專利名稱：聚乙二醇修飾齊多夫定綴合物及其制備方法與應用的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種治療抗滋病藥物和制備方法，具體涉及齊多夫定的聚乙二醇綴合前藥結(jié)構(gòu)及制備方法與應用，屬于抗艾滋病藥物前藥技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)引起的艾滋病(acquiredimmunodeficiency syndrome，AIDS)是嚴重影響人類健康的傳染性疾病。自1981年首例艾滋病被發(fā)現(xiàn)至今，全球死于這種被稱為“世紀瘟疫”病魔的人已逾2500萬。在有些國家，艾滋病甚至成為危害民眾健康的“四大殺手”之一。它的蔓延不僅威脅著個體的生命安全，也帶來嚴重的社會問題。雖然目前臨床廣泛應用的高效抗逆轉(zhuǎn)錄療法(HAART)可以有效延長病人的生存時間，提高生存質(zhì)量。但是由于目前使用的藥物以逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和蛋白酶抑制劑為主，這兩種藥物均存在嚴重的毒副作用以及容易引起耐藥性。
在HIV的復制周期中，逆轉(zhuǎn)錄酶(reverse transcriptase，RT)與蛋白酶、整合酶是必不可少的三種關鍵酶，其中逆轉(zhuǎn)錄酶依靠其RNA/DNA依賴的DNA聚合酶活性和核糖核酸酶氫(RNase H)活性，將原病毒RNA轉(zhuǎn)錄成雙鏈DNA，再經(jīng)整合酶作用，將病毒DNA整合到宿主細胞的染色體中。由于RT在HIV-1生命周期中的重要作用，它一直是抗HIV/AIDS藥物研發(fā)中首要的研究靶點。目前臨床上一線治療艾滋病藥物中絕大部分屬于HIV RT抑制劑類，為臨床抗病毒高效治療(HAAT)的重要組成部分。
核苷(酸)類HIV逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑作為RT的特異性抑制劑，是臨床最早應用的一類抗HIV藥物，至今仍發(fā)揮著重要的作用。目前臨床應用的HIV-1核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(NRTIs)共有7種即AZT、ddI、ddC、d4T、3TC、FTC、abacavir(ABC)。
AZT是美國FDA批準的第一個上市治療HIV感染藥物，并且是唯一被美國FDA批準用于預防HIV-1母嬰傳播的藥物。AZT口服吸收迅速，0.5h可達血藥濃度1.1～1.6mg/L，生物利用度為52％～75％，AZT親脂性高，口服后廣泛分布于各組織，其血漿蛋白結(jié)合率為34％～38％?？赏高^血腦屏障，是雙脫氧核苷類中最易進入腦脊液的藥物，給藥后4h時，腦脊液的藥物濃度可達血藥濃度的50％～60％；本品在精液中濃度高，且能通過胎盤，可使圍生期HIV母嬰傳播率降低70％；在肝臟內(nèi)代謝，成為無活性的葡萄糖醛酸結(jié)合體，約有74％由尿排出，14％以原形由尿排出，藥物消除半衰期約為1h。雖然AZT有對于艾滋病的治療已經(jīng)起到了不可替代的作用，但是其不良反應也限制了它的應用。AZT最主要的不良反應為骨髓抑制、貧血或粒細胞減少，應用大劑量(1500mg/d)，用藥6～8周后發(fā)生率為16％～74％。并且單獨使用極易產(chǎn)生耐藥性。
AZT存在的以上這些而這些問題與其半衰期短，從而需要多次、大劑量給藥有很大關系，目前臨床治療劑量一般為200mg，4h給藥一次，如此頻繁的大劑量給藥必然會加重藥物的毒副作用，并且會誘導RT中不同的氨基酸發(fā)生突變，從而產(chǎn)生耐藥性的毒株。而如果能夠延長AZT的半衰期，從而可以降低藥物的使用劑量以及使用頻率，這樣可以降低毒副作用的發(fā)生機率，低劑量使用次藥物誘導RT中不同的氨基酸發(fā)生突變的機率也會大大降低。
核苷類前藥是近來核苷類藥物結(jié)構(gòu)修飾的一個重要方向，用以改善核苷類藥物口服生物利用度及藥代動力學，靶向藥物到特定病變部位，延長作用時間，降低毒副作用，提高抗病毒及抗腫瘤效價。前體藥物是指藥物衍生物本身沒有顯著藥效也沒有嚴重的毒副作用，在體內(nèi)經(jīng)水解或酶解后，可以釋放出藥物單體，從而發(fā)揮藥物本身的藥效。前藥設計可以很好的解決藥物的水溶性和穩(wěn)定性，增加藥物的血液存留時間，改變藥物的體內(nèi)分布，提高藥物生物利用度和降低毒副作用。在前藥的結(jié)構(gòu)修飾方法中，高分子聚乙二醇(Polyethylene-glycol PEG)修飾是目前比較可行有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的抗艾滋病的核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶前藥及其制備方法，具體地說是提供一種聚乙二醇修飾的齊多夫定綴合物及其制備方法與應用。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥(mPEG-AZT)，具有下式的結(jié)構(gòu) 單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥設計原理如下根據(jù)藥物化學中的前藥原理，以齊多夫定為原料，通過與高分子的單甲氧基聚乙二醇成酯，制備上述AZT的高分子綴合前藥，從而可延長原藥物的半衰期。
高分子量的聚乙二醇(Polyethylene-glycol PEG)以其良好的水溶性、無毒、良好的生物相容性、血液相容性和無免疫原性等其它高分子無法比擬的優(yōu)點，使它成為一種被廣泛使用的生物修飾材料，在前藥的合成和制備中占有重要地位。已成為藥物化學修飾研究領域的熱點。PEG是被美國FDA批準的極少數(shù)能作為體內(nèi)注射藥用的合成聚合物之一。
鑒于齊多夫定(AZT)存在的藥物動力學缺點及其嚴重的毒副作用，加之前藥修飾的優(yōu)點，我們選擇對AZT進行聚乙二醇修飾，得到了藥代動力學性質(zhì)更佳的前藥。本發(fā)明選擇單甲氧基聚乙二醇(mPEG)2000-8000為修飾劑。
單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥的制備反應通式如下
具體合成路線如下 單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥的制備方法，步驟如下1、將mPEG(分子量2000-8000)置于圓底燒瓶中，加入適量甲苯，加熱溶解，再向圓底燒瓶中加入mPEG的5倍摩爾比的丁二酸酐，繼續(xù)加熱回流5～6h，TLC檢測(I2染色)，反應完畢后，減壓蒸除甲苯，所得固體物用二氯甲烷溶解后過濾，再向濾液中加入濾液體積的45-55倍體積的冷乙醚得白色沉淀，過濾分離沉淀，干燥后得白色粉末，即為單甲氧基聚乙二醇丁二酸單酯(mPEG-SA)。
以上步驟1中甲苯加量以能溶解mPEG為宜，反應完畢后通過減壓蒸餾除去甲苯。所說的固體物用二氯甲烷溶解中二氯甲烷的用量以能溶解所得固體物為宜，本發(fā)明不做特別限定。
2、將步驟1制得的固體單甲氧基聚乙二醇丁二酸單酯(mPEG-SA)配制成mPEG-SA的二氯甲烷溶液，濃度為0.1mmol/ml，備用。
3、將齊多夫定(AZT)、對二甲氨基吡啶(DMAP)和二環(huán)己基碳二酰亞胺(DCC)按等摩爾比的量加入到圓底燒瓶中，加入適量二氯甲烷常溫攪拌至溶解，向該溶液中滴加等mPEG-SA摩爾比的步驟2制得的mPEG-SA二氯甲烷溶液。22-28℃攪拌20-24h，TLC檢測，反應完畢后，過濾，加入45-55倍濾液體積的冷乙醚得白色沉淀，過濾分離沉淀，干燥后得到單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥(mPEG-AZT)白色粉末。
以上步驟3中加入適量二氯甲烷以能溶解原料為宜，本發(fā)明不做特別限定，特別優(yōu)選的加量為二氯甲烷4-5ml/mmol原料。
下面是本發(fā)明的單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合物在小鼠體內(nèi)的藥物動力學性質(zhì)的實驗研究方法與結(jié)果取健康小鼠72只，雌雄各半，體重25±2g，隨機分為兩組，每個時間點平行設定3只，灌胃給藥，劑量100mg/kg(按AZT計算)，給藥前禁食12h，自由飲水。第一組為對照組，灌胃AZT水溶液0.5ml，第二組為mPEG-AZT組，灌胃mPEG-AZT水溶液0.5ml。對照組36只，第一組在灌胃給藥后5min、10min、15min、30min、45min、1、1.5、2、3、4、6、8h分別對3只小鼠進行眼眶取血，將血液置于肝素化離心管中，待測；mPEG-AZT組36只，在給藥后0.083、0.25、0.5、1、1.5、2、2.5、3、4、6、8、12h等時間點分別對3只小鼠進行眼眶取血，置于肝素化離心管中，待測。血漿按血樣預處理方法和測定方法進行處理和測定。
如圖1所示，灌胃給藥以后，AZT為t1/2α為0.5h，t1/2β為1.16h，與文獻報道一致，而mPEG-AZT的半衰期有所延長，t1/2α為0.601h，t1/2β為2.083h。
本發(fā)明的單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合物與藥用輔料制成不同劑型的藥物。
本發(fā)明的單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合物的應用，用于制備抗艾滋病藥物。
本發(fā)明的優(yōu)良效果如下本發(fā)明的方法反應收率約為89-95％，首次合成并進行了體內(nèi)藥物動力學實驗，實驗結(jié)果顯示半衰期顯著延長，由原藥的1.16小時延長為2.083h。


圖1是本發(fā)明的單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合物在小鼠體內(nèi)的藥物動力學實驗中口服給藥藥時曲線，橫坐標時間(h)，縱坐標血藥濃度(μg/ml)。
具體實施例方式
實施例1單甲氧基聚乙二醇2000齊多夫定綴合前藥的制備將1g mPEG2000(0.5mmol)置于50ml圓底燒瓶中，加入20ml甲苯，安裝上分水器后蒸出10ml甲苯，然后向圓底燒瓶中加入0.5g(5mmol)丁二酸酐，繼續(xù)加熱回流5h，TLC檢測(I2染色)，反應完畢后，減壓蒸除甲苯，固體用5mL二氯甲烷溶解后過濾，向濾液中加入50倍體積的冰乙醚得白色沉淀，即為單甲氧基聚乙二醇丁二酸單酯(mPEG-SA)，得1.02g，產(chǎn)率97.1％。
將0.134g(0.5mmol)AZT、0.015g(0.125mmol)DMAP與0.233g(1mmol)DCC加入到50ml圓底燒瓶中，加入5ml二氯甲烷攪拌至溶解，向此溶液中滴加5ml的1.05g(0.5mmol)mPEG-SA二氯甲烷溶液。常溫攪拌24h，TLC檢測，反應完畢后，過濾，加入50倍體積的冰乙醚，得到mPEG-AZT白色沉淀1.12g；產(chǎn)率89.2％。
光譜數(shù)據(jù)分析中文名AZT-5’-羥基-(單甲氧基聚乙二醇)丁二酸酯。
英文名AZT-5’-hydroxyl-(methoxylpolyPolyethylene-glycol)-succinate1H-NMR(DMSO-d6)δ11.33(s，1H，NH)7.46(s，1H，＝CH)；6.13(t，1H，J＝6.07Hz，CH)；4.44(dd，1H，J1＝5.92Hz，J2＝9.79Hz CH)；4.28(m，2H，5-CH2)；4.12(t，2H，J＝1.26Hz，CH2)；3.97(dd，1H，J1＝5.05Hz，J2＝9.66Hz，4-CH)；3.63(t，1H，J＝4.80Hz，CH2)，3.59(t，2H，J＝4.75Hz，CH2)；3.51(m，188H，(O-CH2-CH2)n)；3.43(t，2H，2.52，J＝3.35Hz，CH2)；3.39(t，1H，J＝4.57Hz，CH2)；3.24(s，3H，CH3-O)；2.58-2.64(m，4H，O＝C-CH2CH2-C＝O)；2.34-2.44(m，2H，2-CH2)；1.80(s，3H，＝C-CH3)。
13C-NMR(DMSO-d6)δ172.05(C＝O)，171.88(C＝O)，163.79(4”C＝O)，150.52(2”-C＝O)，136.14(C-6”)，110.10(C-5”)，83.76(C-1’)；80.75(C-4’)；71.46(mPEG-m末端亞甲基)；69.96((O-CH2-CH2)n)，69.76(CH2-CH2-OC＝O)；68.38(C-3’)；63.67(C-5’)；63.54(CH2-O-C＝O)；58.21(CH3-O)，35.76(C-2’)；28.67(O＝C-CH2-CH2-C＝O)；12.21(六元環(huán)甲基)。
IR(KBr，cm-1)νNH(3423)，νCH2(2876.6)，νN3(2107)，νC＝O(1736)，νC＝O(1705)νC＝O(1692)，νC＝O(1632)，δCH2(1107.4)。
實施例2單甲氧基聚乙二醇6000齊多夫定綴合前藥的制備將3g mPEG6000(0.5mmol)置于50ml圓底燒瓶中，加入20ml甲苯，安裝上分水器后蒸出10ml甲苯，然后向圓底燒瓶中加入0.5g(5mmol)丁二酸酐，繼續(xù)加熱回流5h，TLC檢測(I2染色)，反應完畢后，減壓蒸除甲苯，固體用5mL二氯甲烷溶解后過濾，向濾液中加入55倍體積的冰乙醚得白色沉淀，即為單甲氧基聚乙二醇丁二酸單酯(mPEG-SA)。得3.01g，產(chǎn)率98.7％。
將0.134g(0.5mmol)AZT、0.015g(0.125mmol)DMAP與0.233g(1mmol)DCC加入到50ml圓底燒瓶中，加入5ml二氯甲烷攪拌至溶解，向此溶液中滴加5ml的3.05g(0.5mmol)mPEG-SA二氯甲烷溶液。常溫攪拌24h，TLC檢測，反應完畢后，過濾，加入55倍體積的冰乙醚，得到mPEG-AZT白色沉淀2.94g；產(chǎn)率92.3％。
權(quán)利要求
1.單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥(mPEG-AZT)，其特征在于具有如下結(jié)構(gòu)
2.一種權(quán)利要求1所述的單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥的制備方法，反應通式如下 步驟如下(1)將分子量2000-8000的mPEG置于圓底燒瓶中，加入適量甲苯，加熱溶解，再向圓底燒瓶中加入mPEG的5倍摩爾比的丁二酸酐，繼續(xù)加熱回流5～6h，TLC檢測(I2染色)，反應完畢后，減壓蒸除甲苯，所得固體物用二氯甲烷溶解后過濾，再向濾液中加入濾液體積的45-55倍體積的冷乙醚得白色沉淀，過濾分離沉淀，干燥后得白色粉末，即為單甲氧基聚乙二醇丁二酸單酯(mPEG-SA)；(2)將步驟1制得的固體單甲氧基聚乙二醇丁二酸單酯(mPEG-SA)配制成mPEG-SA的二氯甲烷溶液，濃度為0.1mmol/ml，備用；(3)將齊多夫定(AZT)、對二甲氨基吡啶(DMAP)和二環(huán)己基碳二酰亞胺(DCC)按等摩爾比的量加入到圓底燒瓶中，加入適量二氯甲烷常溫攪拌至溶解，向該溶液中滴加等mPEG-SA摩爾比的步驟2制得的mPEG-SA的二氯甲烷溶液；22-28℃攪拌20-24h，TLC檢測，反應完畢后，過濾，加入45-55倍濾液體積的冷乙醚得白色沉淀，過濾分離沉淀，干燥后得到單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥(mPEG-AZT)白色粉末。
3.如權(quán)利要求2所述的單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥的制備方法，其特征在于，步驟(3)中加入二氯甲烷的加量為4-5ml/mmol原料。
4.一種含有權(quán)利要求1所述的單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥與藥用輔料制成的藥物組合物。
5.權(quán)利要求1所述的單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥的應用，用于制備抗艾滋病藥物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚乙二醇修飾齊多夫定綴合物及其制備方法與應用。聚乙二醇修飾齊多夫定綴合物具有如下結(jié)構(gòu)，將齊多夫定(AZT)、對二甲氨基吡啶(DMAP)和二環(huán)己基碳二酰亞胺(DCC)加入適量二氯甲烷溶解，滴加等摩爾比的mPEG－SA的二氯甲烷溶液；反應完畢后，過濾，加入45－55倍濾液體積的冷乙醚得白色沉淀，過濾分離沉淀，干燥后得到單甲氧基聚乙二醇齊多夫定綴合前藥，用于制備抗艾滋病藥物。
文檔編號A61P31/00GK101066459SQ20071001558
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者劉新泳, 常昱 申請人:山東大學