一种基于纳米纤维素载体的结肠靶向前药及其制备方法转让专利
申请号 : CN201310295156.2
文献号 : CN103405778B
文献日 : 2015-04-29
发明人 : 唐丽荣 , 黄彪 , 李涛 , 卢麒麟 , 陈学榕
申请人 : 福建农林大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于纳米纤维素载体的前药在制备结肠靶向药物中的应用,其特征在于:以纳米纤维素为载体,通过酯化反应引入氨基酸连接臂,再与药物中间体偶联得到基于纳米纤维素载体的结肠靶向前药,应用于研制治疗结肠部位疾病的靶向药物;
制备方法包括以下步骤:
(1)氨基酸与纳米纤维素或马来酸酐酯化纳米纤维素发生酯化反应;
(2)在碱性条件下,脱去保护基,得到氨基酸酯化纳米纤维素或氨基酸修饰马来酸酐酯化纳米纤维素;
(3)以氨基酸为连接臂,将纳米纤维素或马来酸酐酯化纳米纤维素与药物中间体连接,制得基于纳米纤维素载体的结肠靶向前药;
步骤(1)的具体工艺为:纳米纤维素或马来酸酐酯化纳米纤维素与氨基酸在有机溶剂中发生酯化反应,以 4-二甲氨基吡啶为催化剂,1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐为活化剂,芴甲氧羰酰氯为氨基保护剂,制得通式(I)酯化纳米纤维素: ;其中R’为H、 或 ,R为氨基酸的侧链,所述的氨基酸选取甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸中的一种,用量为纳米纤维素或马来酸酐酯化纳米纤维素质量的1~2倍,所述的有机溶剂为N, N-二甲基甲酰胺、甲酰胺或二甲基亚砜;
步骤(2)的具体工艺为:将步骤(1)中通式(I)酯化纳米纤维素在体积分数为
10~20 %的哌啶/DMF溶液中搅拌10~25 min,得到通式(II)的氨基酸酯化纳米纤维素:;其中R’’为H、 或 ,R为氨基
酸的侧链,所述的氨基酸选取甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸中的一种;
步骤(3)的具体工艺为:将步骤(2)所制得的通式(II)氨基酸酯化纳米纤维素分散于溶剂中,加入药物中间体、N-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐,于室温下磁力搅拌反应10~24 h,反应完成后,多次离心、洗涤脱去未反应试剂,纯化后制得通式(III)的基于纳米纤维素为载体的结肠靶向前药:;其中R’’’为H、 或 ;R为
氨基酸的侧链,所述的氨基酸选取甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸中的一种;R1为药物中间体妥舒沙星、克林沙星、欧拉沙星、曲伐沙星中的一种,所述的药物中间体的用量为通式(II)氨基酸酯化纳米纤维素质量的0.05~0.2倍;所述的N-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐的用量分别是通式(II)氨基酸酯化纳米纤维素质量的3~5倍;所述的溶剂为N, N-二甲基甲酰胺、甲酰胺或二甲基亚砜。
说明书 :
一种基于纳米纤维素载体的结肠靶向前药及其制备方法
技术领域
背景技术
制剂一般在到达结肠和直肠前药物就会被吸收或降解,无法特异地作用于病变部位,因此
采用化学及制剂学技术,改变药物的理化性质,制备结肠靶向给药系统,又称结肠定位给药
系统(colon-specific drug delivery system, CDDS),使治疗药物在胃和小肠不释放,而
在结肠部位定位释放,可以提高结肠局部药物浓度,减少药物对胃肠道的刺激,减少由于胃
肠道吸收所引起的全身性毒副作用,从而使药物在人体结肠更有效地发挥治疗作用,对治
疗结肠疾病具有非常重要的临床意义。
深入细致的毒理学研究,造成开发周期较长、费用较高、降解速度较慢;可能造成服用剂量
过大,超出人体承受范围等缺陷;另一类是天然高分子聚合物,如果糖、葡聚糖、壳聚糖、硫
酸软骨素、淀粉、纤维素等。
用下,被特异性地降解成小分子寡糖、短链脂肪酸和二氧化碳等物质。基于这一特性,纤维
素可被用于结肠靶向药物载体。
技术和纳米技术引入结肠靶向给药系统中,一方面可以通过将药物包封于纳米纤维素中,
使其在胃和小肠不释药,而将药物运送至结肠来释放,从而发挥结肠局部或全身治疗作用;
另一方面,利用纳米纤维素药物载体比表面积大、活性高的特点,通过进一步的表面修饰,
而避免被免疫系统巨噬细胞吞噬,克服体内“生物屏障”,从而达到结肠靶向给药的目的。
括羟基、羧基或氨基等,而具体选择哪个基团来进行反应则必须不影响到其靶向活性或药
物活性。由于大多数药物单元或靶向单元与大分子载体不能通过化学反应直接连接,即使
有可能反应,也会因为载体分子链或药物分子的空间位阻效应导致偶联效率太低,或限制
靶向活性,因此无实际应用价值;即便药物与载体直接相连上,也会因为药物与载体直接相
连所形成的化学键难以断裂而释放不出药物。因此通常需要在载体与药物分子之间引入连
接臂进行偶联,以便获得良好的药物控制释放性能和生物靶向活性等。常见的偶联键有酯
键(ester)、酰胺键(amide)和二硫键(disulphide)等,间隔臂有短肽、PEG、酸酐等。
发明内容
相连,制得结肠靶向前药。该前药具有高效的靶向药物释放效果,在实现靶向给药的同时,
还能起到调控药物缓释速率的作用。
剂,1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)为活化剂,
芴甲氧羰酰氯(Fmoc-Cl)为氨基保护剂,制得通式(I)的酯化纳米纤维素: ;其中R’为H、马来酸酐基( )或Fmoc保护氨
基酸基( );其中R为氨基酸的侧链,所述的氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬
氨酸、亮氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸、天氡氨酸、谷氨酸中的一种,用量为纳米纤维素或马
来酸酐酯化纳米纤维素质量的1~2倍,所述的有机溶剂为N, N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲酰
胺或二甲基亚砜(DMSO)。
化纳米纤维素: ;其中R’’为H、马来酸酐基(
)或氨基酸基( );其中R为氨基酸的侧链,所述的氨基酸选取甘氨酸、丙氨酸、
缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸、天氡氨酸、谷氨酸中的一种。
基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl),于室温下磁力搅拌反应10~24 h。反应完成后,多
次离心、洗涤脱去未反应试剂,纯化后制得通式(III)的基于纳米纤维素为载体的结肠
靶向前药: ;其中R’’’为H、马来酸酐基(
)或 ;其中R为氨基酸的侧链,所述的氨基酸选取甘氨酸、丙氨酸、缬氨
酸、亮氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸、天氡氨酸、谷氨酸中的一种;其中R1为药物中间体,
是妥舒沙星( )、克林沙星( )、欧拉沙星
( )或曲伐沙星( )中的一种,药
物中间体的用量为通式(II)氨基酸酯化纳米纤维素质量的0.05~0.2倍;所述的N-羟基琥
珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)的用量分
别是通式(II)氨基酸酯化纳米纤维素质量的3~5倍;所述的溶剂为N, N-二甲基甲酰胺、
甲酰胺或二甲基亚砜。
结肠靶向前药在胃和小肠不释药,而在结肠发挥局部或全身治疗作用,具有良好的药物控
制释放性能。
附图说明
具体实施方式
(Fmoc-Cl),加入50 mL二甲基亚砜,将反应物混合均匀,于室温下磁力搅拌反应20 h。反应
完成后,在9000 rpm转速下离心脱去液体,然后先用去离子水多次洗涤留下的固体样品,再
用乙醇溶液洗涤两次,得到Fmoc保护氨基纳米纤维素样品。为脱去Fmoc保护,再将其分散
于20 mL 10 % (v/v)的哌啶/DMF溶液,搅拌20 min即可脱除Fmoc,得到氨基酸酯化纳米
纤维素,在-53℃真空冷冻干燥样品。
室温下磁力搅拌反应20 h。反应完成后,在9000 rpm转速下离心脱去液体,然后用去离子
水多次洗涤留下的固体样品,直至洗涤液中无未反应试剂,纯化后样品即为结肠靶向前药。
在-53℃真空冷冻干燥,避光贮存。
(Fmoc-Cl),加入50 mL二甲基亚砜,将反应物混合均匀,于室温下磁力搅拌反应20 h。反应
完成后,在9000 rpm转速下离心脱去液体,然后先用去离子水多次洗涤留下的固体样品,再
用乙醇溶液洗涤两次,得到Fmoc保护氨基纳米纤维素样品。为脱去Fmoc保护,再将其分散
于20 mL 10 % (v/v)的哌啶/DMF溶液,搅拌20 min即可脱除Fmoc,得到氨基酸酯化纳米
纤维素,在-53℃真空冷冻干燥样品。
室温下磁力搅拌反应20 h。反应完成后,在9000 rpm转速下离心脱去液体,然后用去离子
水多次洗涤留下的固体样品,直至洗涤液中无未反应试剂,纯化后样品即为结肠靶向前药。
在-53℃真空冷冻干燥,避光贮存。
使纤维素预活化。然后逐滴加入1.5 mL浓硫酸作为催化剂,将此悬浮液置于80 ℃油浴锅
中于300 r/min 搅拌6 h。反应一定时间后,再将此反应体系在超声频率40 kHz,功率250W
下超声处理,超声温度75℃,超声时间5 h。反应完成后,将此悬浮液在9000 r/min下先用
去离子水反复离心脱液,再用丙酮/乙醇混合液(1/1体积比)洗脱未反应试剂和副产物。最
后将收集到的马来酸酐酯化纳米纤维素于-53℃真空冷冻干燥以备用。
g芴甲氧羰酰氯(Fmoc-Cl),加入50 mL N, N-二甲基甲酰胺将反应物混合均匀,于室温下
磁力搅拌反应15 h。反应完成后,在9000 rpm转速下离心脱去液体,然后先用去离子水多
次洗涤留下的固体样品,再用乙醇溶液洗涤两次,得到Fmoc保护氨基酸酯化纳米纤维素样
品,再将其分散于20 mL 20 % (v/v)的哌啶/DMF溶液中,搅拌20 min即可脱除Fmoc,得到
氨基酸酯化纳米纤维素,在-53℃真空冷冻干燥样品。
室温下磁力搅拌反应15 h。反应完成后,在9000 rpm转速下离心脱去液体,然后用去离子
水多次洗涤留下的固体样品,直至洗涤液中无未反应试剂,纯化后样品即为结肠靶向前药,
在-53℃真空冷冻干燥,避光贮存。结果表明,所制备的结肠靶向前药在人工胃液中不会释
放,在人工小肠液中有较少量释放,而在人工结肠液中可以较好地实现靶向给药(图1)。由
图2可以看出,氨基酸酯化纳米纤维素可以较好地包覆于妥舒沙星药物表面。