含有腙鍵的具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物及其制備和作為抗腫瘤藥物載體的應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子化學領域，涉及一種具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物，尤其 涉及一種含有腙鍵的具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物；本發(fā)明同時還涉及該嵌段共聚物 的制備方法和作為抗腫瘤藥物載體的應用。
【背景技術】
[0002] 阿霉素具有較強的抗腫瘤作用，因其結(jié)構(gòu)中既含有脂溶性的蒽環(huán)配基，又有水溶 性的柔紅糖胺；并有酸性酚羥基和堿性氨基。作為一種周期非特異性抗癌化療藥物，本品對 各期細胞均有作用，但對S期的早期最為敏感，M期次之，而對Gl、S和G2期有延緩作用。其 作用機制在于可直接作用于DNA，插入DNA的雙螺旋鏈，使后者解開，改變DNA的模板性質(zhì)， 抑制DNA聚合酶從而既抑制DNA，也抑制RNA合成。其結(jié)構(gòu)如下：
[0003] 阿霉素具有較強的心臟毒性，使其在臨床應用上受到一定的限制。藥物載體是指 能改變藥物進入人體的方式和在體內(nèi)的分布、控制藥物的釋放速度并將藥物輸送到靶向器 官的體系。由于各種藥物載體釋放和靶向系統(tǒng)能夠減少藥物降解及損失，降低副作用，提高 生物利用度，因而對它的研究越來越受到重視。
[0004] N-(2-羥丙基）甲基丙烯酰胺（HPM)是一種高分子藥物載體，由于HPM具有良好 的生物相容性，不僅能夠降低藥物的毒副作用，減少抗藥性，提高藥物體內(nèi)的穩(wěn)定性，還能 增加藥物在腫瘤部位的累積，使藥效得到更好的發(fā)揮等特點，被作為腫瘤靶向藥物載體已 應用于臨床。其結(jié)構(gòu)式如下：
[0005] 葉酸（folic acid，F(xiàn)A)是一種人體必需的維生素，也是DNA合成所需酶系統(tǒng)中一 碳單位轉(zhuǎn)移酶的重要輔酶。葉酸受體的表達水平也與腫瘤的發(fā)展階段有關，早期腫瘤的葉 酸受體表達較低，晚期及高度惡變的腫瘤受體表達增強，此外，部分轉(zhuǎn)移瘤的表達水平顯著 高于原發(fā)瘤。因此，葉酸受體被認為是一種較好的腫瘤標記物，目前已被開發(fā)作為臨床診斷 腫瘤的標記物。其結(jié)構(gòu)式如下：
[0006] 因此，以水溶性好的聚（N-(2-羥丙基）甲基丙烯酰胺)為藥物載體，通過與雙鍵的 葉酸、帶有酸性PH敏感的智能釋放腙鍵共聚得到具有抗腫瘤活性的高分子嵌段共聚物，可 望為抗癌領域提供了更多的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種含有腙鍵的具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物； 本發(fā)明的另一目的是是提供一種含有腙鍵的具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物的制 備方法； 本發(fā)明的還有一個目的，就是提供該含腙鍵的靶向抗腫瘤活性的兩親嵌段共聚物作為 抗腫瘤藥物載體的應用。
[0008] (-）含有腙鍵的具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物 本發(fā)明含有腙鍵的具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物，是先將4-硝基苯酚甲基丙烯 酸酯通過RAFT聚合形成疏水嵌段；再通過引入生物相容性良好的親水性聚合物N- (2-羥丙 基）甲基丙烯酰胺作為親水嵌段；然后通過引發(fā)聚合含有雙鍵的葉酸靶向單體得到的嵌段 聚合物，最后經(jīng)肼解等一系列改性反應引入PH敏感基團腙鍵。其結(jié)構(gòu)如下式所示的兩嵌段 高分子共聚物A或三嵌段高分子共聚物B之一：
兩嵌段高分子共聚物A中，X =30~45 mol%，y = 55~70 mol%;
三嵌段高分子共聚物 B 中，X =25~35 mol%，y = 45~60 mol%，z =15~20 mol%。
[0009] (二）含有腙鍵的具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物的制備 1、兩嵌段高分子共聚物A的制備 上述兩嵌段高分子共聚物A的制備包括以下工藝步驟： (1)化合物I:的合成：以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，氮氣保護 下，4-硝基苯基甲基丙烯酸酯與三硫代碳酸酯以10:1~15: 1的摩爾比，于60~65°C反應 16~24 h，乙醚沉淀，過濾，干燥，得到化合物f ;其結(jié)構(gòu)式如下：
引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量為4-硝基苯基甲基丙烯酸酯和三硫代碳酸酯總摩爾量的 0. 5~1%〇
[0010] (2)化合物I:的合成：以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，氮氣 保護下，化合物與化合物N- (2-羥丙基）甲基丙烯酰胺以1:40~1:50的質(zhì)量比于60~65Γ 反應16~24 h，用乙醚沉淀、過濾、干燥，得到白色沉淀物即為化合物:i;其結(jié)構(gòu)為：
引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量為化合物I與化合物N-(2-羥丙基）甲基丙烯酰胺總質(zhì)量 的0· 5~1%〇
[0011] (3)化合物_的合成：以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，化合物_與水合肼1:10~1:20 以的質(zhì)量比，于50~55°C下反應12~24h ;反應完畢后用乙醚沉淀，烘干后溶解N，N-二甲基 甲酰胺中，再加入三甲氧基苯甲醛和乙酸，于50~55°C反應48~72h ;乙醚沉淀，過濾，烘干， 最后用分子量為3000的超濾濃縮離心管離心，即化合物Ii一一兩嵌段高分子共聚物A。其 結(jié)構(gòu)為：
X =30~45 mol%， y = 55~70 mol%。
[0012] 所述化合物1與三甲氧基苯甲醛的質(zhì)量比為;化合物_與乙酸的質(zhì)量比 為 20:1~30:1。
[0013] 圖1為上述兩嵌段高分子共聚物A (被動靶向）的核磁共振氫譜。通過核磁共振 氫譜分析可以得出，共聚得到的高分子嵌段共聚物，化學位移在3. 655和2. 759會出現(xiàn)HPM 上的特征峰-CH-(和-OH相連)和-CH2 (和-NH-相連)，化學位移在6. 246有三甲氧基苯甲 醛苯環(huán)峰。說明用上述方法共聚得到的產(chǎn)物與前面設計的結(jié)構(gòu)一致。
[0014] 2、三嵌段高分子共聚物B的制備 上述三嵌段高分子共聚物B的制備包括以下工藝步驟： (1)化合物￡的合成：以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，氮氣保護 下，4-硝基苯基甲基丙烯酸酯與三硫代碳酸酯以10:1~15: 1的摩爾比，于60~65°C反應 16~24 h，乙醚沉淀，過濾，干燥，得到化合物I ;其結(jié)構(gòu)式如下：
引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量為4-硝基苯基甲基丙烯酸酯和三硫代碳酸酯總摩爾量的 0. 5~1%〇
[0015] (2)化合物_的合成：以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，氮氣 保護下，化合物I:與化合物N- (2-羥丙基）甲基丙烯酰胺以1:40~1:50的質(zhì)量比于60~65Γ 反應16~24 h，用乙醚沉淀、過濾、干燥，得到白色沉淀物即為化合物篇:；其結(jié)構(gòu)為：
引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量為化合物I與化合物N-(2-羥丙基）甲基丙烯酰胺總質(zhì)量 的0· 5~1%〇
[0016] (3)化合物_的合成：二甲基亞砜為溶劑，葉酸、環(huán)己基碳二酰亞胺和N-羥基丁二 酰亞胺以5:1. 5的摩爾比，于50~55°C避光反應6~8h ;加入烯丙基胺，于-5~5°c 避光反應8~12h ;用丙酮沉淀，抽濾，真空干燥，得化合物IV ;葉酸與烯丙基胺的摩爾比為 1:2~1:10 ;其結(jié)構(gòu)式為：
(4)化合物霞的合成：以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，氮氣保護 下，化合物1和化合物漢以1:5~1:10的質(zhì)量比，在60~65°C下反應16~24h ;反應結(jié)束后用 乙醚行沉淀，過濾、干燥，得到化合物馨；其結(jié)構(gòu)式為：
引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量為化合物II和化合物_總質(zhì)量的0. 5~1%。
[0017] (5)化合物Vl的合成：以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，化合物#與水合肼以 1:10~1:20的質(zhì)量比，于50~55°C下反應12~24h ;反應完畢后用乙醚沉淀，烘干后溶解 N，N-二甲基甲酰胺中，再加入三甲氧基苯甲醛和乙酸，于50~55 °C反應48~72h ;乙醚沉淀， 過濾，烘干，最后用分子量為3000的超濾濃縮離心管離心，即得化合物ft一一三嵌段高分 子共聚物；化合物Y與三甲氧基苯甲醛的質(zhì)量比為;化合物V與乙酸的質(zhì)量比為 20:1~30:1。其結(jié)構(gòu)為：
X =25~35 mol%， y = 45~60 mol%， z =15~20 mol%。
[0018] 圖2為上述兩嵌段高分子共聚物B (主動靶向）的核磁共振氫譜。通過核磁共振氫 譜分析可以得出，共聚得到的高分子嵌段共聚物，化學位移在3. 673和2. 9會出現(xiàn)HPMA上 的特征峰-CH-(和-OH相連)和-CH2 (和-NH-相連)，化學位移在6. 272有三甲氧基苯甲醛 苯環(huán)峰，6. 651-9. 645有葉酸上的特征峰。說明用上述方法共聚得到的產(chǎn)物與前面設計的結(jié) 構(gòu)一致。
[0019] 圖3、4分別為本發(fā)明制備的嵌段共聚物A、B自組裝膠束的透射電鏡（TEM)照片。 圖3、4證明了該主動被動靶向載藥膠束在水中會自動發(fā)生自組裝，形成球形性狀的膠束顆 粒，在此過程中將藥物可負載到膠束的內(nèi)核中，從而達到載藥的目的。
[0020] (三）含有腙鍵的具有靶向抗腫瘤活性的嵌段共聚物的的抗腫瘤活性 1、聚合物載藥膠束的制備：將所述嵌段共聚物分別與阿霉素(阿霉素與聚合物質(zhì)量比 為1:2~1:4)充分溶解于DMF中，緩慢滴加去離子水，當溶液出現(xiàn)藍色乳光，繼續(xù)緩慢滴加去 離子水至，使阿霉素的濃度至〇. l~〇. 2mg/mL ;停止滴加，攪拌過夜形成載藥膠束；所述去離 子水的滴加速度為1滴/15 s。
[0021 ] 2、體外模擬藥物的水解、釋放實驗 將5 ml兩種高分子共聚物（A lmg/ml，B lmg/ml)分別置于截留分子量為3000mw的透 析袋中，將此透析袋置于裝有95 ml的圓底燒瓶中，震蕩使其釋放，分別在指定的時間段內(nèi) 從燒杯中取4 ml透析液，通過紫外分光光度計測定兩種高分子共聚物在292 nm處的吸光 度并計算其水解率。結(jié)果見表1。從表1可知兩種高分子共聚物在PH 5.0的微酸性環(huán)境下 的水解效果更好。
[0022] 將5 ml載藥膠束（A lmg/ml，B lmg/ml)分別置于截留分子量為3000mw的透析袋中，