一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料及其制备方法和应用，涉及富勒烯。所述囊泡材料以富勒烯分子上通过亲核取代连接有氨基酸酯分子，富勒烯为C60富勒烯，囊泡的分子通式为C60R5Cl。制备方法：以C60富勒烯和ICl为原料，以氯苯为溶剂，合成C60Cl6；在盐酸甲醇饱和溶液中，加入氨基酸，加热回流后得氨基酸酯；用乙酸乙酯和甲苯的混合溶剂，将C60Cl6和氨基酸酯加热回流，即得富勒烯氨基酸酯粗产物，再进行色谱分离，得一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料。可在制备一类富勒烯氨基酸酯未载药的自组装载药缓释囊泡和一类富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡中应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及富勒烯，特别是涉及一类具有双亲性的富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药缓释囊泡材料，以及该类自组装载药缓释囊泡材料的制备方法和用途。
技术介绍
近年来，具有纳米空心球结构的有机超分子结构发展迅速。富勒烯，是单质碳被发现的第三种同素异形体，是20世纪的重大发现之一。因其独特的结构和性质，富勒烯是一种理想的可用于自组装纳米材料的超分子，其衍生物可自组装成纳米囊泡、纳米棒、纳米球、纳米薄膜、纳米线等结构。生物相容性的基团修饰的富勒烯衍生物自组装形成的囊泡，因其具有类似细胞膜磷脂双分子层的结构且具有潜在的生物载药性能，而引起了科学工作者广泛的研究兴趣。然而，富勒烯极其疏水的性质，阻碍了其在极性溶液中的组装研究，也进一步阻碍了其潜在的生物活性和医药领域的应用。进一步针对富勒烯的潜在的医药领域的应用研究，取决于合成具有特殊功能基团的两亲富勒烯分子。(R.Bakry,R.M.Vallant,M.Najam-ul-Haq,M.Rainer,Z.Szabo,C.W.Huck,G.K.Bonn,Medicinal appl ications of fullerenes.Int.J.Nanomed.2007,2(4),639-649；G.Hong,S.Diao,A.L.Antaris,H.Dai,Carbon Nanomaterials for Biological Imaging and Nanomedicinal Therapy.Chem.Rev.2015,115(SI),10816-10906.)氨基酸酯，是一类通过酯化反应，将氨基酸上羧基进行保护得到的产物。这类化合物具有相当广泛的用途，可以用作医药工业、农药工业、化妆品工业、食品工业以及有机合成的中间体等。由于氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，尤其是在医药工业已经具有良好的应用基础。一方面，以氨基酸酯修饰富勒烯可以得到确定分子结构的富勒烯两亲分子衍生物，可以在极性溶剂中形成具有缓释性能的载药囊泡结构；另一方面，氨基酸酯具有良好的生物相容性，使得富勒烯氨基酸衍生物具有潜在的生物医药应用价值。(M.Bjelakovilic,T.Kop,V.Maslak,D.Milic,Synthesis and characterization of highly ordered self-assembled bioactive fulleropeptides.J.Mater.Sci.2016,51(2),739-747.)自组装，是指基本结构单元在不受人类外力介入的情况下，自发形成有序结构的现象。在自组装的过程中，基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发地组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。在极性溶剂中，具有双亲分子特性的富勒烯氨基酸酯衍生物，由于极其疏水的富勒烯端通过π-π共轭、范德华力等作用力形成亲水基团在外疏水基团在内的双分子层结构。(T.Homma,K.Harano,H.Isobe,E.Nakamura,Angew.Chem.2010,122(9),1709-1712；Angew.Chem.Int.Ed.2010,49(9),1665-1668.)
技术实现思路
本专利技术的目的是提供可有效解决富勒烯在药物载体中应用的一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料及其制备方法和应用。所述一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料是以富勒烯分子上通过亲核取代连接有氨基酸酯分子，富勒烯为C60富勒烯，囊泡的分子通式为C60R5Cl，氨基酸酯R＝4-氨基丁酸甲酯或谷氨酸二甲酯或苯丙氨酸甲酯，分子量通式为720+5×(M-1)+5×n×14+35.5，M为氨基酸分子量，n为相应氨基酸含有的羧基的数量，囊泡半径为40～160nm，缓释时间为直接释放的2～10倍。所述一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料的制备方法，包括以下步骤：1)以C60富勒烯和ICl为原料，以氯苯为溶剂，合成C60Cl6；2)在盐酸甲醇饱和溶液中，加入氨基酸，加热回流后得氨基酸酯；3)用乙酸乙酯和甲苯的混合溶剂，将步骤1)得到的C60Cl6和步骤2)得到的氨基酸酯加热回流，即得富勒烯氨基酸酯粗产物；4)将步骤3)中得到的富勒烯氨基酸酯粗产物，进行色谱分离，得富勒烯氨基酸酯衍生物，所述富勒烯氨基酸酯衍生物即为一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料。在步骤1)中，所述C60富勒烯、Icl和氯苯的配比可为500mg∶3.5g∶150mL，其中，C60富勒烯、Icl以质量计算，氯苯以体积计算。在步骤2)中，所述盐酸甲醇饱和溶液与氨基酸的配比可为250mL∶0.05～0.2mol，其中，盐酸甲醇饱和溶液以体积计算，氨基酸以摩尔计算；所述加热回流的温度可为65℃，加热回流的时间可为10～60min。在步骤3)中，所述乙酸乙酯和甲苯的混合溶剂中乙酸乙酯和甲苯的体积比可为1:1；所述混合溶剂、C60Cl6、氨基酸的配比可为500mL∶0.47g∶25mmol，其中，混合溶剂以体积计算，C60Cl6以质量计算，氨基酸以摩尔计算；所述加热回流的温度可为40～70℃，加热回流的时间可为10～48min。所述一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料可在制备一类富勒烯氨基酸酯未载药的自组装载药缓释囊泡中应用，所述一类富勒烯氨基酸酯未载药的自组装载药缓释囊泡可采用以下方法制备：将一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料溶解在乙腈中，即得一类富勒烯氨基酸酯未载药的自组装载药缓释囊泡。所述一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料可在制备一类富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡中应用，所述一类富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡可采用以下方法制备：将一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料以及药物溶解在乙腈和水混合溶剂中，超声后熟化，转入透析袋中透析，除去多余未被载入的药物，即得富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡。所述药物可采用环磷酰胺、5-氟尿嘧啶或顺铂等；所述超声的时间可为2h，熟化的时间可为2d。所述富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡可在制备用于包裹亲水性或疏水性药物的药物载体中应用。所述富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡的药物释放量以及释放速率可采用以下方法：将富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡置于透析袋中，即可检测其药物释放量以及释放速率。对所制备的一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料进行FTIR、APCI-MS、1H NMR和13C NMR表征，确定其结构为C60R5Cl(1，R＝4-氨基丁酸甲酯、2，R＝谷氨酸二甲酯、3，R＝苯丙氨酸甲酯)。对所制备的一类富勒烯氨基酸酯未载药的自组装载药缓释囊泡进行DLS、SEM和TEM表征，考察其半径约为40～160nm。对所制备富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡进行TEM-EDS面扫元素分布和TEM-EDS线扫元素分布表征，确证其具有载药性能；对富勒烯氨基酸酯衍生物自组装载药囊泡进行缓释性能表征，其缓释时间约为约为直接释放的2～10倍，释放量约为20％～50％。一类具有双亲分子特性的富勒烯氨基酸酯衍生物，通过π-π共轭、范德华力等作用力自组装，形成具有载药性能的缓释囊泡材料的制备方法，可有效解决富勒烯在药物载体中的应用问题。本专利技术所制备的富勒烯氨基酸衍生物自组装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料，其特征在于以富勒烯分子上通过亲核取代连接有氨基酸酯分子，富勒烯为C60富勒烯，囊泡的分子通式为C60R5Cl，氨基酸酯R＝4‑氨基丁酸甲酯或谷氨酸二甲酯或苯丙氨酸甲酯，分子量通式为720+5×(M‑1)+5×n×14+35.5，M为氨基酸分子量，n为相应氨基酸含有的羧基的数量，囊泡半径为40～160nm，缓释时间为直接释放的2～10倍。
【技术特征摘要】
1.一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料，其特征在于以富勒烯分子上通过亲核取代连接有氨基酸酯分子，富勒烯为C60富勒烯，囊泡的分子通式为C60R5Cl，氨基酸酯R＝4-氨基丁酸甲酯或谷氨酸二甲酯或苯丙氨酸甲酯，分子量通式为720+5×(M-1)+5×n×14+35.5，M为氨基酸分子量，n为相应氨基酸含有的羧基的数量，囊泡半径为40～160nm，缓释时间为直接释放的2～10倍。2.如权利要求1所述一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)以C60富勒烯和ICl为原料，以氯苯为溶剂，合成C60Cl6；2)在盐酸甲醇饱和溶液中，加入氨基酸，加热回流后得氨基酸酯；3)用乙酸乙酯和甲苯的混合溶剂，将步骤1)得到的C60Cl6和步骤2)得到的氨基酸酯加热回流，即得富勒烯氨基酸酯粗产物；4)将步骤3)中得到的富勒烯氨基酸酯粗产物，进行色谱分离，得富勒烯氨基酸酯衍生物，所述富勒烯氨基酸酯衍生物即为一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料。3.如权利要求2所述一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述C60富勒烯、Icl和氯苯的配比为500mg∶3.5g∶150mL，其中，C60富勒烯、Icl以质量计算，氯苯以体积计算。4.如权利要求2所述一类富勒烯氨基酸酯自组装载药缓释囊泡材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述盐酸甲醇饱和溶液与氨基酸的配比为250mL∶0.05～0.2mol，其中，盐酸甲醇饱和溶液以体积计算，氨基酸以摩尔计算；所述加热回流的温度可...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢素原，林民松，朱常锋，陈睿婷，刘雅玲，陈淑芬，余楠仪，崔存浩，张美林，黄荣彬，郑兰荪，
申请(专利权)人：厦门大学，厦门福纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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