專利名稱：環(huán)氧化合物與陽(yáng)離子聚合物及它們的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)氧化合物和陽(yáng)離子聚合物及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧化合物與陽(yáng)離子聚合物及它們的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著生物化學(xué)與分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，人們對(duì)核酸(DNA，RNA)功能認(rèn)識(shí)不斷加深，對(duì)引起各種疾病的分子機(jī)理也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在已知的人類疾病中有數(shù)千種疾病是與基因相關(guān)的，其主要原因是基因缺陷和基因缺失?，F(xiàn)人們經(jīng)過探索，通過將適當(dāng)?shù)耐庠椿蛞肴梭w細(xì)胞內(nèi)來(lái)彌補(bǔ)基因的缺陷或缺失，表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，以從根本上消除產(chǎn)生疾病癥狀的內(nèi)在因素，由此而產(chǎn)生了一種新的治療方法，稱之為基因治療?；蛑委煘槎喾N常見的疑難疾病帶來(lái)了希望，如癌癥，糖尿病，囊性纖維化病，艾滋病和心血管疾病等?；蛑委煶晒Φ年P(guān)鍵是要能把用于治療的基因高效的導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)，而將治療基因高效的導(dǎo)入細(xì)胞則需要安全有效的基因載體，因?yàn)闆]有載體的裸基因進(jìn)入血清或細(xì)胞內(nèi)會(huì)被血清的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)所吞噬或被細(xì)胞的內(nèi)涵體中的核酸酶降解。因此，開發(fā)安全有效的基因載體是基因治療成功的如提條件?，F(xiàn)已開發(fā)的基因載體包括病毒載體和非病毒載體，盡管病毒載體具有相對(duì)較高的轉(zhuǎn)染效率，但是存在免疫原性、致癌性、宿主基因插入整合等弊端，從而限制了臨床應(yīng)用。非病毒載體雖無(wú)免疫原性，便于大規(guī)模生產(chǎn)，但轉(zhuǎn)染效率低于病毒載體，并且大多非病毒載體也具有較高的細(xì)胞毒性。因此，開發(fā)細(xì)胞毒性低，轉(zhuǎn)染效率高的非病毒基因載體是促進(jìn)基因治療發(fā)展的基礎(chǔ)。
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現(xiàn)在研究的非病毒載體主要包括陽(yáng)離子脂質(zhì)體和陽(yáng)離子聚合物，陽(yáng)離子聚合物載體具有優(yōu)異的DNA結(jié)合及保護(hù)能力，便于進(jìn)行靶向性及生物適用性改性，成為基因載體研究中的一個(gè)重要研究對(duì)象。文獻(xiàn)中報(bào)道了很多合成陽(yáng)離子聚合物基因載體如聚賴氨酸、聚乙烯亞胺、聚酰胺基胺、聚氨基酯、聚脒、殼聚糖、帶有陽(yáng)離子側(cè)基的聚烯烴等類型。其中聚乙烯亞胺(PEI)是廣泛研究的一類陽(yáng)離子聚合物基因載體，其分子量為25kDa的樹枝狀聚乙烯亞胺(bPEI 25KDa)雖轉(zhuǎn)染效率較高，已經(jīng)作為評(píng)估陽(yáng)離子聚合物基因載體轉(zhuǎn)染效率高低的參照標(biāo)準(zhǔn)，但是因該基因載體的細(xì)胞毒性較大，且在有血清條件下的轉(zhuǎn)染效率還會(huì)降低到無(wú)血清條件下的1/2，從而限制了其在臨床上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的是，提供一種可用于制備陽(yáng)離子聚合物的環(huán)氧化合物。本發(fā)明次要目的是提供一種制備上述環(huán)氧化合物的方法。本發(fā)明的第三目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種陽(yáng)離子聚合物，該陽(yáng)離子聚合物作為基因載體，其細(xì)胞毒性低、在無(wú)血清和有血清條件下轉(zhuǎn)染效率均較高。本發(fā)明的第四目的是提供一種上述陽(yáng)離子聚合物的制備方法。本發(fā)明提供的環(huán)氧化合物，其特征在于該化合物的結(jié)構(gòu)式如下:
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧化合物，其特征在于該化合物的結(jié)構(gòu)式如下:
2.一種權(quán)利要求1所述環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下: (1)將N，N’- 二羥乙基乙二胺和有機(jī)堿加入溶劑中，并于冰水浴內(nèi)攪拌至其完全溶解，然后將完全溶解在溶劑中的二碳酸二叔丁酯以2 4s/滴的速度滴加，滴加完畢后，室溫反應(yīng)8 24h，減壓蒸餾，再依次用乙酸乙酯重結(jié)晶、柱分離即得中間化合物N，N’ -2Boc-N, N’ -2羥乙基乙二胺，其中N，N’ - 二羥乙基乙二胺、二碳酸二叔丁酯和有機(jī)堿的摩爾比為1:2.Γ2.5:2.Γ2.5 ； (2)在室溫下，將N，N’-2Boc-N，N’ - 二羥乙基乙二胺、環(huán)氧氯丙烷、氫氧化鈉、相轉(zhuǎn)移催化劑、溶劑和水一起進(jìn)行攪拌混合，待固體物質(zhì)基本溶解后加熱至35 45°C反應(yīng)4lh，抽濾，濾液減壓蒸餾，并通過柱層析分離即可，其中N，N’ -2Boc-N，N’ - 二羥乙基乙二胺、環(huán)氧氯丙烷、氫氧化鈉、相轉(zhuǎn)移催化劑和水的摩爾比為1: 3^10: 3^10: 0.05^0.1: 0.廣0.2，溶劑的量則以在35 45°C能夠基本溶解反應(yīng)物N，N’ -2Boc-N, N’ - 二羥乙基乙二胺為限。
3.按權(quán)利要求2所述環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于該方法中所用的有機(jī)堿為三乙胺或N，N’ - 二異丙基乙胺；相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化銨、四丁基氯化銨或四丁基碘化銨中的任一種；溶劑為二氯甲烷或三氯甲烷。
4.按權(quán)利要求2或3所述環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于該方法步驟(I)的反應(yīng)時(shí)間為12 16h ;N，N’ - 二羥乙基乙二胺、二碳酸二叔丁酯和有機(jī)堿的摩爾比為1:2.2 2.3:2.2 2.3。
5.按權(quán)利要求2或3所述環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于該方法步驟(2)中所用的氫氧化鈉為片狀。
6.一種由權(quán)利要求1所述環(huán)氧化合物開環(huán)聚合得到的陽(yáng)離子聚合物，其特征在于該聚合物的結(jié)構(gòu)通式如下:
7.一種權(quán)利要求6所述陽(yáng)離子聚合物的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下: (1)在室溫下，將權(quán)利要求1所述環(huán)氧化合物和二胺按摩爾比1:1加入無(wú)水乙醇中攪拌溶解，使其中環(huán)氧化合物的濃度為0.5^2mmol/mL,然后N2氛圍下于8(T85°C反應(yīng)6(T80h，停止加熱，繼續(xù)攪拌冷卻至室溫； (2)將HCl氣體通入上述反應(yīng)物中攪拌l(T24h，減壓蒸餾除去無(wú)水乙醇；(3)先將所得白色或淺黃色固體用去離子水溶解后置于冰水浴中，然后將其pH調(diào)至10 14，再用截留分子量為3500 8000的透析袋透析2 4d，凍干即可。
8.按權(quán)利要求7所述陽(yáng)離子聚合物的制備方法，其特征在于該方法中所用二胺為以下結(jié)構(gòu)中的任一種:
9.按權(quán)利要求7或8所述的陽(yáng)離子聚合物的制備方法，其特征在于該方法步驟(I)中所用環(huán)氧化合物的濃度為廣1.5mmol/mL，反應(yīng)時(shí)間為7(T75h。
10.按權(quán)利要求7或8所述的陽(yáng)離子聚合物的制備方法，其特征在于該方法步驟(3)中所用透析袋為截留分子量350(Γ5000的透析袋。
全文摘要
本發(fā)明公開的環(huán)氧化合物與由其開環(huán)聚合得到的陽(yáng)離子聚合物的結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)通式如下或本發(fā)明還公開了它們的制備方法。本發(fā)明提供的陽(yáng)離子聚合物能夠在生理?xiàng)l件下與帶負(fù)電的DNA靜電結(jié)合形成適合于基因轉(zhuǎn)染的納米尺寸和電位的復(fù)合物顆粒，不僅可促進(jìn)復(fù)合物通過內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞，且細(xì)胞毒性低，在有、無(wú)血清條件下其轉(zhuǎn)染效率均較高，使其具有臨床應(yīng)用的潛能，同時(shí)還表現(xiàn)出了一定的細(xì)胞選擇性，可為臨床的靶向治療提供可能性。其制備方法簡(jiǎn)單、成熟，易于掌握控制。
文檔編號(hào)C07D303/27GK103087012SQ20121058656
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者余孝其, 張琴芳, 張?bào)K 申請(qǐng)人:四川大學(xué)