本发明专利技术涉及化学与制剂领域。具体涉及无铜催化点击反应模块分子的制备以及其在药物递送载体的构建和表面多功能修饰中的应用。本发明专利技术首先将环辛炔衍生物和脂质体基质通过薄膜分散法形成稳定的脂质体；再利用物理作用高效荷载基因治疗药物或化疗药物，进而形成稳定的药物脂质体；最后，通过无铜催化的点击化学反应，将具有不同功能的叠氮化衍生物按要求，通过化学键的形成修饰到药物脂质体表面。此方法避免了重金属铜离子的毒性，克服了有铜催化带来的DNA降解、蛋白质变性等缺点。在保证高效稳定载药的同时，获得安全、稳定、高效的多功能药物递送系统的构建。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学与制剂领域。具体涉及无铜催化点击反应模块分子的制备以及其在药物递送载体的构建和表面多功能修饰中的应用。
技术介绍
“点击化学”是有机化学中一类以温和高效著称的反应的总称，由2001年诺贝尔化学奖获得者、美国化学家Sharpless首次提出，近十几年来发展迅速，在许多领域都有广泛的应用，因其反应条件温和，选择性强以及可以在水相中反应等优点，近年来在医药领域受到越来越多的关注。其中，以铜离子催化叠氮和末端炔进行Huisgen1,3-偶极环加成是点击化学中的经典反应，且反应生成的三氮唑具有很好的化学稳定性，因而是一种常用的化学修饰方法。如专利技术人课题组在前期的研究中，基于铜催化的点击化学反应和层层组装的物理作用，提出了“协同组装”的策略(JACS,2015,137(18):6000-6010)。这种组装手段既避免了单一的化学修饰或物理组装存在的弊端，又同时提高了载体的稳定性和安全性，是一种安全高效的组装手段。但是，由于点击反应过程中引入了铜离子作为催化剂，残留铜离子的生理毒性会导致DNA的降解和蛋白质的变性，在很大程度上限制了该“协同组装”策略在医药领域的进一步发展。为了进一步拓展“协同组装”策略在载体表面多功能修饰的应用，增加其临床应用的可能性，应用无铜催化的点击化学反应作为化学组装的工具将是一种切实可行的解决办法。无铜催化的点击反应是发生在环辛炔基团与叠氮基团之间，因此，制备两种可应用于递药载体系统的构建和表面修饰的点击反应模块分子是解决以上问题的关键。
技术实现思路
本专利技术公开了一类氮杂二苯并环辛炔衍生物(I)、(II)、(III),其中，R1代表：R2、R5、R6各自独立的代表：R2代表R5代表R6代表R代表-(CH2)x-CH3，x＝7-12、-(CH2)8-CH＝CH-(CH2)8-CH3或-(CH2)8-CH＝CH-CH2-CH＝CH-(CH2)5-CH3；R3代表-(CH2)x-CH3，x＝7-19、-(CH2)8-CH＝CH-(CH2)8-CH3或-(CH2)8-CH＝CH-CH2-CH＝CH-(CH2)5-CH3；n＝1或2。氮杂二苯并环辛炔是以5-二苯并环庚烯酮为起始原料，经过肟化、贝克曼重排、酰胺还原、保护、加成、脱溴、脱保护等合成反应得到了最终产物氮杂二苯并环辛炔(ADIBO)。合成环辛炔磷脂类衍生物使用的原料是ADIBO和合成磷脂。使用的合成磷脂包括亲水端为乙醇胺的二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺(DMPE)、二棕榈酰磷脂酰乙醇胺(DPPE)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺(DSPE)、二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)等。合成环辛炔胆固醇使用的原料是ADIBO和胆固醇。合成的环辛炔类脂类衍生物是一类全合成的材料。该材料由谷氨酸(或天冬氨酸)—赖氨酸(或甘氨酸、苯丙氨酸，组氨酸、精氨酸、丙氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，色氨酸，蛋氨酸，脯氨酸；丝氨酸，苏氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，酪氨酸)与氮杂二苯并环辛炔组成亲水头基，由双链烷烃(正癸醇—正二十醇，油醇，亚油醇)作为疏水尾(结构式II)；或由赖氨酸(或甘氨酸、苯丙氨酸，组氨酸、精氨酸、丙氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，色氨酸，蛋氨酸，脯氨酸；丝氨酸，苏氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，酪氨酸)与氮杂二苯并环辛炔组成亲水头基，由单链烷烃(正癸醇—正二十醇，油醇，亚油醇)作为疏水尾(结构式Ⅲ)。本专利技术公开了一种药物脂质体，含有药物和脂质体基质，还含有作为修饰剂的本专利技术的氮杂二苯并环辛炔衍生物，该修饰剂插入到药物脂质体的脂质双分子层中，环辛炔基端位于脂质体表面，药物在脂质体中间。见图1中b。本专利技术还公开了一类功能化的叠氮衍生物，该叠氮衍生物由小分子酸、透明质酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮链、奥曲肽、叶酸、转铁蛋白、细胞穿膜肽、荧光标记物AlexaFluor、花青染料、香豆素6、荧光素、罗丹明、别藻蓝蛋白或色霉素叠氮化而得。部分衍生物结构如下：优选将小分子酸、聚乙二醇、奥曲肽等进行叠氮化衍生。一种功能型药物脂质体，由前述脂质体中修饰剂中的环辛炔基与上述任一叠氮衍生物通过化学键链接。其中修饰剂氮杂二苯并环辛炔衍生物中的环辛炔基与上述叠氮衍生物的叠氮基之间进行无铜催化的点击反应，在药物脂质体表面形成化学键。见图1中c。本专利技术还基于合成的两类无铜催化点击反应的模块分子，公开了一种药物脂质体。本专利技术的环辛炔衍生物作为脂质体的修饰剂，可以与脂质体基质共同制备表面修饰有环辛炔基团的脂质体，并与基因治疗药物或化疗药物制备成药物脂质体。叠氮化衍生物则通过叠氮和环辛炔间张力推动的叠氮-炔环加成反应(SPAAC)修饰到药物脂质体的表面，从而提高药物和载体系统的体内外稳定性、赋予载体靶向性、促进细胞对载体的摄取以及实现载体可视监测等多种功能。本专利技术的药物脂质体，其中修饰剂与磷脂的重量比优选1:1-1:10。修饰剂与叠氮化衍生物重量比优选1:1-1:20。药物与空白脂质体的重量比优选1:5-1:20。药物优选自坦西莫斯、喜树碱类、紫杉醇、多西紫杉醇、藤黄酸、环孢素A、足叶乙苷、替尼泊甙、依托泊甙、长春酰胺、尼莫地平、硝苯地平、尼群地平、阿霉素、柔红霉素、丝裂霉素、甲氨喋呤、冬凌草素、三尖杉酯碱、高三尖杉酯碱、灯盏花素、银杏内酯、水飞蓟素、靛玉红、质粒DNA、寡核苷酸或siRNA。本专利技术首先将环辛炔衍生物和脂质体基质通过薄膜分散法形成稳定的脂质体；再利用物理作用高效荷载基因治疗药物或化疗药物，进而形成稳定的药物脂质体；最后，通过无铜催化的点击化学反应，将具有不同功能的叠氮化衍生物按要求，通过化学键的形成修饰到药物脂质体表面。此方法避免了重金属铜离子的毒性，克服了有铜催化带来的DNA降解、蛋白质变性等缺点。在保证高效稳定载药的同时，获得多种预期功能；实现安全、稳定、高效的多功能药物递送系统的构建。示意图见图1。本专利技术中环辛炔修饰剂的加入对阳离子载体基因药物包覆能力没有影响，见实施例11。PEG可以在阳离子载体表面形成水化层，克服其正电性带来的毒性，同时提高载体在循环系统中滞留时间。因而采用叠氮PEG与载体表面的环辛炔点击后，可以赋予纳米载体长循环功能；奥曲肽(Oct)是由8个氨基酸构成的环状多肽，是天然生长抑素的人工合成类似物，与生长抑素受体(SSTRs)有较强亲和力。SSTRs在乳腺、肾、结肠、卵巢以及脑膜等部位起源的肿瘤中都有过度表达，是一种重要的肿瘤表面标志物以及潜在的肿瘤治疗靶标。因而采用叠氮奥曲肽与载体表面的环辛炔点击后，使其能在SSTRs高度表达的肿瘤部位高效聚集，赋予纳米载体靶向功能。环辛炔修饰的载药阳离子脂质体可以同时完成两种叠氮模块分子的点击，见实施例13。化学组装过程中，载体中的siRNA没有被置换和破坏，见实施例14。表面带正电荷的纳米粒与细胞膜相互作用增强，有利于细胞摄取纳米粒；但带正电荷的纳米粒很快与血液中的蛋白质相互作用，使其在血循环中聚集被快速清除，难以到达靶部位。因而采用叠氮负电性酸与正电性载体表面的环辛炔点击后，可以完成电荷反转型纳米载体的构建，使纳米载体在血循环中保持惰性，在实体瘤中通过渗透增强和滞留效应(EPR)富集纳米粒，进而被肿瘤组织的弱酸性活化，表面转变为正电荷，增强与细胞膜的相互作用，提高细胞摄取和药物疗效，见实施例15。本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
通式(I)、(II)或(III)的氮杂二苯并环辛炔衍生物：其中，R1代表：R2、R5、R6各自独立的代表：R2代表R5代表R6代表R代表‑(CH2)x‑CH3，x＝7‑12、‑(CH2)8‑CH＝CH‑(CH2)8‑CH3或‑(CH2)8‑CH＝CH‑CH2‑CH＝CH‑(CH2)5‑CH3；R3代表‑(CH2)x‑CH3，x＝7‑19、‑(CH2)8‑CH＝CH‑(CH2)8‑CH3或‑(CH2)8‑CH＝CH‑CH2‑CH＝CH‑(CH2)5‑CH3；n＝1或2。
【技术特征摘要】
1.通式(I)、(II)或(III)的氮杂二苯并环辛炔衍生物：其中，R1代表：R2、R5、R6各自独立的代表：R2代表R5代表R6代表R代表-(CH2)x-CH3，x＝7-12、-(CH2)8-CH＝CH-(CH2)8-CH3或-(CH2)8-CH＝CH-CH2-CH＝CH-(CH2)5-CH3；R3代表-(CH2)x-CH3，x＝7-19、-(CH2)8-CH＝CH-(CH2)8-CH3或-(CH2)8-CH＝CH-CH2-CH＝CH-(CH2)5-CH3；n＝1或2。2.一种药物脂质体，含有药物和脂质体基质，其特征是：权利要求1的氮杂二苯并环辛炔衍生物作为修饰剂插入到药物脂质体的脂质双分子层中，环辛炔基端位于脂质体表面。3.功能化的叠氮衍生物：由小分子酸、透明质酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：张灿，张怡頔，鞠曹云，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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