一种靶向光动力治疗用两亲性共聚物的制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103588966 A (43)申请公布日 2014.02.19 CN 103588966 A (21)申请号 201310487938.6 (22)申请日 2013.10.17 C08G 63/91(2006.01) C08F 120/36(2006.01) A61K 47/48(2006.01) A61K 41/00(2006.01) A61P 35/00(2006.01) (71)申请人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市京口区学府路 301 号 (72)发明人 戴晓晖 王志明 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 楼。

2、高潮 (54) 发明名称 一种靶向光动力治疗用两亲性共聚物的制备 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种靶向光动力治疗用两亲性 共聚物的制备方法， 属于光动态治疗技术领域。 由 5,10,15,20- 四 (2- 羟乙基 ) 苯基卟啉引发 L- 丙 交酯的开环聚合制备以卟啉为核端羟基化星型聚 乳酸 ； 由以卟啉为核端羟基化星型聚乳酸经酯化 反应制备以卟啉为核的大分子链转移剂的聚乳 酸 ； 利用可逆加成 - 断裂链转移聚合法， 由大分子 链转移剂和甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯 单体制备以卟啉为核的星型聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲 基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯材料 ； 。

3、反应温度 为 70， 反应时间 12h， 本发明用温和的条件， 可 以方便地制得含亲水和疏水比例可以调节的两亲 性生物材料， 设计合理， 操作方便， 有望适用于工 业化生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103588966 A CN 103588966 A 1/1 页 2 1. 一种具有靶向效应的光动力治疗用两亲性共聚物的制备方法， 其特征在于按照下述 步骤进行 ： （1） 由 5,10,15,20- 四 (2- 羟乙基 ) 。

4、苯基卟啉引发 L- 丙交酯的开环聚合， 制备星型端 羟基化以卟啉为核的聚乳酸(SPPLA-OH) ； 其中反应温度为50， 反应时间24h ； 其中以臂支 长度为 20 的聚乳酸为例， 5,10,15,20- 四 (2- 羟乙基 ) 苯基卟啉与 L- 丙交酯的摩尔比为 1:80 ； （2） 由以卟啉为核的端羟基化聚乳酸和苄基三代碳酸酯基丙酸 （BSPA） 通过酯化反应制 备大分子链转移剂的聚乳酸 (SPPLA-BSPA） ； 室温 （25） 条件下， 反应 72h ； 其中以卟啉为核 的端羟基化聚乳酸和苄基三代碳酸酯基丙酸 （BSPA） 的摩尔比为 1:16 ； （3） 利用可逆加成 - 断裂。

5、链转移 （RAFT） 聚合法， 由大分子链转移剂 (SPPLA-BSPA) 和 甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯单体制备以卟啉为核的星型聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲基丙 烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯 ； 反应温度为 70， 反应时间 12h。 权 利 要 求 书 CN 103588966 A 2 1/3 页 3 一种靶向光动力治疗用两亲性共聚物的制备方法 技术领域 0001 本发明属于光动态治疗技术领域， 具体是一种具有靶向效应的光动力治疗两亲性 共聚物的制备方法。 0002 背景技术 近年来， 卟啉及其衍生物广泛的应用于药物缓释和肿瘤的光动态治疗领域， 因此设计 和合成以。

6、卟啉为核的聚合物和树枝状高分子受到越来越多研究者的关注。 以卟啉衍生物为 内核， 通过高分子功能化， 特别是星状或树枝状高分子， 由于外壳的聚合物可以防止卟啉内 核的自猝灭， 因此有望高效地把高浓度的光敏药物递送到病灶部位。 现在， 聚乳酸在生物医 药领域如药物释放、 组织工程得到了广泛的使用， 但由于其高结晶性使其在体内和体外的 降解速率很难控制， 通常会导致药物的突释。但通过调节聚合物的亲水疏水平衡， 共聚、 共混或超支化等方法可以克服这些缺陷。近年来， 仿生的水溶性糖聚合物 （侧链含糖的聚 合物） 被应用在生物体中糖与蛋白间特定的识别研究因此， 通过甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰 胺 。

7、) 乙酯与聚乳酸共聚， 不仅破坏了聚乳酸的结构规整性， 使其结晶性能下降， ， 有效的调 节了材料的物理机械性能和表面性能， 使其成为性能更加优良的生物医用高分子材料， 而 且利用糖与蛋白特定的识别作用， 这种含糖聚合物可用于靶向药物释放体系。因此， 以卟 啉为核， 把生物降解聚酯聚乳酸和乳糖聚合物结合起来， 制备一种以卟啉为核的星型聚乳 酸 - 嵌段 - 聚甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯生物材料， 利用糖分子与细胞表面受体蛋 白的特异性识别， 有望用与癌症的靶向光动力治疗。 经对现有技术的文献检索发现， 周围等 在 2008 年生物科学大分子 （Macromolecular B。

8、ioscience） 杂志上发表的 “Biodegradable and Biomimetic Poly(caprolactone)/Poly(lactobionamidoethylmethacrylate” （生物 可降解的仿生型聚己内酯/聚甲基丙烯酸-2-(N-乳糖酰胺)乙酯） ， 该文提出由季戊四醇引 发己内酯的开环聚合反应， 通过基团转化后， 生成含有溴代官能团的聚合物， 然后引发原子 转移自由基聚合(ATRP)， 从而制备出四臂星型的聚己内酯-嵌段-聚甲基丙烯酸-2-(N-乳 糖酰胺)乙酯共聚物。 其不足之处在于 ： 1 聚合反应里应用了催化剂辛酸亚锡， 会有金属 离子残留， 并且聚。

9、合反应条件相对苛刻， 使其在实验室和工业生产中受到限制。 2 相对于文 献的合成方法， 本实验采用可逆加成断裂链转移聚合 （RAFT） 合成方法， 设计的聚合物中引 入了卟啉分子， 把光动力治疗和乳糖聚合物结合起来。迄今为止， 以卟啉为核的聚乳酸 - 嵌 段 - 聚甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯共聚物的制备方法生物材料尚未见报道。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种以卟啉为核的聚乳酸 - 嵌 段 - 乳糖聚合物杂化生物材料的制备方法， 使其采用相对温和的聚合条件 （可逆加成断裂 链转移聚合 （RAFT） ， 可以方便地制得含乳糖量可以调节的以卟啉为。

10、核的聚乳酸 - 嵌段 - 乳 糖聚合物杂化生物材料， 设计合理， 操作方便， 有望适用于工业化生产。 0004 本发明是通过以下技术方案实现的， 本发明由三步反应完成 ： （1） 由 5,10,15,20- 四 (2- 羟乙基 ) 苯基卟啉引发 L- 丙交酯的开环聚合， 制备星型端 说 明 书 CN 103588966 A 3 2/3 页 4 羟基化以卟啉为核的聚乳酸(SPPLA-OH) ； 其中反应温度为50， 反应时间24h ； 其中以臂支 长度为 20 的聚乳酸为例， 5,10,15,20- 四 (2- 羟乙基 ) 苯基卟啉与 L- 丙交酯的摩尔比为 1:80 ； （2） 由星型端羟基化。

11、以卟啉为核的聚乳酸和苄基三代碳酸酯基丙酸 （BSPA） 通过酯化 反应制备大分子链转移剂的聚乳酸 (SPPLA-BSPA） ； 室温 （25） 条件下， 反应 72h ； 其中端 羟基化以卟啉为核的星型聚乳酸 (SPPLA-OH) 和苄基三代碳酸酯基丙酸 （BSPA） 的摩尔比为 1:16 ； （3） 利用可逆加成 - 断裂链转移 （RAFT） 聚合法， 由大分子链转移剂 (SPPLA-BSPA) 和 甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯单体制备以卟啉为核的星型聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲基丙 烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯 ； 反应温度为 70， 反应时间 12h。 0005 。

12、本发明具有如下优点 ： 1） 采用可逆加成断裂链转移聚合 （RAFT） ， 反应温和， 易于 操作 ； 2） 糖聚合物的长度可以由糖单体和聚乳酸大分子引发剂的摩尔比例来准确控制， 即可以方便地制得含糖量可以调节的聚乳酸 - 嵌段 - 糖聚合物杂化生物材料 ； 3） 利用大 分子自组装， 可方便地获得糖分子介导的高分子纳米胶束或囊泡 ； 4） 为制备新型的光动力 治疗肿瘤细胞靶向型高分子药物控制释放载体提供了一种简单而有效的途径。 附图说明 0006 图 1 为本发明合成路线图， 图 2 为两种不同物质在特定波长光照条件下单线态氧产生的能力图。 0007 本发明实施例的合成路线如图 1 所示。 。

13、0008 实施例 1 ： 以卟啉为核的聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯糖 聚合物杂化生物材料的制备方法 5,10,15,20- 四 (2- 羟乙基 ) 苯基卟啉 （68.4mg， 0.08mmol） 为引发剂， DMAP（78.2mg， 0.64mmol） ， L- 丙交酯 （922mg， 6.4mmol） 先后加入到已经充分干燥的烧瓶中， 用翻口塞封 口， 真空线操作抽真空通氮气来回三次后， 加入 0.2mLTHF， 放入 50恒温油浴中， 反应 24h 后， 将试管冷却到室温， 所得固体溶解于 5mLCH2Cl2， 磁力搅拌下逐滴沉降于 50mL 的冰甲。

14、醇 中。过滤后所得产物， 在 40下真空恒温干燥至恒重。产量 931.7mg， 产率 87.2%。 0009 可逆加成 - 断裂链转移 （RAFT） 大分子引发剂 (SPPLA-BSPA) 的合成如下 ： 在试管 中加入干燥好的以卟啉为核端羟基化的星型聚乳酸 (SPPLA-OH)（110.4mg， 0.01mmol） ， 苄 基三硫代碳酸酯基丙酸 （BSPA） （21.76mg， 0.08mmol） 、 4- 二甲氨基吡啶 （DMAP） （4.89mg， 0.04mmol） 和双环己基碳酰亚胺 （DCC）（16.51mg， 0.08mmol） 。将试管放入冰盐浴中抽真空， 通氮气 3 次， 然。

15、后加入 3mLCH2Cl2， 真空线抽真空通氮气三次后， 在室温下反应 72 小时。旋 转蒸发除去溶剂后， 在烧瓶中加入少量 CH2Cl2溶解， 最后， 沉降在无水乙醚中， 得到棕红色 固体粉末， 再用无水乙醚洗涤除去过量的苄基三硫代碳酸酯基丙酸 （BSPA） 。真空恒温干燥 至恒重， 得到大分子链转移剂 (SPPLA-BSPA)， 产量 78.7mg， 产率 59%。 0010 在试管中加入大分子引发剂 (SPPLA-BSPA) （43.3.mg， 0.002mmol） ， 甲基丙烯 酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯单体 （140mg， 0.298mmol） 以及偶氮二异丁腈 （AIBN。

16、） ， 然后加入 0.44ml 的氮 - 甲基吡咯烷酮 （NMP） 使之充分溶解。抽真空， 通氮气三次后在 70oC 的恒温油 浴中反应 12 小时。反应结束后现在冰水浴中冷却， 然后沉降在无水乙醚中， 再用甲醇洗 2 说 明 书 CN 103588966 A 4 3/3 页 5 次， 无水乙醚洗 2 次， 真空恒温干燥至恒重， 得到 68.0mg 产物 （产率 30%） 。 0011 实施例 2 ： 以卟啉为核的聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯杂 化生物材料的制备方法 端羟基化聚乳酸(SPPLA-OH)和引发活性种的聚乳酸(SPPLA-BSPA)的制备同实。

17、施例1。 0012 在 试 管 中 加 入 大 分 子 引 发 剂 SPPLA-BSPA （43.3mg， 0.002mmol） ， 甲 基 丙 烯 酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯单体 （65mg， 0.138mmol）以及偶氮二异丁腈 （AIBN） ， 然后加入 0.33ml 的氮 - 甲基吡咯烷酮 （NMP） 使之充分溶解。抽真空， 通氮气三次后在 70oC 的恒温油 浴中反应 12 小时。反应结束后现在冰水浴中冷却， 然后沉降在无水乙醚中， 再用甲醇洗 2 次， 无水乙醚洗 2 次， 真空恒温干燥至恒重， 得到 36.0mg 产物 （产率 27%） 。 0013 实施例 3 ： 以。

18、卟啉为核的聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯杂 化生物材料的制备方法 端羟基化聚乳酸(SPPLA-OH)和引发活性种的聚乳酸(SPPLA-BSPA)的制备同实施例1。 0014 在 试 管 中 加 入 大 分 子 引 发 剂 SPPLA-BSPA （21.6mg， 0.001mmol） ， 甲 基 丙 烯 酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯单体 （120mg， 0.256mmol） 以及偶氮二异丁腈 （AIBN） ， 然后加入 0.33ml 的氮 - 甲基吡咯烷酮 （NMP） 使之充分溶解。抽真空， 通氮气三次后在 70oC 的恒温油 浴中反应 12 小时。。

19、反应结束后现在冰水浴中冷却， 然后沉降在无水乙醚中， 再用甲醇洗 2 次， 无水乙醚洗 2 次， 真空恒温干燥至恒重， 得到 43.0mg 产物 （产率 31%） 。 0015 实施例 4 以卟啉为核的聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯聚合物 杂化生物材料产生单线态氧能力 作为聚合物内核的卟啉在可见光的激发下将三线态的氧转化为单线态的氧， 单线态氧 及其活泼， 能破坏细胞组织， 导致细胞死亡。 卟啉的这一特点是它在肿瘤的光动力治疗中得 到广泛的应用。单线态氧产率的高低即在一定程度决定了卟啉作为光敏剂的潜在能力大 小， 1,3- 二苯基异苯并呋喃 (DPBF) 。

20、是一种优良的单线态氧捕捉剂 , 能够快速与单线态氧 发生反应使其共轭结构被破坏而生成无色产物， 因而可检测卟啉产生单线态氧的能力。因 此我们使用 1,3- 二苯基异苯并呋喃 （DPBF） 作为单线态氧捕捉剂， 通过荧光分光光度计分 别测定了四苯基卟啉小分子和以卟啉为核的聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰 胺 ) 乙酯两种不同物质在特定波长光照条件下单线态氧产生的能力， 得图 2。图中可以看 到， 小分子化合物四苯基卟啉在光照 2 分钟内， 1,3- 二苯基异苯并呋喃 （DPBF） 的荧光强度 迅速下降， 说明在此期间产生大量的单线态氧， 并与 1,3- 二苯基异苯并呋喃 。

21、（DPBF） 迅速结 合反应， 使得 1,3- 二苯基异苯并呋喃 （DPBF） 的荧光强度大大下降。而以卟啉为核的聚乳 酸-嵌段-聚甲基丙烯酸-2-(N-乳糖酰胺)乙酯随着光照时间的增加， 1,3-二苯基异苯并 呋喃 （DPBF） 的荧光强度逐渐降低， 因而可通过光照时间的控制单线态氧的产生能力。因此 以卟啉为核的聚乳酸 - 嵌段 - 聚甲基丙烯酸 -2-(N- 乳糖酰胺 ) 乙酯聚合物是一种新型可 用于光动力治疗癌症的生物材料。 说 明 书 CN 103588966 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103588966 A 6 2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103588966 A 7 。