基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物及其用途转让专利

申请号 : CN201210563824.0

文献号 : CN103059311B

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发明人 : 杨晴来龚兵沈玉梅

申请人 : 上海交通大学

摘要 :

本发明公开了一种基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物及其用途。所述共聚物结构式如下:本发明的共聚物可用于制备自组装载药胶束。本发明首次采用有机合成的方法改性聚合物PEG,PLA,向聚合物大分子中引入具有氢键序列选择性的分子胶单链,使之在特定条件下能够形成分子胶,从而可以选择性地高效合成系列两亲性三嵌段共聚物,该类化合物合成原料简单易得,合成过程均为常规反应,适合较大规模生产;制得的嵌段共聚物胶束稳定性良好,空白胶束对正常细胞无毒害作用,载药胶束在还原剂二硫苏糖醇或还原性谷胱甘肽等还原剂作用下能够有效释放所包裹的药物。

权利要求 :

1.一种基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物,其结构式如式(I)所示:其中,n为2~225中的任意一个整数,m为0~135中的任意一个整数。

2.根据权利要求1所述的基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物,其特征在于,所述共聚物是通过如下步骤制备而得的:A、合 成亲 水片 段 化合 物PEG-A4:以DMF为 溶剂,以NMM(N-甲基 吗啉 )、HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)为催化剂,化合物A4 和化合物PEG-NH2 发生酰胺化反应,得亲水片段化合物PEG-A4 所述A4、NMM、HATU、PEG-NH2的摩尔比为1∶(1.0~2.0)∶(1.5~3)∶(1.0~2);

B、合成疏水片段化合物Z1-PLA-Z1:以CH2Cl2为溶剂,以DMAP为催化剂,化合物PLA 和丁二酸酐 发生酯化反应,生成改性为端羧基的PLA 所述PLA、DMAP、丁二酸酐的摩尔比为1∶2.0∶3;继

续以DMF为溶剂,以NMM(N-甲基吗啉)、HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)为活化剂,所述端羧基PLA与化合物Z1 发生酰胺化反应,得疏水片段化合物Z1-PLA-Z1 所述PLA、NMM、

HATU和Z1的摩尔比为1∶4.0∶4.0∶(2.5~3.0);

C、合成两亲性三嵌段共聚物PEG-PLA-PEG:以二氯甲烷为溶剂,在I2的作用下,使亲水片段化合物PEG-A4和疏水片段化合物Z1-PLA-Z1发生氧化反应,生成两亲性三嵌段共聚物PEG-PLA-PEG,即所述ABA型两亲性三嵌段共聚物;所述PEG-A4、疏水片段Z1-PLA-Z1和I2的摩尔比为2∶1.5∶24。

3.一种如权利要求1所述的基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物在制备载药胶束中的用途。

4.根据权利要求3所述的用途,其特征在于,将所述ABA型两亲性嵌段共聚物与水难溶性药物溶于极性溶剂中得混合液,将所述混合液滴加入搅拌的水相溶液中使形成微乳球,将含有微乳球的混合液装入透析袋透出所述极性溶剂,即得所述载药胶束。

5.根据权利要求4所述的用途,其特征在于,所述极性溶剂为DMSO、DMF或THF;所述水难溶性药物为阿霉素、紫杉醇、榄香烯、喜树碱或维甲酸;所述水相溶液为PBS缓冲液;所述透析袋分子量为0.2KD。

6.一种基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物,其结构式如式(II)所示:其中,n为2~225中的任意一个整数,m为1~135中的任意一个整数。

7.根据权利要求6所述的基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物,其特征在于,所述共聚物是通过如下步骤制备而得的:A、合成亲水片段化合物A4-PEG-A4:以DMF为溶剂,以NMM(N-甲基吗啉)、HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)为催化剂,化合物A4 和化合物NH2-PEG-NH2 发生酰胺化反应,得亲水片段化合物A4-PEG-A4 所述A4、NMM、HATU、NH2-PEG-NH2的摩尔比为2.0∶4.0∶4.0∶(0.3~0.5);

B、合 成疏 水片 段 化合 物PLA-Z1:以DMF为 溶剂,以NMM(N-甲基 吗 啉)、HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)为活化剂,化合物PLA 与化合物Z1 发生酰胺化反应,得疏水片段化合物PLA-Z1 所述PLA、NMM、HATU和Z1的摩尔比为

1∶(1.0~2.0)∶(1.5~3)∶(1.0~2);

C、合成两亲性三嵌段共聚物PLA-PEG-PLA:以二氯甲烷为溶剂,在I2的作用下,亲水片段化合物A4-PEG-A4和疏水片段化合物PLA-Z1发生氧化反应,生成两亲性三嵌段共聚物PLA-PEG-PLA,即所述ABA型两亲性三嵌段共聚物;所述A4-PEG-A4、PLA-Z1和I2的摩尔比为1∶3∶24。

8.一种如权利要求6所述的基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物在制备载药胶束中的用途。

9.根据权利要求8所述的用途,其特征在于,将所述ABA型两亲性嵌段共聚物与水难溶性药物溶于极性溶剂中得混合液,将所述混合液滴加入搅拌的水相溶液中使形成微乳球,将含有微乳球的混合液装入透析袋透出所述极性溶剂,即得所述载药胶束。

10.根据权利要求9所述的用途,其特征在于,所述极性溶剂为DMSO、DMF或THF;所述水难溶性药物为阿霉素、紫杉醇、榄香烯、喜树碱或维甲酸;所述水相溶液为PBS缓冲液;所述透析袋分子量为0.2KD。

说明书 :

基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物及其用途

技术领域

[0001] 本发明涉及化学合成、生物化学、药剂学领域,具体涉及一种基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物及其用途。

背景技术

[0002] 两亲性嵌段共聚物作为载体材料在药学研究领域有广阔的发展潜力,具有较强的自组装能力,通常以聚乙二醇(PEG)等为亲水段,聚酯、聚己内酯、聚酸酐等为疏水段。聚乙二醇(PEG)具有良好的亲水性、无毒,残留易于排除等优点,并被美国联邦药品管理局批准可用于人体(Macromol Biosci,2006,6:846-854)。聚乳酸(PLA)是一种重要的生物降解材料,具有无毒无菌、良好的生物相容性、生物可降解性及组织可吸收性(Biomedical Science,Engineering and Technology,2012,2:263-270)。聚乳酸与聚乙二醇形成的嵌段共聚物,同时具有PLA和PEG优点,同时又赋予材料新的性能,广泛应用于药物控制释放体系、骨内固定物、组织工程支架材料、细胞培养等生物医用工程领域(Macromolecules,1996,29(15):5233-5235)。
[0003] 当前合成PLA-PEG-PLA嵌段共聚物的方法主要集中在乳酸与PEG的直接熔融缩合法和丙交酯与PEG熔融聚合法的研究上,它们各有优缺点,但是直接熔融缩合法一般采用高温高压合成,条件耗时耗能,采用丙交酯开环聚合一般采用ZnCl2等重金属催化使合成材料中引入了带有毒性的重金属,且要求具有聚合级纯度的丙交酯,纯化工艺复杂,成本较高。本发明的发明人基于聚乙二醇(PEG)的亲水性和聚乳酸(PLA)的疏水性的思想,采用有机合成的方法改性聚合物PEG,PLA,向已知大分子聚合物中分别引入具有氢键序列选择性作用的分子胶单链,使之在特定的条件下能够有效形成分子胶,从而可以选择性地高效合成一系列不同分子量的两亲性嵌段共聚物,在前期工作中发明人通过分子胶合成了一系列两嵌段共聚物和多嵌段共聚物(专利申请号分别为:201110023046.1;201110418589.3;201210311658.X;201210442360.8);在本发明中,发明人用分子胶集团合成了一系列两亲性三嵌段共聚物,在其中引入的分子胶含有的二硫键赋予了共聚物氧化还原敏感性,在DTT等还原剂作用下,二硫键断裂使包裹的药物释放出来,从而起到缓释、控释作用。本发明所需原料、试剂易得,条件温和,合成过程均为常规化学反应,并适合较大规模生产。采用本方法合成的嵌段共聚物PLA-PEG-PLA,PEG-PLA-PEG,可以自组装为胶束从而有效提高药物的包封率、降低突释、控制释放。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物及其用途。本发明的两亲性三嵌段共聚物可用于制备自组装胶束,该自组装胶束可应用于改善难溶性药物水溶性并具有缓释、控释等作用。本发明基于聚乙二醇(PEG)的亲水性和聚乳酸(PLA)的疏水性的思想,首次采用有机合成的方法改性聚合物PEG,PLA,向已知大分子聚合物中分别引入具有氢键匹配作用的分子胶单链,使之在特定的条件下能够形成分子胶,从而可以选择性地高效合成了一系列不同分子量比例的两亲性三嵌段共聚物PLA-PEG-PLA或PEG-PLA-PEG,并且在其中引入的分子胶含有二硫键使得共聚物赋予了氧化还原敏感性,合成原料试剂易得,条件温和,合成过程均为常规绿色反应,并适合较大规模生产。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006] 第一方面,本发明涉及一种基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物PEG-PLA-PEG,其结构式如式(I)所示:
[0007]
[0008] 其中,n为2~225中的任意一个整数,m为0~135中的任意一个整数。
[0009] 优选地,所述共聚物是通过如下步骤制备而得的:
[0010] A、合成亲水片段化合物PEG-A4:以DMF为溶剂,以NMM(N-甲基吗啉)、HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)为催化剂,化合物A4 和化合物PEG-NH2 发生酰胺化反应,得亲
水片段化合物PEG-A4 所述A4、NMM、HATU、PEG-NH2的摩尔
比为1∶(1.0~2.0)∶(1.5~3)∶(1.0~2);
[0011] B、合成疏水片段化合物Z1-PLA-Z1:以CH2Cl2为溶剂,以DMAP为催化剂,化合物PLA 和丁二酸酐 发生酯化反应,生成改性为端羧基的PLA 所述PLA、DMAP、丁二酸酐的摩尔比为1∶2.0∶3;继
续以DMF为溶剂,以NMM(N-甲基吗啉)、HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)为活化剂,所述端羧基PLA与化合物Z1 发生酰胺
化反应,得疏水片段化合物Z1-PLA-Z1 所述PLA、NMM、
HATU和Z1的摩尔比为1∶4.0∶4.0∶(2.5~3.0);
[0012] C、合成ABA型两亲性三嵌段共聚物PEG-PLA-PEG:以二氯甲烷为溶剂,在I2的作用下,使亲水片段化合物PEG-A4和疏水片段化合物Z1-PLA-Z1发生氧化反应,生成所述ABA型两亲性三嵌段共聚物PEG-PLA-PEG;所述PEG-A4、疏水片段Z1-PLA-Z1和I2的摩尔比为2∶1.5∶24。
[0013] 第二方面,本发明涉及一种上述的基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物在制备载药胶束中的用途。
[0014] 优选地,将所述ABA型两亲性嵌段共聚物与水难溶性药物溶于极性溶剂中得混合液,将所述混合液滴加入搅拌的水相溶液中使形成微乳球,将含有微乳球的混合液装入透析袋透出所述极性溶剂,即得所述载药胶束。
[0015] 优选地,所述极性溶剂为DMSO、DMF或THF;所述水难溶性药物为阿霉素、紫杉醇、榄香烯、喜树碱或维甲酸;所述水相溶液为PBS缓冲液;所述透析袋分子量为0.2KD。
[0016] 第三方面,本发明涉及一种基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物PLA-PEG-PLA,其结构式如式(II)所示:
[0017]
[0018] 其中,n为2~225中的任意一个整数,m为1~135中的任意一个整数。
[0019] 优选地,所述共聚物是通过如下步骤制备而得的:
[0020] A、合成亲水片段化合物A4-PEG-A4:以DMF为溶剂,以NMM(N-甲基吗啉)、HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)为催化剂,化合物A4 和化合物NH2-PEG-NH2 发生酰胺化
反应,得亲水片段化合物A4-PEG-A4 所述A4、NMM、HATU、
NH2-PEG-NH2的摩尔比为2.0∶4.0∶4.0∶(0.3~0.5);
[0021] B、合成疏水片段化合物PLA-Z1:以DMF为溶剂,以NMM(N-甲基吗啉)、HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)为活化剂,化合物PLA 与化合物Z1 发生酰胺化反应,得疏水片
段化合物PLA-Z1 所述PLA、NMM、HATU和Z1的摩尔比为
1∶(1.0~2.0)∶(1.5~3)∶(1.0~2);
[0022] C、合成ABA型两亲性三嵌段共聚物PLA-PEG-PLA:以二氯甲烷为溶剂,在I2的作用下,亲水片段化合物A4-PEG-A4和疏水片段化合物PLA-Z1发生氧化反应,生成所述ABA型两亲性三嵌段共聚物PLA-PEG-PLA;所述A4-PEG-A4、PLA-Z1和I2的摩尔比为1∶3∶24。
[0023] 第四方面,本发明涉及一种上述的基于分子胶的ABA型两亲性三嵌段共聚物在制备载药胶束中的用途。
[0024] 优选地,将所述ABA型两亲性嵌段共聚物与水难溶性药物溶于极性溶剂中得混合液,将所述混合液滴加入搅拌的水相溶液中使形成微乳球,将含有微乳球的混合液装入透析袋透出所述极性溶剂,即得所述载药胶束。
[0025] 优选地,所述极性溶剂为DMSO、DMF或THF;所述水难溶性药物为阿霉素、紫杉醇、榄香烯、喜树碱或维甲酸;所述水相溶液为PBS缓冲液;所述透析袋分子量为0.2KD。
[0026] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0027] 1、首次采用有机合成的方法改性聚合物PEG,PLA,向聚合物大分子中引入具有氢键序列选择性的分子胶单链,使之在特定条件下能够形成分子胶,从而可以选择性地高效合成系列两亲性三嵌段共聚物,该类化合物合成原料简单易得,合成过程均为常规反应,适合较大规模生产。
[0028] 2、本发明制备的嵌段共聚物胶束稳定性良好,空白胶束对正常细胞(NIH 313细胞)无毒害作用,载药胶束在还原剂二硫苏糖醇或还原性谷胱甘肽等还原剂作用下能够有效释放所包裹的药物,载药胶束能有效进入癌细胞并且在癌细胞中释放出药物从而杀死癌细胞(以HeLa细胞为例)。

附图说明

[0029] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0030] 图1为亲水片段化合物PEG-A4的合成路线示意图;
[0031] 图2为亲水片段化合物A4-PEG-A4的合成路线示意图;
[0032] 图3为疏水片段化合物PLA-Z1的合成路线示意图;
[0033] 图4为疏水片段化合物Z1-PLA-Z1的合成路线示意图;
[0034] 图5为两亲性三嵌段共聚物PEG-PLA-PEG的合成路线示意图;
[0035] 图6为两亲性三嵌段共聚物PLA-PEG-PLA的合成路线示意图;
[0036] 图7为实施例1的两亲性三嵌段共聚物的GPC分子量分布图;
[0037] 图8为胶束浓度对吸光度A的关系图;
[0038] 图9为PEG5000-PLA5000-PEG5000空白胶束的粒径分布图;
[0039] 图10为PEG5000-PLA5000-PEG5000载药胶束的粒径分布图;
[0040] 图11为PEG5000-PLA5000-PEG5000胶束的稳定性测试结果;
[0041] 图12为PEG5000-PLA5000-PEG5000胶束经还原剂DTT处理后的粒径变化图;
[0042] 图13为载药胶束PEG5000-PLA5000-PEG5000在不同浓度DTT处理条件下DOX的释放速率图;
[0043] 图14为载药胶束PEG5000-PLA5000-PEG5000的体外药物释放曲线图;
[0044] 图15为空白胶束PEG5000-PLA5000-PEG5000对NIH 3T3细胞毒性的MTT实验结果;
[0045] 图16为空白胶束PEG5000-PLA5000-PEG5000AO/EB双染色实验结果;
[0046] 图17为载药胶束PEG5000-PLA5000-PEG5000细胞内释放图;
[0047] 图18为载药胶束PEG5000-PLA5000-PEG5000对Hela细胞MTT实验结果。

具体实施方式

[0048] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0049] 本发明所用的原料、试剂均为市售AR、CP级。
[0050] 本发明所得中间产物及最终产物均采用1H-NMR,IR,GPC等进行表征。
[0051] 实施例1、两亲性三嵌段共聚物PEG-PLA-PEG及PLA-PEG-PLA的合成
[0052] 一、亲水片段PEG-A4的合成
[0053] (1)当PEG的n=2时,Mn=163;
[0054] 其合成路线如图1所示:在碱性条件下,取化合物A4与末端为氨基的PEG163进行酰胺化反应,得化合物PEG163-A4;
[0055] 所述步骤具体为:称取A4(0.841g,1mmol)溶于15ml DMF于25ml的单口烧瓶中,冰水浴搅拌下加入NMM(N-甲基吗啉)(112μL,1.0mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.57g,1.5mmol)活化30min(TLC监测活化反应完全)后,加入末端为氨基的PEG163(0.163g,1mmol)搅拌1h后升温至室温反应10h,停止反应(TLC监测反应结束),加入适量水,用二氯甲烷(DCM)萃取,有机相分别用水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,,无水硫酸钠干燥,减压旋去溶剂,柱层析得淡黄色固体0.91g,柱层析的白色1
固体0.651g,产率65.08%。H-NMR(CD3OD,400MHz)δ7.94(m,2H,ArH),7.66(s,1H,ArH),
7.12-7.37(m,30H,ArH),3.53-3.65(m,12H,-OCH2CH2O-),3.30(s,3H,CH3O-),2.36(t,4H,J=8Hz,-SCH2-),2.24(t,4H,J=8Hz,-CH2-),1.71-1.78(m,4H,-COCH2-)。IR(KBr)2876,
1756,1684,1602,1553,1450,1351,1290,1249,1185,1108,945,844,746,702,621,556。
[0056] (2)当PEG的n=44时,Mn=2000;
[0057] 其合成路线如图1所示:在碱性条件下,取化合物A4与末端为氨基的PEG2000进行酰胺化反应,得化合物PEG2000-A4;
[0058] 所述步骤具体为:称取A4(0.841g,1mmol)溶于15ml DMF于25ml的单口烧瓶中,冰水浴搅拌下加入NMM(N-甲基吗啉)(167μL,1.5mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.76g,2.0mmol)活化30min后,加入末端为氨基的PEG2000(3.0g,1.5mmol)搅拌1h后升温至室温反应18h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体2.4g,产率1
85.01%。H-NMR(CD3OD,400MHz)δ7.93(m,2H,ArH),7.65(s,1H,ArH),7.12-7.35(m,30H,ArH),3.76(m,4H,-OCH2CH2O-),3.54-3.58(m,200H,-OCH2CH2O-),3.51(m,4H,-OCH2CH2O-),
3.33(s,3H,CH3O-),2.32(m,4H,-SCH2-),2.20(m,4H,-CH2-),1.70(m,4H,-COCH2-)。GPC:Mn=2783,Mw=2903,D=1.04。IR(KBr)2869,1757,1684,1602,1550,1447,1351,1295,1249,
1189,1106,949,847,747,702,621,556。
[0059] (3)当PEG的n=112时,Mn=5000;
[0060] 其合成路线如图1所示:在碱性条件下,取化合物A4与末端为氨基的PEG5000进行酰胺化反应,得化合物PEG5000-A4;
[0061] 所述步骤具体为:亲水片段化合物PEG-A4的合成示意图如Scheme 1所示;称取A4(0.841g,1mmol)溶于15ml DMF于25ml的单口烧瓶中,冰水浴搅拌下加入NMM(N-甲基吗啉)(223μL,2.0mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(1.14g,3mmol)活化30min后,加入末端为氨基的PEG5000(10.0g,2mmol)搅拌1h后升温至室温反应24h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶1
液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体4.4g,产率75.81%。H-NMR(CD3OD,400MHz)δ7.93(m,2H,ArH),7.65(s,1H,ArH),7.12-7.35(m,30H,ArH),3.76(m,4H,-OCH2CH2O-),
3.54-3.58(m,477H,-OCH2CH2O-),3.51(m,4H,-OCH2CH2O-),3.33(s,3H,CH3O-),2.32(m,
4H,-SCH2-),2.20(m,4H,-CH2-),1.70(m,4H,-COCH2-)。GPC:Mn=5678,Mw=6212,D=
1.09。IR(KBr)2882,1755,1664,1601,1553,1466,1350,1302,1280,1082,955,843,747,
702,621,580。
[0062] (4)当PEG的n=225时,Mn=10000;
[0063] 其合成路线如图1所示:在碱性条件下,取化合物A4与末端为氨基的PEG10000进行酰胺化反应,得化合物PEG10000-A4;
[0064] 所述步骤具体为:亲水片段化合物PEG-A4的合成示意图如Scheme 1所示;称取A4(0.0841g,0.1mmol)溶于15ml DMF于25ml的单口烧瓶中,冰水浴搅拌下加入NMM(N-甲基吗啉)(16.7μL,0.15mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.057g,0.15mmol)活化30min后,加入末端为氨基的PEG10000(2.0g,0.2mmol)搅拌1h后升温至室温反应18h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl1
溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体0.87g,产率81%。H-NMR(CD3OD,400MHz)δ7.72(m,2H,ArH),7.41(s,1H,ArH),7.21-7.30(m,30H,ArH),3.82(m,4H,-OCH2CH2O-),
3.57-3.72(m,1138H,-OCH2CH2O-),3.48(m,4H,-OCH2CH2O-),3.38(s,3H,CH3O-),
2.37-2.41(m,4H,-SCH2-),2.24-2.28(m,4H,-CH2-),1.75-1.81(m,4H,-COCH2-)。GPC:Mn=
9158,Mw=9853,D=1.07。IR(KBr)2882,1759,1665,1601,1553,1465,1355,1302,1280,
1082,958,846,747,702,621。
[0065] 二、亲水片段A4-PEG-A4的合成
[0066] (1)当PEG的n=2时,Mn=163;
[0067] 其合成路线如图2所示:在碱性条件下,取化合物A4与两端氨基的PEG148进行酰胺化反应,得化合物A4-PEG148-A4;
[0068] 所述步骤具体为:称取A4(0.841g,1mmol)溶于15ml DMF于25ml的单口烧瓶中,冰水浴搅拌下加入NMM(N-甲基吗啉)(224μL,2.0mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.76g,2.0mmol)活化30min后,加入两端氨基的PEG163(0.045g,0.3mmol)搅拌1h后升温至室温反应8h,停止反应,加入适量水,用二氯甲烷(DCM)萃取,有机相分别用水、饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压旋去溶剂,柱层析1
得淡黄色固体0.831g,柱层析的白色固体0.421g,产率78.06%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ=8.78(s,2H,ArH),8.12(brs,4H,NH),8.09-7.91(m,3H,ArH),7.43-7.19(m,60H,ArH),
6.29(s,1H,ArH),3.81-3.64(m,4H,-OCH2CH2O-),3.52(s,4H,-OCH2CH2O-),3.41-3.20(m,
4H,-OCH2CH2O-),2.53(t,J=11.2,8H,-SCH2-),2.39(t,J=11.6,8H,-CH2-),2.20-1.92(m,
8H,-COCH2-)。IR(KBr)2916,1755,1684,1602,1544,1450,1351,1252,1185,1108,1099,
951,845,746,702,668,556。
[0069] (2)当PEG的n=44时,Mn=2000;
[0070] 其合成路线如图2所示:在碱性条件下,取化合物A4与两端都氨基的PEG2000进行酰胺化反应,得化合物A4-PEG2000-A4;
[0071] 所述步骤具体为:称取A4(0.841g,1mmol)溶于15ml DMF于25ml的单口烧瓶中,冰水浴搅拌下加入NMM(N-甲基吗啉)(224μL,2.0mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.76g,2.0mmol)活化30min后,加入两端氨基的PEG2000(0.8g,0.4mmol)搅拌1h后升温至室温反应14h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体1.43g,1
柱层析的白色固体1.0g,产率68.23%。HNMR(400MHz,CDCl3)δ=8.08(s,4H,ArH),
7.67(s,2H,ArH),7.41-7.17(m,60H,ArH),3.94-3.34(m,165H,-OCH2CH2O-),2.37-2.18(m,
16H,-SCH2-,-CH2-),2.10(brs,5H),1.83-1.67(m,8H,-COCH2-)。GPC:Mn=3446,Mw=3514,D = 1.02。IR(KBr)2916,1755,1650,1602,1544,1451,1352,1252,1249,1192,1099,951,
845,668,557。
[0072] (3)当PEG的n=112时,Mn=5000;
[0073] 其合成路线如图2所示:在碱性条件下,取化合物A4与两端都氨基的PEG5000进行酰胺化反应,得化合物A4-PEG5000-A4;
[0074] 所述步骤具体为:称取A4(0.841g,1mmol)溶于15ml DMF于25ml的单口烧瓶中,冰水浴搅拌下加入NMM(N-甲基吗啉)(224μL,2.0mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.76g,2.0mmol)活化30min后,加入两端氨基的PEG5000(2.5g,0.5mmol)搅拌1h后升温至室温反应18h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体3.2g,1
柱层析的白色固体1.97g,产率59.07%。HNMR(400MHz,CDCl3)δ=8.09(s,4H,ArH),
7.65(s,2H,ArH),7.42-7.16(m,60H,ArH),3.95-3.34(m,440H,-OCH2CH2O-),2.37-2.17(m,
16H,-SCH2-,-CH2-),2.12(brs,4H),1.83-1.65(m,8H,-COCH2-)。GPC:Mn=6937,Mw=8373,D = 1.06。IR(KBr)2915,1756,1650,1602,1544,1451,1351,1192,1252,1185,1108,951,
845,702,621,556。
[0075] (4)当PEG的n=225时,Mn=10000;
[0076] 当PEG的n=225时,Mn=10000,其合成路线如图2所示:在碱性条件下,取化合物A4与两端都氨基的PEG2000进行酰胺化反应,得化合物A4-PEG10000-A4;
[0077] 所述步骤具体为:称取A4(0.841g,1mmol)溶于15ml DMF于25ml的单口烧瓶中,冰水浴搅拌下加入NMM(N-甲基吗啉)(224μL,2.0mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.76g,2.0mmol)活化30min后,加入两端氨基的PEG10000(3.0g,0.3mmol)搅拌1h后升温至室温反应24h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体3.28g,柱1
层析的白色固体1.68g,产率43.13%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ=8.07(s,4H,ArH),
7.68(s,2H,ArH),7.43-7.14(m,60H,ArH),3.94-3.33(m,880H,-OCH2CH2O-),2.37-2.16(m,
16H,-SCH2-,-CH2-),2.08(brs,5H),1.83-1.65(m,8H,-COCH2-)。GPC:Mn = 12143,Mw =
13235,D = 1.09。IR(KBr)2915,1755,1654,1602,1552,1351,1190,1085,945,845,702,
668,556。
[0078] 三、疏水片段PLA-Z1的合成
[0079] (1)当PLA的m=0时;
[0080] 其合成路线如图3所示:在碱性条件下,取化合物Z1与PLA162进行酰胺化反应,得酰胺化合物PLA162-Z1;
[0081] 所述步骤具体为:称取PLA162(0.162g,1mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.57g,1.5mmol),Z1(0.783,1mmol)于25ml的干燥的单口烧瓶中,冰水浴下氮气保护下加入NMM(N-甲基吗啉)(112μL,1.0mmol),干燥的DMF15ml搅拌45min后升温至35℃反应14h,停止反应,加入适量水,用二氯甲烷DCM萃取,有机相分别用水、饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压旋去溶剂,柱层析得淡黄色固体
1
1.020g,柱层析的产品0.67g,产率73%。H-NMR(CDCl3,400MHz)δ8.17(s,1H,NH)7.91(s,
2H,ArH),7.70(s,1H,ArH),7.19-7.70(m,30H,ArH),6.62-6.64(m,2H,NH),5.29 ~
5.31(m,1H,CH3-CH-O-),4.42-4.44(m,1H,CH3-CH-OH),3.77(brs,1H,-OH),3.26-3.27(m,
4H,-NH-CH2-),2.50-2.53(t,4H,J=8.0Hz,-SCH2-),1.49-1.57(m,6H,CH3-)。IR(KBr)3396,
2986,2944,1760,1660,1604,1533,1450,1380,1271,1185,1126,1090,1048,952,866,747,
702,626,508。
[0082] (2)当PLA的m=38时,Mn=3000;
[0083] 其合成路线如图3所示:在酰胺化反应条件下,取化合物Z1与PLA3000进行酰胺化反应,得化合物PLA3000-Z1;
[0084] 所述步骤具体为:称取PLA3000(3.0g,1mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(1.14g,3.0mmol),Z1(1.566,2mmol)于25ml的干燥的单口烧瓶中,冰水浴下氮气保护下加入NMM(N-甲基吗啉)(223μL,2.0mmol),干燥的DMF15ml搅拌45min后升温至30℃反应8h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体4.4g,柱层析得白色固体产品2.86g,产
1
率76%。H-NMR(CDCl3,400MHz)δ8.12(m,2H,ArH),7.80(s,1H,ArH),7.19-7.43(m,30H,ArH),6.34(brs,2H,NH),5.16 ~ 5.30(m,18H,PLA-CH-),4.36(m,1H,PLA-CH-),3.27(m,
4H,-NCH2-),2.51(m,4H,-SCH2-),1.48-1.59(m,59H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=3978,Mw=4853,D= 1.22。IR(KBr)3385,2994,2941,1757,1657,1599,1536,1449,1379,1359,1266,1189,
1129,1092,1047,951,866,803,746,702,622,507。
[0085] (3)当PLA的m=66时,Mn=5000;
[0086] 其合成路线如图3所示:在酰胺化反应条件下,取化合物Z1与PLA5000进行酰胺化反应,得化合物PLA5000-Z1;
[0087] 所述步骤具体为:称取PLA5000(5.0g,1mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.76g,2.0mmol),Z1(1.174,1.5mmol)于25ml的干燥的单口烧瓶中,冰水浴下氮气保护下加入NMM(N-甲基吗啉)(167μL,1.5mmol),干燥的DMF 15ml搅拌45min后升温至35℃反应14h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体5.8g,柱层析的产品4.1g,产1
率71%。H-NMR(CDCl3,400MHz)δ8.12(m,2H,ArH),7.80(s,1H,ArH),7.19-7.43(m,30H,ArH),6.34(brs,2H,NH),5.16 ~ 5.30(m,73H,PLA-CH-),4.36(m,1H,PLA-CH-),3.27(m,
4H,-NCH2-),2.51(m,4H,-SCH2-),1.48-1.59(m,219H,PLA-CH3-)。GPC:Mn = 6937,Mw =
8373,D=1.20。IR(KBr)3392,2994,2943,1756,1662,1600,1533,1451,1379,1268,1189,
1129,1092,1048,952,866,743,702,623,508。
[0088] (4)当PLA的m=135时,Mn=10000;
[0089] 其合成路线如图3所示:在酰胺化反应条件下,取化合物Z1与PLA10000进行酰胺化反应,得化合物PLA10000-Z1;
[0090] 所述步骤具体为:称取PLA10000(1.0g,0.1mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.057g,0.15mmol),Z1(0.0783,0.1mmol)于25ml的干燥的单口烧瓶中,冰水浴下氮气保护下加入NMM(N-甲基吗啉)(17μL,0.1mmol),干燥的DMF 15ml搅拌45min后升温至35℃反应18h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体1.2g,柱层析的白色固
1
体产品0.92g,产率81%。H-NMR(CDCl3,400MHz)δ8.17(m,2H,ArH),7.83(s,1H,ArH),
7.20-7.45(m,30H,ArH),6.39(brs,2H,NH),4.98 ~ 5.38(m,135H,PLA-CH-),4.38(m,
1H,PLA-CH-),3.28-3.30(m,4H,-NCH2-),2.52-2.55(m,4H,-SCH2-),1.43-1.77(m,409H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=9113,Mw=12533,D=1.37。IR(KBr)3391,2990,2948,1758,1662,
1600,1543,1450,1380,1268,1185,1129,1092,1053,952,865,745,700,621,508。
[0091] 四、疏水片段Z1-PLA-Z1的合成
[0092] (1)当PLA的m=0时;
[0093] 其合成路线如图4所示:改性PLA162得到端羧基PLA,在酰胺化反应条件下,取化合物Z1与改性的PLA162进行酰胺化反应,得化合物Z1-PLA162-Z1;
[0094] 所述步骤具体为:称取PLA162(1.62g,10mmol)溶于20ml CH2Cl2中,冰水浴下加入一次加入DMAP(2.44g,20mmol),丁二酸酐(3.0g,30mmol)搅拌1h后室温搅拌18h,反应结束后,加入适量水,用DCM萃取,有机相分别用饱和NaHCO3水溶液、饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压蒸去溶剂即得改性为端羧基的PLA。
[0095] 称取以上改性后的端羧基PLA162(0.262g,1mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(1.52g,4mmol),Z1(1.96,2.5mmol)于25ml的干燥的单口烧瓶中,冰水浴下氮气保护下加入NMM(N-甲基吗啉)(448μL,4.0mmol),干燥的DMF 15ml搅拌30min后升温至35℃反应10h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体1.8g,柱层析的产品1.58g,产率1
88.31%。H NMR(CDCl3,400MHz)δ=8.22(m,4H,ArH),7.54(s,2H,ArH),7.35-7.14(m,60H,ArH)5.31(q,J=11.6,1H,CH3-CH-O-),5.20(q,J=11.9,1H,CH3-CH-O-),3.45-3.38(m,
8H,-NH-CH2-),2.76-2.72(m,2H,-CH2CH2-),2.65-2.62(m,2H,-CH2CH2-),2.37-2.33(m,
8H,-SCH2-),1.49-1.46(m,6H,CH3-).IR(KBr)3396,2986,2944,1755,1655,1601,1533,
1450,1380,1364,1185,1268,1187,1131,1090,,952,865,739,702,636,508。
[0096] (2)当PLA的m=38时,Mn=3000;
[0097] 其合成路线如图4所示:改性PLA3000得到端羧基PLA,在酰胺化反应条件下,取化合物Z1与改性的PLA3000进行酰胺化反应,得化合物Z1-PLA3000-Z1;
[0098] 所述步骤具体为:称取PLA3000(3.0g,1mmol)溶于20ml CH2Cl2中,冰水浴下加入一次加入DMAP(0.244g,2mmol),丁二酸酐(0.3g,3mmol)搅拌1h后室温搅拌15h,反应结束后,加入适量水,用DCM萃取,有机相分别用饱和NaHCO3水溶液、饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压蒸去溶剂即得改性为端羧基的PLA。
[0099] 称取以上改性后的端羧基PLA3000(0.31g,0.1mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.152g,0.4mmol),Z1(0.235,0.3mmol)于25ml的干燥的单口烧瓶中,冰水浴下氮气保护下加入NMM(N-甲基吗啉)(44.8μL,0.4mmol),干燥的DMF 15ml搅拌30min后升温至35℃反应12h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体0.42g,柱层析的产品1
0.35g,产率75.21%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ=8.23-7.94(m,4H,ArH),7.76(m,2H,ArH),
7.42-7.18(m,60H,ArH),6.48(brs,4H,NH),5.25-5.01(m,35H,PLA-CH-),3.28-3.25(m,
8H,-NCH2-),2.80(m,4H,-CH2CH2-),2.52-2.49(s,8H,-SCH2-),1.71(m,3H,CH3CH2-),
1.68-1.45(s,102H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=4002,Mw=4205,D=1.05。IR(KBr)3303,3058,
2992,2927,1755,1657,1596,1557,1538,1489,1445,1379,1362,1268,1187,1131,1092,
1046,892,742,701,621,505。
[0100] (3)当PLA的m=66时,Mn=5000;
[0101] 其合成路线如图4所示:改性PLA5000得到端羧基PLA,在酰胺化反应条件下,取化合物Z1与改性的PLA5000进行酰胺化反应,得化合物Z1-PLA5000-Z1。
[0102] 所述步骤具体为:称取PLA5000(5.0g,1mmol)溶于20ml CH2Cl2中,冰水浴下加入一次加入DMAP(0.244g,20mmol),丁二酸酐(0.3g,30mmol)搅拌1h后室温搅拌22h,反应结束后,加入适量水,用DCM萃取,有机相分别用饱和NaHCO3水溶液、饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压蒸去溶剂即得改性为端羧基的PLA。
[0103] 称取以上改性后的端羧基PLA5000(0.51g,0.1mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.152g,0.4mmol),Z1(0.195,0.25mmol)于25ml的干燥的单口烧瓶中,冰水浴下氮气保护下加入NMM(N-甲基吗啉)(44.8μL,0.4mmol),干燥的DMF 15ml搅拌30min后升温至35℃反应18h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体0.65g,柱
1
层析的产品0.53g,产率80.11%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ=8.20-7.94(m,4H,ArH),
7.75(m,2H,ArH),7.42-7.16(m,60H,ArH),6.48(brs,4H,NH),5.25-5.01(m,64H,PLA-CH-),
3.28-3.23(m,8H,-NCH2-),2.78(m,4H,-CH2CH2-),2.52-2.49(m,8H,-SCH2-),1.66-1.46(m,
192H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=6738,Mw=8018,D=1.19。IR(KBr)3417,2993,2943,1755,
1650,1597,1533,1449,1381,1268,1187,1131,1090,865,739,702,639,506。
[0104] (4)当PLA的m=135时,Mn=10000;
[0105] 其合成路线如图4所示:改性PLA10000得到端羧基PLA,在酰胺化反应条件下,取化合物Z1与改性的PLA10000进行酰胺化反应,得化合物Z1-PLA10000-Z1。
[0106] 所述步骤具体为:称取PLA10000(10.0g,1mmol)溶于20ml CH2Cl2中,冰水浴下加入一次加入DMAP(0.244g,2mmol),丁二酸酐(0.3g,3mmol)搅拌1h后室温搅拌22h,反应结束后,加入适量水,用DCM萃取,有机相分别用饱和NaHCO3水溶液、饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压蒸去溶剂即得改性为端羧基的PLA。
[0107] 称取以上改性后的端羧基PLA10000(1.01g,0.1mmol),HATU(2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯)(0.152g,0.4mmol),Z1(0.235g,0.3mmol)于25ml的干燥的单口烧瓶中,冰水浴下氮气保护下加入NMM(N-甲基吗啉)(44.8μL,0.4mmol),干燥的DMF 15ml搅拌30min后升温至35℃反应36h,停止反应,加入适量二氯甲烷萃取,水洗两次,饱和NaCl溶液洗涤两次,有机相减压蒸馏得淡黄色固体1.168g,柱层析的产1
品0.73g,产 率63.00%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ= 8.17-7.93(m,4H,ArH),7.76(m,
2H,ArH),7.42-7.17(m,60H,ArH),6.43(brs,4H,NH),5.25-5.01(m,133H,PLA-CH-),
3.28-3.24(m,8H,-NCH2-),2.78(m,4H,-CH2CH2-),2.52-2.48(m,8H,-SCH2-),1.66-1.46(m,
399H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=10946,Mw=13463,D=1.23。IR(KBr)3316,3057,2931,1755,
1660,1696,1538,1445,1382,1268,1187,1093,1034,855,742,701,621,506。
[0108] 五、三嵌段共聚物PEG-PLA-PEG的合成
[0109] (1)PEG163-PLA162-PEG163的合成;
[0110] 当PEG的n=2;PLA的m=0时,其合成路线如图5所示:在氧化反应条件下,取化合物Z1-PLA162-Z1与PEG163-A4进行氧化反应,得嵌段共聚物PEG163-PLA162-PEG163;
[0111] 所述步骤具体为:分别称取Z1-PLA162-Z1(27mg,0.015mmol)和PEG163-A4(19mg,0.02mmol)溶入20ml二氯甲烷于500ml单口瓶中,搅拌溶解混合均匀后减压蒸馏干(旋除DCM),残留物加入60ml二氯甲烷I2溶液(其中I2为6.0mM)溶解,常温搅拌1h后将反应液冷却到0℃,加入Na2S2O3(3.0mM)直至I2的颜色消失。有机层用饱和NaCl(aq)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏后得粗品为淡黄色固体18.2mg,薄层层析分离得产品9.2mg,产率
51%。IR(KBr)3440,2885,1763,1645,1560,1450,1380,1273,1180,1104,953,799,619;
[0112] (2)PEG2000-PLA3000-PEG2000的合成;
[0113] 当PEG的n=44,PLA的m=38时,其合成路线如图5所示:在氧化反应条件下,取化合物Z1-PLA3000-Z1与PEG2000-A4进行氧化反应,得嵌段共聚物
PEG2000-PLA3000-PEG2000。
[0114] 所 述 步 骤 具 体 为:分 别 称 取 Z1-PLA3000-Z1(46.30mg,0.015mmol) 和PEG2000-A4(56.46mg,0.02mmol)溶入20ml二氯甲烷于250ml单口瓶中,搅拌溶解混合均匀后减压蒸馏干,残留物加入60ml二氯甲烷I2溶液(其中I2为6.0mM)溶解,常温搅拌1h后将反应液冷却到0℃,加入Na2S2O3(3.0mM)直至I2的颜色消失。有机层用饱和NaCl(aq)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏得淡黄色固体89mg,薄层板层析分离得淡黄色1
固体35mg,产率42%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.97(m,4H,NH),8.27-7.40(m,12H,ArH),
5.21-5.12(m,34H),3.81-3.40(m,344H,-OCH2CH2O-),3.35(s,6H,CH3O-),2.93-2.77(m,
14H,-NCH2-,-SCH2-),2.55-1.98(m,24H,-SCH2-,-CH2-,-COCH2-),1.70-1.39(m,102H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=5703,Mw=7059,D=1.24。IR(KBr)3458,2873,1757,1655,1603,
1544,1450,1380,1352,1255,1189,1098,950,863,759,704。
[0115] (3)PEG5000-PLA5000-PEG5000的合成;
[0116] 当PEG的n=112时,Mn=5000;PLA的m=66时,Mn=5000,其合成路线如图5所示:在氧化反应条件下,取化合物Z1-PLA5000-Z1与PEG5000-A4进行氧化反应,得嵌段共聚物PEG5000-PLA5000-PEG5000。
[0117] 所 述 步 骤 具 体 为:分 别 称 取 Z1-PLA5000-Z1(99.45mg,0.015mmol) 和PEG5000-A4(116.46mg,0.02mmol)溶入20ml二氯甲烷于250ml单口瓶中,搅拌溶解混合均匀后减压蒸馏干,残留物加入60ml二氯甲烷I2溶液(其中I2为6.0mM)溶解,常温搅拌1h后将反应液冷却到0℃,加入Na2S2O3(3.0mM)直至I2的颜色消失。有机层用饱和NaCl(aq)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏得淡黄色固体206mg,薄层板层析分离得淡黄色固体55mg,1
产率36%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.96(m,4H,NH),8.26-7.38(m,12H,ArH),5.21-5.12(m,
68H,PLA-CH-),3.82-3.42(m,903H,-OCH2CH2O-),3.33(s,6H,CH3O-),2.94-2.78(m,
14H,-NCH2-,-SCH2-),2.56-1.98(m,24H,-SCH2-,-CH2-,-COCH2-),1.70-1.39(m,204H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=23758,Mw=28301,D=1.20。IR(KBr)3458,2873,1757,1655,1603,
1544,1450,1380,1352,1255,1189,1098,950,863,759,704。
[0118] (4)PEG10000-PLA10000-PEG10000的合成;
[0119] 当PEG的n=225时,Mn=10000;当PLA的m=135时,Mn=10000,其合成路线如图5所示:在氧化反应条件下,取化合物Z1-PLA10000-Z1与PEG10000-A4进行氧化反应,得嵌段共聚物PEG10000-PLA10000-PEG10000。
[0120] 所 述 步 骤 具 体 为:分 别 称 取Z1-PLA10000-Z1(174.45mg,0.015mmol) 和PEG10000-A4(216.46mg,0.02mmol)溶入20ml二氯甲烷于250ml单口瓶中,搅拌溶解混合均匀后减压蒸馏干,残留物加入60ml二氯甲烷I2溶液(其中I2为6.0mM)溶解,常温搅拌1h后将反应液冷却到0℃,加入Na2S2O3(3.0mM)直至I2的颜色消失。有机层用饱和NaCl(aq)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏得淡黄色固体206mg,薄层板层析分离得淡黄色固体55mg,1
产率36%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.98(m,4H,NH),8.27-7.38(m,12H,ArH),5.23-5.12(m,
133H,PLA-CH-),3.82-3.41(m,1920H,-OCH2CH2O-),3.33(s,6H,CH3O-),2.94-2.76(m,
14H,-NCH2-,-SCH2-),2.56-1.96(m,24H,-SCH2-,-CH2-,-COCH2-),1.72-1.39(m,399H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=34553,Mw=43191,D=1.25。IR(KBr)3458,2873,1757,1655,1603,
1544,1450,1380,1352,1255,1189,1098,950,863,759,704。
[0121] 六、三嵌段共聚物PLA-PEG-PLA的合成
[0122] (1)PLA162-PEG148-PLA162的合成;
[0123] 当PEG的n=2,PLA的m=0时,其合成路线如图6所示:在氧化反应条件下,取化合物PLA162-Z1与A4-PEG148-A4进行氧化反应,得嵌段共聚物PLA162-PEG148-PLA162;
[0124] 所述步骤具体为:分别称取PLA162-Z1(28mg,0.03mmol)和A4-PEG148-A4(18mg,0.01mmol)溶入20ml二氯甲烷于250ml单口瓶中,搅拌溶解混合均匀后减压蒸馏干,残留物加入60ml二氯甲烷I2溶液(其中I2为6.0mM)溶解,常温搅拌1h后将反应液冷却到0℃,加入Na2S2O3(3.0mM)直至I2的颜色消失。有机层用饱和NaCl(aq)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏得淡黄色固体18mg,薄层板层析分离得淡黄色固体9.4mg,产率55%。IR(KBr)3449,
2882,1754,1639,1558,1447,1383,1265,1187,1109,957,841,799,619.[0125] (2)PLA3000-PEG2000-PLA3000的合成;
[0126] 当PEG的n=44时,Mn=2000;当PLA的m=38时,Mn=3000;其合成路线如图6所示:在氧化反应条件下,取化合物PLA3000-Z1与A4-PEG2000-A4进行氧化反应,得嵌段共聚物PLA3000-PEG2000-PLA3000。
[0127] 所 述 步 骤 具 体 为:分 别 称 取 PLA3000-Z1(113mg,0.03mmol) 和A4-PEG2000-A4(36.46mg,0.01mmol)溶入20ml二氯甲烷于250ml单口瓶中,搅拌溶解混合均匀后减压蒸馏干,残留物加入60ml二氯甲烷I2溶液(其中I2为6.0mM)溶解,常温搅拌1h后将反应液冷却到0℃,加入Na2S2O3(3.0mM)直至I2的颜色消失。有机层用饱和NaCl(aq)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏得淡黄色固体100mg,薄层板层析分离得淡黄色固体35g,产
1
率37%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.30-7.35(m,12H,ArH),6.78(brs,4H,NH),5.25-5.16(m,
77H,PLA-CH-),3.80-3.34(m,168H,-OCH2CH2O-),3.36(s,6H,CH3O-),2.91-2.74(m,
14H,-NCH2-,-SCH2-),2.53-2.01(m,24H,-SCH2-,-CH2-,-COCH2-),1.71-1.35(m,231H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=9956,Mw=12046,D=1.21。IR(KBr)3455,2878,1755,1650,1602,
1544,1450,1380,1350,1256,1180,1098,956,863,759,704,667,648。
[0128] (3)PLA5000-PEG5000-PLA5000的合成;
[0129] 当PEG的n=113时,Mn=5000;当PLA的m=66时,Mn=5000;其合成路线如图6所示:在氧化反应条件下,取化合物PLA5000-Z1与A4-PEG5000-A4进行氧化反应,得嵌段共聚物PLA5000-PEG5000-PLA5000。
[0130] 所 述 步 骤 具 体 为:分 别 称 取 PLA5000-Z1(173mg,0.03mmol) 和A4-PEG5000-A4(66.46mg,0.01mmol)溶入20ml二氯甲烷于250ml单口瓶中,搅拌溶解混合均匀后减压蒸馏干,残留物加入60ml二氯甲烷I2溶液(其中I2为6.0mM)溶解,常温搅拌1h后将反应液冷却到0℃,加入Na2S2O3(3.0mM)直至I2的颜色消失。有机层用饱和NaCl(aq)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏得淡黄色固体185mg,薄层板层析分离得淡黄色固体74mg,产
1
率45%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.30-7.34(m,12H,ArH),6.78(brs,4H,NH),5.25-5.14(m,
130H,PLA-CH-),3.80-3.36(m,452H,-OCH2CH2O-),3.33(s,6H,CH3O-),2.91-2.72(m,
14H,-NCH2-,-SCH2-),2.53-2.02(m,24H,-SCH2-,-CH2-,-COCH2-),1.71-1.35(m,390H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=17336,Mw=21496,D=1.24。IR(KBr)3440,2872,1756,1715,1659,
1601,1539,1453,1382,1353,1268,1188,1097,952,863,753,701,667。
[0131] (4)PLA10000-PEG10000-PLA10000的合成
[0132] 当PEG的n=225时,Mn=10000;当PLA的m=135时,Mn=10000;其合成路线如图6所示:在氧化反应条件下,取化合物PLA10000-Z1与A4-PEG10000-A4进行氧化反应,得嵌段共聚物PLA10000-PEG10000-PLA10000。
[0133] 所 述 步 骤 具 体 为:分 别 称 取 PLA10000-Z1(323mg,0.03mmol) 和A4-PEG10000-A4(116.46mg,0.01mmol)溶入20ml二氯甲烷于250ml单口瓶中,搅拌溶解混合均匀后减压蒸馏干,残留物加入60ml二氯甲烷I2溶液(其中I2为6.0mM)溶解,常温搅拌1h后将反应液冷却到0℃,加入Na2S2O3(3.0mM)直至I2的颜色消失。有机层用饱和NaCl(aq)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏得淡黄色固体302mg,薄层板层析分离得淡1
黄色固体150mg,产率48%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.30-7.33(m,12H,ArH),6.76(brs,
4H,NH),5.25-5.14(m,265H,PLA-CH-),3.79-3.36(m,918H,-OCH2CH2O-),3.33(s,6H,CH3O-),2.90-2.72(m,14H,-NCH2-,-SCH2-),2.53-2.01(m,24H,-SCH2-,-CH2-,-COCH2-),
1.73-1.35(m,795H,PLA-CH3-)。GPC:Mn=36311,Mw=45751,D=1.26。IR(KBr)3439,
2870,1755,1710,1650,1601,1540,1450,1380,1353,1265,1187,1089,951,863,753,701,
667。
[0134] 实施例2、嵌段共聚物分子量的测定
[0135] 采用GPC法测定实施例1中制得的聚合物的分子量;仪器:Agilent1260型凝胶渗透色谱仪,GPC柱:7.5×300mm、10μm的凝胶色谱柱,溶剂:四氢呋喃,流速:1.0mL/min,柱温:35℃,标样:聚苯乙烯。各聚合物的GPC分子量分布图如图7所示。
[0136] 实施例3、胶束的制备与表征(以PEG5000-PLA5000-PEG5000为实施实例)
[0137] 1、空白胶束的制备
[0138] 准确称取10mg所合成的嵌段共聚物,溶于2mL DMF(也可为DMSO或THF),把嵌段共聚物DMF溶液缓慢滴入10ml搅拌的PBS缓冲溶液(也可为纯净水或生理盐水)中(10min/ml),搅拌30min使其形成微乳球,转入透析袋中,用PBS缓冲液透析48小时,4h换水一次,透析出DMF,即得自组装胶束。
[0139] 2、载药胶束的制备
[0140] 准确称取10mg所合成的嵌段共聚物和1mg DOX.HCI于2mL DMF(也可为DMSO或THF)溶解,加入20μl三乙胺搅拌30min后把含有药物(可以是阿奇霉素、紫杉醇、榄香烯或喜树碱;本实施例中采用的是阿奇霉素)的所合成的嵌段共聚物DMF溶液缓慢滴入10ml搅拌的PBS缓冲溶液(也可为纯净水或生理盐水)当中(10min/ml),搅拌30min使其形成微乳球,转入透析袋中,用PBS缓冲液透析48小时,4h换水一次,透析出DMF,即得自组装载药胶束。
[0141] 3、最低聚集浓度CMC的测定
[0142] 以1,6-二苯基-1,3,5-己三烯(DPH)为紫外分子探针(最大吸收波长为313nm)测定CMC值,取10支10ml的EP管,每支管中加入20μl 1mM的DPH丙酮溶液,待丙酮挥发干后,每支管中分别加入不同浓度(浓度范围:0.5mg/mL,0.25mg/mL,0.1mg/mL,0.05mg/mL,-3 -3 -3 -3 -30.025mg/mL,5×10 mg/mL,1×10 mg/mL,0.25×10 mg/mL,0.05×10 mg/mL,0×10 mg/mL)的胶束溶液4ml,室温下搅拌4h分别测定吸光度,以胶束浓度为横坐标,吸光度为纵坐标做曲线图,通过吸光度递增的突跃点来确定最低聚集浓度CMC。胶束浓度对吸光度A的关系图如图8所示,胶束PEG5000-PLA5000-PEG5000的CMC值为0.012mg/mL。
[0143] 4、胶束粒径分布的测定
[0144] 取1mL胶束,置入激光粒度仪测量粒径,测定温度:25℃平衡时间3min,激光光源:He-Ne激光,波长为633nm。空白胶束的粒径分布图如图9所示,载药胶束的粒径分布图如图10所示。
[0145] 5、空白胶束的稳定性试验
[0146] 取2mL制备好的空白胶束于5mL的离心管中,隔段时间测定胶束粒径的变化,直至粒径发生明显变化,说明胶束发生改变。PEG5000-PLA5000-PEG5000胶束粒径变化在一星期的测试结果如图11所示:从图上可以看出此胶束可以长时间稳定存在。
[0147] 6、还原剂DTT处理胶束后粒径的变化
[0148] DTT处理空白胶束,制备0.5mg/ml的胶束溶液10ml,加入15.4mg的DTT(二硫苏糖醇)使DTT溶液浓度为10mM,恒温37℃搅拌,在1h,3h,6h,8h时的粒径变化。粒径变化图如图12所示;由图12可知:在还原剂DTT的处理下,胶束中的二硫键被破坏,使得胶束粒径发生变化,可以看出粒径略有变小,由于断裂后的片段还存在氢键作用力会使得变小的粒径颗粒会再次堆积而使得部分粒径变大。
[0149] 7、还原剂DTT处理载药胶束的药物释放实验
[0150] 分别取以上制备的载药胶束,配制成含DTT浓度为0.1mM,1.0mM,10mM的载药胶束溶液各3mL,置入37℃的水浴锅中,分时间段荧光分光光度计上以激发波长485nm,测定发射波长590nm的荧光吸收值变化,绘制荧光吸光度变化曲线图如图13所示:随着处理时间的加长,DTT浓度的增加,胶束溶液的荧光吸收值增加,由此可知载药胶束在还原剂DTT的处理条件下,胶束二硫键断裂,胶束包裹的DOX释放出来。
[0151] 分别取以上制备的载药胶束各2mL,装入分子量为2.0KD的透析袋中,分别置入DTT浓度为1.0mM,0.0mM的PBS溶液100mL中控制在37℃透析,隔时间段取出5mL PBS溶液以荧光分光光度计在激发波长485nm处,测定发射波长为590nm处的吸收值计算释放出的药物浓度及含量,同时加入相同浓度的DTT溶液。计算药物的累计释放量。计算公式如下:
[0152]
[0153] 式中Er:药物DOX的累积释放量,%;Ve:PBS的置换体积(5mL);V0:释放液PBS的体积(100mL);Ci:第i次置换取样时释放液中药的浓度(μg/mL);mdrug:用于释放的载药胶束中DOX的质量(μg);n:置换PBS的次数。药物释放曲线图14所示;载药胶束可以缓慢的释放出包裹的药物,同时在还原剂DTT的处理条件下可以加快药物的释放速率和增加药物的释放量。
[0154] 实施例4、胶束的细胞实验(以胶束PEG5000-PLA5000-PEG5000为实施实例)
[0155] 一、空白胶束的细胞毒性实验
[0156] 1、MTT法
[0157] 取对数生长期的NIH 3T3细胞,在96孔中板每孔中种入细胞数为1×104个,加入200μlDMEM培养24h,移除培养基加入200μl不同浓度的DMEM空白胶束溶液(每组浓度设4个孔)培养24h,移除DMEM空白胶束溶液,PBS缓冲液细心清洗三次,加入100μl DMEM和20μl 5mg.mL-1的MTT溶液培养4h形成结晶,然后移除溶液,加入200μl DMSO溶解结晶,在吸收波长490nm处以酶标仪测定其吸光度。实验结果如图15所示:在所实验的胶束浓度范围内细胞的存活率大部分在90%以上,说明聚合物胶束对正常细胞无毒害作用。
[0158] 2、A0/EB双染色实验
[0159] 在6孔板的每个孔中种入5×105个NIH 3T3细胞,加入1mL DMEM培养24h,移除-1培养基加入1mL含聚合物浓度1000μg.mL 的DMEM胶束溶液,培养24h,移除培养基PBS清-1
洗三次,然后加入100μl PBS及双染色试剂AO/EB染色剂(5μg.mL )培养10min,荧光显微镜下观察死细胞及活细胞情况。观察结果如图16所示:从图中可以看出细胞的存活率在
90%以上与以上1中的MTT实验结果相互印证。
[0160] 二、载药胶束细胞实验
[0161] 1、荧光显微镜法测定载药胶束的细胞内吞及细胞内释放实验
[0162] 取对数生长期的Hela细胞,在六空板的每个孔中种入细胞数2×106个,培养24h,加入GSH-OEt(谷胱甘肽乙酯)培养2h,以不加GSH-OEt的孔作为空白,然后每个孔中加入9ug/mL的DOX胶束培养基,各处理0.5h,1.0h后4%的甲醛溶液固定30min,DAPI染色10min,荧光显微镜下观察(激发波长486nm,发射波长596nm)。结果如图17所示:在相同的处理时间下,加GSH-OEt有利于促进胶束进入细胞内部,并达到细胞核,随着时间的延长进入细胞核的载药胶束增多,癌细胞在还原性谷胱甘肽作用下胶束被破坏使得药物开始释放,GSH-OEt的加入可进一步促进胶束破坏而使包裹的药物释放出来。
[0163] 3、MTT法
[0164] 取对数生长期的Hela细胞,在96孔中板每孔中种入细胞数为1×104个,加入200μL DMEM培养24h,移除培养基分别以10mM浓度的GSH-OEt DMEM培养2h,0.1mMBSO(丁硫氨酸-亚砜亚胺)的DMEM培养12h,以加DMEM做为空白,然后加入200μl不同浓度的DMEM载药胶束溶液(每组浓度设4个孔)培养48h,移除DMEM载药胶束溶液,PBS缓冲液细心清洗三次,加入100μl DMEM和20μl5mg.mL-1的MTT溶液培养4h形成结晶,然后移除溶液,加入200μl DMSO溶解结晶,在吸收波长490nm处以酶标仪测定其吸光度。
[0165] 实验结果如图18所示:与对照组相相比,在BSO的作用下使得癌细胞存活率增加,在GSH-OEt的作用使得癌细胞的存活率降低,其中BSO的作用是抑制癌细胞中还原性谷胱甘肽的产生,GSH-OEt的作用是促使细胞中还原性谷胱甘肽含量的增加,这说明载药胶束具有还原型敏感性,在GSH-OEt的协同作用下使得载药胶束对癌细胞的杀害作用加强,其中-1结果显示在载药胶束中DOX浓度为0.0001μg.mL 以上时,载药胶束对癌细胞的抑制率在
50%以上。
[0166] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。