冷冻干燥后得到黄色固体，即为活性叶酸酯，产率88％。

4、2)6-庚炔酸修饰喜树碱(cpt-6-ha)的制备：将喜树碱(0.5g，1.44mmol)置于圆底烧瓶内，在油浴65℃条件下，使喜树碱溶解于三氯甲烷溶液中，待喜树碱完全溶解后，将反应瓶移置冰浴条件下搅拌0.5-1小时后，依次加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(0.55g，2.87mmol)、4-二甲氨基吡啶(0.35g，2.87mmol)、6-庚炔酸(0.22g，1.72mmol)溶液，持续搅拌2-4小时，待反应结束后，加水猝灭反应，有机溶剂萃取三次，将有机相溶液旋转蒸发得到淡黄色固体，用200-300目硅胶柱对其进行分离，可得到6-庚炔酸修饰的喜树碱纯品，产率89％。

5、(2)stepⅰ对甲苯磺酰基-β-环糊精(ots-β-cd)的制备：将β-环糊精(25.0g，22.0mmol)溶解在碱性溶液中，称取对甲苯磺酰氯(17.5g，91.79mmol)，在冰浴条件下，将对甲苯磺酰氯少量分批加入至β-环糊精的碱性溶液中，持续搅拌1小时后停止反应，将反应液抽滤，收集下层滤液，向滤液中加入配制的酸性溶液，将滤液ph调节至中性，并将此滤液在冰浴下再次搅拌1小时后放至冰箱中冷藏过夜，真空抽滤保留滤饼，把滤饼溶解在85℃的热水中，趁热抽滤除去不溶物，保留滤液并放至冰箱中冷藏过夜，重复以上步骤3次，真空干燥烘干产物可得到白色固体，即为ots-β-cd，产率32％。

6、(3)stepⅱ叠氮-β-环糊精(n3-β-cd)的制备：将叠氮化钠(0.13g，2.02mmol)和tos-βcd(2.0g，1.56mmol)溶解于无水n,n-二甲基甲酰胺中，在氮气保护下，75℃油浴中反应8小时，待反应结束后，将反应液真空抽滤除去不溶物，再将滤液缓慢滴加到丙酮溶液中，析出白色固体后持续搅拌30min，通过离心分离白色固体，将白色固体中溶解在将少量的蒸馏水中，抽滤去除不溶物，将滤液再次滴加到丙酮中，析出白色固体后持续搅拌30min，再次通过离心分离白色固体，重复以上步骤3次，真空干燥烘干产物可得到白色固体，即为叠氮-β-环糊精，产率87％。

7、(4)stepⅲ叠氮-β-环糊精准轮烷(n3-β-cd-ppr)的制备：将叠氮-β-环糊精(0.30g，0.26mmol)溶解在蒸馏水中，制备成叠氮-β-环糊精的饱和水溶液，向饱和叠氮-β-环糊精水溶液中缓慢滴加聚醚胺(0.52g，0.26mmol)，在室温下持续搅拌48小时，反应液由白色透明液转变为白色混悬液，将其放置于冰箱中冷藏过夜，通过离心分离白色固体沉淀物，用蒸馏水以及丙酮冲洗沉淀物3-4次，真空干燥烘干产物可得到白色固体，即为叠氮-β-环糊精准轮烷，产率85％。

8、(5)stepⅳ活性叶酸酯封端的叠氮-β-环糊精聚轮烷(fa-ae-n3-β-cd-pr)的制备：将步骤1)中制备所得的活性叶酸酯0.2g充分溶解于无水n,n-二甲基甲酰胺溶液中，称取叠氮-β-环糊精准轮烷0.5g，将其缓慢投入反应溶液中，持续在冰浴条件下，氮气保护中避光反应48小时，待反应结束后，将反应液缓慢滴加到冰乙醚中，析出黄色固体后持续搅拌30min，通过离心分离黄色固体，用蒸馏水和丙酮冲洗离心沉淀物3-4次，得粗品，将粗品置于50℃下真空干燥12小时，将其溶解于少量去离子水中并置于透析袋内，在避光条件下，透析48小时，所得液冷冻干燥，得到黄色固体，即为活性叶酸酯封端的叠氮-β-环糊精聚轮烷，产率75％。

9、(6)stepⅴ活性叶酸酯封端的叠氮-β-环糊精聚轮烷键接6-庚炔酸修饰喜树碱(fa-ae-6-ha-cpt-n3-β-cd-prs)的制备：将步骤2)中制备所得的6-庚炔酸修饰喜树碱(0.48g，1.12mmol)和叶酸活性酯封端的叠氮-β-环糊精聚轮烷(1.00g,0.86mmol)充分溶解于无水n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在氮气保护且避光的条件下，将碘化亚铜(0.032g,0.172mmol)溶于少量无水dmf中缓慢滴加到反应溶液内，在油浴65℃中，氮气保护且避光的条件下反应48小时，待反应结束后，将反应液缓慢滴加到丙酮中，析出棕色固体后持续搅拌30min，通过离心分离棕色固体，用四氢呋喃冲洗离心沉淀物2-3次，将其溶解于少量去离子水中并置于透析袋内，在避光条件下，透析48小时，所得液冷冻干燥，得到白色固体，即为活性叶酸酯封端的叠氮-β-环糊精聚轮烷键接6-庚炔酸修饰喜树碱，产率85％。

10、所述步骤1)中叶酸、二环己基碳二亚胺、n-羟基丁二酰亚胺和三乙胺的摩尔比为1：1.5：1.5：5。

11、所述步骤2)中喜树碱、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶和6-庚炔酸的摩尔比为1：2：2：1.2，萃取所用的有机溶剂可为二氯甲烷、乙酸乙酯和乙腈中任意一种，柱层析分离产物的洗淋剂为石油醚：乙酸乙酯1：1。

12、所述步骤stepⅰ中β-环糊精、对甲苯磺酰氯的摩尔比为1：1～10，碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾任一碱性化合物溶于去离子水，用量比为0.4mol/l，酸性溶液为2mol/l的hcl溶液。

13、所述步骤stepⅱ中叠氮化钠和tos-βcd的摩尔比为1：0.5～1。

14、所述步骤stepⅲ中叠氮-β-环糊精和聚醚胺的摩尔比为1：1～5。

15、所述步骤stepⅳ中活性叶酸酯和叠氮-β-环糊精准轮烷的摩尔比为2：1，透析袋为截留分子量3500da透析袋。

16、所述步骤stepⅴ中6-庚炔酸修饰喜树碱、活性叶酸酯封端的叠氮-β-环糊精聚轮烷和碘化亚铜的摩尔比为1～1.5：1：0.1，透析袋为截留分子量3500da透析袋。

17、本发明的目的是将键接喜树碱衍生物的叠氮-β-环糊精聚轮烷应用于结肠癌的治疗领域中，活性叶酸酯封端的叠氮-β-环糊精聚轮烷键接6-庚炔酸修饰喜树碱，可增加喜树碱的水溶性，降低毒副作用，提高用药稳定性，制备方法简单，有利于工业化量产合成，在结肠癌治疗领域中具有广阔的应用前景。