專利名稱：聚肽－聚丙烯酸類共聚物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可生物降解聚肽-聚丙烯酸類共聚物及其制備方法。
背景技術(shù)：
兩親性聚肽共聚物，其自組裝所形成的納米膠束粒徑分布窄、主鏈上眾多的肽鍵在體內(nèi)蛋白酶作用下易斷裂降解生成無(wú)毒的小分子，是一類被廣泛應(yīng)用于制備納米藥物載體的共聚物。
現(xiàn)有用于制備納米藥物載體(載藥膠束)的聚肽共聚物，主要為兩親性聚醚/聚肽嵌段共聚物(中國(guó)藥學(xué)雜志.2002，37(7)509-512)和以親水鏈段聚丙烯酸為主鏈、疏水性聚肽為側(cè)鏈的聚肽接枝共聚物(如CN 1900144A報(bào)道的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物)。前者存在著對(duì)所處應(yīng)用環(huán)境的pH值的變化不敏感缺陷，而后者又有聚丙烯酸的分子量難以有效調(diào)控的問(wèn)題。
因此本領(lǐng)域需要研發(fā)一種新型的用于制備納米藥物載體的聚肽共聚物-既含pH響應(yīng)性鏈段，又可精確調(diào)控分子量的聚肽共聚物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，提供一種可降解、含pH響應(yīng)性鏈段且分子量可精確調(diào)控的聚肽-聚丙烯酸類嵌段共聚物，以此克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷；本發(fā)明目的之二在于，公開(kāi)一種制備上述嵌段共聚物的方法。
本發(fā)明所說(shuō)的聚肽-聚丙烯酸類嵌段共聚物，其具有式(1)所示結(jié)構(gòu) 式(1)中，R1為甲基、乙基或芐基(CH2C6H5)；R2，R3分別選自H或C1～C6烷基中一種；R4為H或甲基；m＝10～20,000，n＝10～20,000。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，R2，R3分別選自C1～C3烷基中一種。
制備本發(fā)明所說(shuō)嵌段共聚物的方法，其主要步驟是以聚肽均聚物[式(2)所示化合物]為起始原料，首先對(duì)式(2)所示化合物中的氨基進(jìn)行?；痆?；噭棣?鹵代酰鹵(式(3)所示化合物)]，然后將所得的?；a(chǎn)物[式(4)所示化合物]與丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯[式(5)所示化合物]進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，最后將所得聚合物經(jīng)水解后得目標(biāo)物。
合成路線如下所示 其中R1，R2，R3，R4，m和n的含義與前敘相同；X為鹵素(F、Cl、Br或I)。


圖1實(shí)施例1制備的嵌段共聚物及其水解產(chǎn)物的1H-NMR譜圖。
其中(1)為實(shí)施例1制備的聚肽-聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物(PBLG-b-PtBA，結(jié)構(gòu)如式(6-1)所示)的1H-NMR譜圖；a，b，b1，b11，c，d，e，f和g為不同種H在1H-NMR-(1)譜圖中識(shí)別標(biāo)記(2)為實(shí)施例1制備的PBLG-b-PtBA的水解產(chǎn)物(PBLG/PAA，結(jié)構(gòu)如式(6-2)所示)的1H-NMR譜圖；A，b，b1，b11，c，d，e，f和g為不同種H在1H-NMR-(2)譜圖中識(shí)別標(biāo)記具體實(shí)施方式
在本發(fā)明中，所說(shuō)的聚肽均聚物為聚γ-苯甲基-L-谷氨酸酯(PBLG)、聚γ-乙基-L-谷氨酸酯(PELG)或聚γ-甲基-L-谷氨酸酯(PMLG)，它們的制備參見(jiàn)Synthetic polypeptides.PartII.Polyglutamic Acid.，J.chem.soc.，3239，1950。
所說(shuō)聚肽均聚物的?；磻?yīng)是這樣進(jìn)行的將式(2)所示化合物與式(3)所示化合物置于無(wú)水四氫呋喃(THF)中下，加入三乙胺、4-二甲氨基吡啶(DMAP)或吡啶等(作為催化劑)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為-15℃～100℃(優(yōu)選反應(yīng)溫度0℃～80℃)、反應(yīng)時(shí)間為0.1小時(shí)～48小時(shí)(優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)～24小時(shí))，得式(4)所示化合物，純化所得式(4)所示化合物(主要除去未反應(yīng)的原料)備用。
將上述經(jīng)純化的式(4)所示化合物，在惰性氣氛(如氮?dú)饣驓鍤獾然瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氣體)中，有催化劑及配位劑存在的條件下，與式(5)所示化合物進(jìn)行ATRP聚合，ATRP聚合溫度為-70℃～160℃(優(yōu)選20℃～160℃)、ATRP聚合時(shí)間為幾分鐘至約65小時(shí)(優(yōu)選10分鐘～約48小時(shí))，所得聚合產(chǎn)物經(jīng)三氟乙酸在常溫(15℃～30℃)下水解后得目標(biāo)物。
其中，所說(shuō)的催化劑為過(guò)渡金屬或過(guò)渡金屬低價(jià)離子的鹵化物，如Cu、Fe、CuCl、CuBr、FeCl2或FeBr2中的一種，或二種或二種以上混合物；所說(shuō)的配位劑為現(xiàn)有用于ATRP聚合的配位劑-含氮的化合物，如2，2’-聯(lián)二吡啶、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)、鄰菲咯啉或其衍生物、四甲基乙二胺或其多甲基多胺、雙-二甲基胺基乙基醚或四甲基氨基聚氧乙烯醚中的一種，或二種或二種以上混合物。
催化劑與配位劑的摩爾比為1∶(1.5～5.0)、優(yōu)選的摩爾比為1∶(2.0～4.0)。
式(4)所示化合物中的鹵素與催化劑的摩爾比為1∶(0.1～3.0)、優(yōu)選的摩爾比為1∶(0.5～2.0)。
本發(fā)明設(shè)計(jì)并制備的聚肽—丙烯酸類嵌段共聚物可用于疏水類藥物的納米級(jí)控釋載體。與現(xiàn)有用于納米級(jí)控釋載體的聚肽共聚物相比，具有(a)能精確控制親、疏水鏈段的分子量和相對(duì)含量；(b)具有制備簡(jiǎn)單及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍實(shí)施例1將20克γ-苯甲基-L-谷氨酸酯(PBLG)和11g 4-二甲氨基吡啶(DMAP)用50ml無(wú)水四氫呋喃(THF)加入三口燒瓶中，攪拌直到完全溶解，冰鹽浴下通過(guò)恒壓漏斗緩慢向上述溶液中滴加5mlα-溴異丁酰溴，并不斷攪拌，此時(shí)會(huì)有白色沉淀生成，然后在室溫下攪拌反應(yīng)20小時(shí)。將沉淀過(guò)濾，濾液用截留分子量為3,500的透析袋去離子水透析三天，每隔三小時(shí)換一次去離子水，最后冷凍干燥得到白色粉狀固體，即大分子引發(fā)劑PBLG-Br。
取合成干燥好的大分子引發(fā)劑PBLG-Br，作為合成二嵌段共聚物的大分子引發(fā)劑，以溴化亞銅/五甲基二乙烯三胺(CuBr/PMDETA)為催化體系，在80℃下進(jìn)行丙烯酸叔丁酯的本體ATRP聚合，制備了PBLG-b-PtBA嵌段共聚物(結(jié)構(gòu)如式(6-1)所示)。具體配方是大分子引發(fā)劑PBLG-Br為0.23g(含溴0.2mmol)，丙烯酸叔丁酯5.1g，CuBr為0.03g，PMDETA為0.03g。也就是說(shuō)丙烯酸叔丁酯∶PBLG-Br∶CuBr∶PMDETA的摩爾比為200∶1∶1∶2，得到聚肽-聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物(PBLG-b-PtBA)。
式(6-2)中m＝685，n＝15；a，b，b1，b11，c，d，e，f和g為不同種H在1H-NMR-(1)譜圖中識(shí)別標(biāo)記。
取精制過(guò)的PBLG-b-PtBA嵌段共聚物，用一定量的二氯甲烷(CH2Cl2)溶解，冰鹽浴下邊攪拌邊緩慢滴加相當(dāng)于叔丁酯5倍當(dāng)量的三氟乙酸(TFA)，室溫下攪拌20小時(shí)。二氯甲烷和過(guò)量的三氟乙酸通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除掉，得到的灰色固體室溫下真空干燥2天，然后用二甲基甲酰胺(DMF)溶解，用截留分子量為3,500的透析袋去離子水透析三天，每隔三小時(shí)換一次去離子水，最后冷凍干燥得到灰色固體，即PBLG/PAA嵌段共聚物，結(jié)構(gòu)如式(6)所示。
式(6-2)中m＝685，n＝15；A，b，b1，b11，c，d，e，f和g為不同種H在1H-NMR-(2)譜圖中識(shí)別標(biāo)記。
所制得的聚肽-聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物(PBLG-b-PtBA，式(6-1)所示化合物)和水解產(chǎn)物(PBLG/PAA，式(6-2)所示化合物)的1H-NMR譜圖見(jiàn)圖1。
圖1中，8.34ppm吸收峰為螺旋鏈分子結(jié)構(gòu)中的-NH基團(tuán)中的質(zhì)子峰，7.25ppm為側(cè)鏈苯環(huán)的特征質(zhì)子吸收峰，5.07ppm為側(cè)鏈苯甲基的質(zhì)子峰，3.98ppm為主鏈上α位上的-CH-基團(tuán)的質(zhì)子吸收峰，1.45ppm為丙烯酸叔丁酯中叔丁基的強(qiáng)質(zhì)子吸收峰。共聚物中兼有PBLG和PtBA的特征峰，說(shuō)明所合成的PBLG-b-PtBA的分子結(jié)構(gòu)正確。同時(shí)，從圖1中可以看出，嵌段共聚物支鏈上的丙烯酸叔丁酯嵌段在一定條件下叔丁基能被水解得到丙烯酸嵌段(水解過(guò)程中不發(fā)生其他酯鍵的斷裂)，從而得到兩親性PBLG-b-PAA嵌段共聚物。從核磁譜圖中我們發(fā)現(xiàn)叔丁基上甲基峰基本消失了，從而確定叔丁基基本上水解完全了。
采用與實(shí)施例1類似的方法可制得下列嵌段共聚物(實(shí)施例2～實(shí)施例5所示)，分別簡(jiǎn)述如下實(shí)施例2將20克γ-甲基-L-谷氨酸酯(PMLG)和10g吡啶用50ml無(wú)水四氫呋喃(THF)溶解，待完全溶解后，加入5ml溴丁酰溴進(jìn)行酰胺化反應(yīng)合成大分子引發(fā)劑PMLG-Br，加入丙烯酸叔丁酯，采用本體方法通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(配位劑為2，2’-聯(lián)二吡啶，催化劑為CuCl)得到聚肽—聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物，然后用三氟乙酸水解脫除叔丁酯得到PBLG-PAA嵌段共聚物，結(jié)構(gòu)如式(7)所示。
式(7)中m＝50，n＝126。
實(shí)施例3將20克γ-乙基-L-谷氨酸酯(PELG)和8g三乙胺用50ml無(wú)水四氫呋喃(THF)溶解，待完全溶解后，加入5ml溴丙酰溴進(jìn)行酰胺化反應(yīng)合成大分子引發(fā)劑PELG-Br，加入丙烯酸叔丁酯，采用本體方法通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(配位劑為五甲基二乙烯三胺(PMDETA)，催化劑為CuCl)得到聚肽-聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物，然后用三氟乙酸水解脫除叔丁酯得到PBLG-PAA嵌段共聚物，結(jié)構(gòu)如式(8)所示。
式(8)中m＝645，n＝68。
實(shí)施例4將20克γ-甲基-L-谷氨酸酯(PMLG)和11g 4-二甲氨基吡啶(DMAP)用50ml無(wú)水四氫呋喃(THF)溶解，待完全溶解后，加入5ml溴丙酰溴進(jìn)行酰胺化反應(yīng)合成大分子引發(fā)劑PMLG-Br，加入丙烯酸叔丁酯，采用THF為溶劑的溶液聚合方法通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(配位劑為五甲基二乙烯三胺(PMDETA)，催化劑為CuCl)得到聚肽—聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物，然后用三氟乙酸水解脫除叔丁酯得到PBLG-PAA嵌段共聚物，結(jié)構(gòu)如式(9)所示。
式(9)中m＝105，n＝669。
實(shí)施例5將23克γ-苯甲基-L-谷氨酸酯(PBLG)和9g三乙胺用50ml無(wú)水四氫呋喃(THF)溶解，待完全溶解后，加入5ml溴丙酰溴進(jìn)行酰胺化反應(yīng)合成大分子引發(fā)劑PBLG-Br，加入丙烯酸叔丁酯，采用本體方法通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(配位劑為五甲基二乙烯三胺(PMDETA)，催化劑為CuCl)得到聚肽-聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物，然后用三氟乙酸水解脫除叔丁酯得到PBLG-PAA嵌段共聚物，結(jié)構(gòu)如式(10)所示。
式(10)中m＝43，n＝824。
權(quán)利要求
1.一種聚肽-聚丙烯酸類嵌段共聚物，其具有式(1)所示結(jié)構(gòu) 式(1)中，R1為甲基、乙基或芐基；R2，R3分別選自H或C1～C6烷基中一種；R4為H或甲基；m＝10～20,000，n＝10～20,000。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的聚肽-聚丙烯酸類嵌段共聚物，其特征在于，其中R2，R3分別選自C1～C3烷基中一種。
3.一種制備如權(quán)利要求1或2所說(shuō)的聚肽-聚丙烯酸類嵌段共聚物的方法，其特征在于，所說(shuō)的制備方法的主要步驟是首先以式(3)所示化合物為酰化試劑對(duì)式(2)所示化合物中的氨基進(jìn)行?；缓髮⑺玫氖?4)所示化合物與式(5)所示化合物進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合，最后將所得聚合物經(jīng)水解后得目標(biāo)物；
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，其中式(2)所示化合物與式(3)所示化合物進(jìn)行?；磻?yīng)的溫度-15℃～100℃。
5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，其中式(4)所示化合物與式(5)所示化合物進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的聚合溫度為-70℃～160℃。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，其中式(4)所示化合物與式(5)所示化合物進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合中，式(4)所示化合物中的鹵素與催化劑的摩爾比為1∶(0.1～3.0)。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，其中所說(shuō)的催化劑為Cu、Fe、CuCl、CuBr、FeCl2或/和FeBr2。
8.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，式(4)所示化合物與式(5)所示化合物進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合中，所用催化劑與所用配位劑的摩爾比為1∶(1.5～5.0)。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，其中所說(shuō)的催化劑為Cu、Fe、CuCl、CuBr、FeCl2或/和FeBr2。
10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，其中所說(shuō)的配位劑為2，2’-聯(lián)二吡啶、五甲基二乙烯三胺、鄰菲咯啉或其衍生物、四甲基乙二胺或其多甲基多胺、雙一二甲基胺基乙基醚或四甲基氨基聚氧乙烯醚中的一種，或二種或二種以上混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可生物降解聚肽－聚丙烯酸類共聚物及其制備方法。所說(shuō)的聚肽－聚丙烯酸類嵌段共聚物，其具有式(1)所示結(jié)構(gòu)。制備所說(shuō)嵌段共聚物方法的主要步驟是以聚肽均聚物為起始原料，首先對(duì)其進(jìn)行?；?，然后將所得的?；a(chǎn)物與丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，最后將所得聚合物經(jīng)水解后得目標(biāo)物。本發(fā)明設(shè)計(jì)并制備的聚肽－丙烯酸類嵌段共聚物可用于疏水類藥物的納米級(jí)控釋載體。與現(xiàn)有用于納米級(jí)控釋載體的聚肽共聚物相比，具有(a)能精確控制親、疏水鏈段的分子量和相對(duì)含量；(b)具有制備簡(jiǎn)單及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。式(1)中，R
文檔編號(hào)C08G69/48GK101067015SQ20071004159
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者劉峰, 杜海兵, 賁進(jìn), 肖建華, 嚴(yán)誠(chéng), 林嘉平 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)