專利名稱：一種樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物合成制備領(lǐng)域，具體涉及一種葡聚糖接枝的樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰胺-胺樹枝狀大分子是第一種被合成和商品化的樹 枝狀聚合物。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，人們對PAMAM進(jìn)行了更為深入的研究和應(yīng)用。其分子內(nèi)部的空腔可以用來包裹藥物分子，多個表面官能團(tuán)可以用來進(jìn)行各種修飾，如連接靶向分子，熒光分子，藥物分子等。表面伯胺可以用來結(jié)合DNA，作為基因載體。目前，PAMAM樹枝狀聚合物已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，如藥物載體，基因載體，磁共振成像造影劑等。雖然PAMAM樹枝狀聚合物的應(yīng)用研究已取得了很大的進(jìn)展，但PAMAM表面的大量伯胺使其具有一定的細(xì)胞毒性。利用低毒，高水溶性的免疫惰性大分子對PAMAM進(jìn)行修飾是降低毒性，提高材料生物相容性的重要手段。前人已進(jìn)行了很多相關(guān)的研究工作。然而前人的研究多集中在利用PEG對PAMAM表面進(jìn)行修飾上,如Bioco nj ugate Chemistry (卷19，期11,頁:2239-2252)及 Macromolecule s (卷35 期9 頁:3456-3462)，都取得了很好的效果，但是在降低毒性的同時也降低了 PAMAM表面可修飾的官能團(tuán)密度，限制了其應(yīng)用。而利用葡聚糖對PAMAM進(jìn)行修飾則鮮有報道。葡聚糖為細(xì)菌性多糖之一，又稱右旋糖酐。它不但水溶性好，毒性低，表面可修飾位點多，還能夠活化免疫細(xì)胞，全面刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)。葡聚糖能使受傷機(jī)體的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子(IL-I)的能力迅速恢復(fù)正常，有效調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能，還可以促進(jìn)體內(nèi)IgM抗體的產(chǎn)生，以提高體液的免疫能力。葡聚糖活化的細(xì)胞會激發(fā)宿主非專一性防御機(jī)制，故在腫瘤、感染病和創(chuàng)傷治療方面深受矚目。經(jīng)特殊步驟萃取且不含內(nèi)毒素的β -I, 3-葡聚糖在美國FDA已認(rèn)定是一種安全的物質(zhì)，廣泛用于醫(yī)藥行業(yè)。Click chemistry (點擊化學(xué))最先由美國Scripps研究院的Sharpie s s提出。Click反應(yīng)的核心是開辟一整套以含雜原子鏈接單元C-X-C為基礎(chǔ)的組合化學(xué)新方法，用少量簡單可靠和高選擇性的化學(xué)轉(zhuǎn)變來獲得更廣泛的分子多樣性，開創(chuàng)了快速，有效，甚至是100%可靠地，高選擇性地制造各類新化合物的合成化學(xué)新領(lǐng)域。其中的Cu (I)催化的疊氮化物-炔環(huán)加成反應(yīng)，對點擊化學(xué)的目標(biāo)和思想體現(xiàn)最為充分?，F(xiàn)有技術(shù)中，樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)即PAMAM由于具有大量的氨基，氨基帶有正電荷，對細(xì)胞有一定的破壞作用。目前為降低陽離子聚合物的細(xì)胞毒性，往往是在表面接枝生物相容性好的聚合物分子。這樣可以降低陽離子聚合物的表面氨基密度但是這樣做會降低PAMAM的活性，從而降低其作為載體的負(fù)載能力的同時也降低了 PAMAM表面可修飾的官能團(tuán)密度，限制了其應(yīng)用?！痹卺t(yī)藥領(lǐng)域，PAMAM作為一種陽離子聚合物往往被用于基因載體，如果表面氨基密度下降，其對于負(fù)電性的基因藥物的負(fù)載能力就會顯著下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種PAMAM接枝的葡聚糖及其制備方法，既兼具了葡聚糖和PAMAM的性質(zhì)，又降低PAMAM的細(xì)胞毒性，為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖，具有式I所示結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖，具有式I所示結(jié)構(gòu)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖，其特征在于，式I所示的化合物的數(shù)均分子量為5328 1207253。
3.一種樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 a)提供4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐與葡聚糖；所述葡聚糖的數(shù)均分子量為1000^100000 ;將所述4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐與葡聚糖混合在有機(jī)溶劑中，在催化劑的作用下發(fā)生酯縮合反應(yīng)，得到4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐修飾的葡聚糖； b)提供疊氮化PAMAM，并與步驟a)得到的4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐修飾的葡聚糖混合在有機(jī)溶劑中，在硫酸銅和抗壞血酸的作用下進(jìn)行點擊化學(xué)反應(yīng)，得到樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖；所述疊氮化PAMAM的分子量為10(Γ7182。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中所述4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐的按照如下方法制備 將丙炔醇、4-二甲氨基吡啶、丁二酸酐混合在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到丁二酸單丙炔醇酯； 將所述丁二酸單丙炔醇酯和N，N’ - 二環(huán)己基碳二亞胺混合在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行脫水縮合，得到4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述丁二酸酐與丙炔醇的摩爾比I 2:I。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐與所述葡聚糖的摩爾比為廣525 1 ;所述疊氮化PAMAM與所述4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐修飾的葡聚糖的摩爾比為廣394:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟b)中疊氮化PAMAM的按照如下方法制備 將NaN3,溴丙胺溴化氫鹽溶于水，在堿性條件下發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)，并經(jīng)過提純干燥工序，得到GO代疊氮化PAMAM ； 或?qū)⒈┧峒柞ズ虶O代疊氮化PAMAM溶解于有機(jī)溶劑中，進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純后得到G0. 5代疊氮化PAMAM ;將乙二胺與所述G0. 5代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行胺解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純、得到G1.0代疊氮化PAMAM ； 或?qū)⒈┧峒柞ズ退鯣l. O代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純后得到Gl. 5代疊氮化PAMAM ;將乙二胺與所述Gl. 5代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行胺解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純、得到G2. O代疊氮化PAMAM ； 或?qū)⒈┧峒柞ズ退鯣2. O代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純后得到G2. 5代疊氮化PAMAM ;將乙二胺與所述G2. 5代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行胺解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純、得到G3. O代疊氮化PAMAM ； 或?qū)⒈┧峒柞ズ退鯣3. O代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純后得到G3. 5代疊氮化PAMAM ;將乙二胺與所述G3. 5代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行胺解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純、得到G4. O代疊氮化PAMAM ； 或?qū)⒈┧峒柞ズ退鯣4. O代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純后得到G4. 5代疊氮化PAMAM ;將乙二胺與所述G4. 5代疊氮化PAMAM溶解在有機(jī)溶劑中，進(jìn)行胺解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過提純、得到G5. O代疊氮化PAMAM。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述疊氮化PAMAM選自第GO代、GI.O代，G2. O代、G3. O代、G4. O代或G5. O代樹枝狀聚合物PAMAM。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟b)具體為 b I)將4-氧代-4-(炔丙基氧基)丁二酸酐修飾的葡聚糖和CuSO4. 5H20、抗壞血酸鈉溶解在有機(jī)溶劑中，得到第一有機(jī)溶液； b2)將疊氮化PAMAM溶劑在有機(jī)溶劑中，調(diào)整pH=7，得到第二有機(jī)溶液；b3)將第一有機(jī)溶液和第二有機(jī)溶液混合，按照順序反復(fù)進(jìn)行冷凍、抽真空、熔融操作三次除去反應(yīng)體系中的氧氣，油浴下密封攪拌；將得到的產(chǎn)物經(jīng)過透析、凍干后得到樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖。
10.根據(jù)權(quán)利要求3、4、7或9所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自丙酮、甲醇、二氯甲烷、二甲基亞砜或N，N-二甲基甲酰胺中的一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖，具有式I所示結(jié)構(gòu)其中，主鏈為數(shù)均分子量1000～100000的葡聚糖；Q1和Q2的總接枝率為0.1%～85%；Q2的接枝率占總接枝率的0.1%～75%；Q1為式II所示的取代基、Q2為式III所示的取代基；R為不同數(shù)均分子量的樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)形成的取代基。本發(fā)明提供的樹枝狀大分子聚(酰胺-胺)接枝的葡聚糖，既兼具了葡聚糖和PAMAM的性質(zhì)，又降低PAMAM的細(xì)胞毒性。本發(fā)明還提供了所述接枝葡聚糖的制備方法。
文檔編號C08B37/02GK102924724SQ20121042808
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者肖春生, 張羽, 丁建勛, 賀超良, 莊秀麗, 陳學(xué)思 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所