氨基酸修饰聚酰胺胺型树形分子的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氨基酸修饰聚酰胺胺型树形分子的制备方法，反应在有机溶剂中进行，以羟基苯并三唑ＨＯＢｔ、２－（１Ｈ－苯并三唑）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四甲基脲六氟磷酸盐ＨＢＴＵ、Ｎ，Ｎ－二异丙基乙胺ＤＩＰＥＡ作为催化剂，使２，２，４，６，７－五甲基苯并呋喃－５－磺酰基Ｐｂｆ和９－芴甲氧羰基Ｆｍｏｃ双保护氨基酸和端羟基ＰＡＭＡＭ树形分子发生缩合反应，采用葡聚糖凝胶柱层析法和无水醚沉淀法进行精制，以三氟乙酸及哌啶分别脱去氨基酸的Ｐｂｆ和Ｆｍｏｃ保护基，得到纯化的氨基酸修饰端羟基ＰＡＭＡＭ树形分子。本发明专利技术操作简单、条件温和、价格低廉、得到较为纯净的终产物，制备过程不会破坏氨基酸中胍基活性，适于大量制备和工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化工
的树形分子的制备方法，具体地说，涉及一种 氨基酸修饰聚酰胺胺型(PAMAM)树形分子的制备方法。
技术介绍
树形分子(Dendrimer)是当前正在蓬勃发展的一类具有三维球状立体、高 度有序的新型合成聚合物。它在结构上具有高度的几何对称性、精确的分子结构、 大量可修饰化的表面端基官能团、可控的分子内空腔以及分子链长度、制备方法 简便、成本低等特点。它的出现对于经典的有机高分子界是一个冲击，它是化学、 生命科学和材料科学等多学科的交叉点，成为当前学术界的一大研究热点。由于树形分子高度支化的结构和独特的单分散性，为这类化合物带来一系列不同的性质和行为。例如分子表面极高的官能团密度，分子的球状外型和分子内部广阔的空腔，分子粘度同分子量之间的非单调的递增关系，而含有金属的树形分子更 有其独特的光化学性质和电化学性质；与传统大分子聚合物相比，树形分子单分散性好，分子尺寸和表面化学都可以在合成中得到完全控制，因此树形分子比传 统大分子聚合物有更广泛的用途，在原子显微领域、免疫化学、催化化学、生物 化学、医疗诊断、药物载体等领域已引起广泛研究。聚酰胺胺型(PAMAM)树形分子是近年来研究最广泛、最深入的树形大分子之 一，它属于非生物材料，无免疫原性及遗传毒性，既具有树形大分子的共性，又 不失自身特色。PAMAM树形分子的一个典型特征是一个分子上有许多不连续的官 能团和高密度的端基活性基团，尤其是这些表面基团经过修饰后可以结合并递送 大量的生物分子、配合基、抗体、基因、治疗药物等，从而使PAMAM树形分子成 为医药、生物领域中性能优越的细胞递送载体，具有重要应用价值。端氨基PAMAM 树形分子具有优良的细胞穿透能力和基因转染效率，然而通常表面带有阳性电荷 的聚合物对细胞具有较强的毒性，这主要是由于其非降解性所带来的电荷积累所 致。对端氨基PAMAM树形分子表面进行修饰，虽然也能增加其可生物降解性、降 低毒性，但降解产物带有大量氨基，具有较强生物毒性。因此相对端氨基PAMAM 树形分子，端羟基PA區M树形分子具有较小的毒性及更好的实用价值，对其表面 进行修饰后进一步增加其可生物降解性，在保证基因转染效率和细胞穿透能力的 前提下达到减小细胞毒性的目的。经对现有技术的文献检索发现，Kenji K等在《Bioconjugate Chem》(生 物共轭化学)杂志2005年第16期208 - 2145页上发表"Transfection activity of polyamidoamine dendrimers having hydrophobic amino acid residues in the periphery"(疏水氨基酸修饰聚乙二胺树形分子的转染活性)，该文中提 出，以N-羟基丁二酰亚胺和二环己基碳二亚胺活化Boc-亮氨酸中的羧基，完成 和PAMAM树形分子中的氨基相连，制备氨基酸修饰PAMAM树形分子。其不足在于 反应所需时间太长(7天)，产物水解后携带大量氨基，生物毒性较强。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种氨基酸修饰聚酰胺胺型(PAMAM)树 形分子的制备方法。本专利技术操作简单、条件温和、价格低廉、转化率高的，有利 于得到结构均一、性能稳定的修饰产物，产物具备可生物降解性，并适于大量制 备和工业化生产。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术以羟基苯并三唑(HOBt)、 2- (1H 一苯并三唑)-N， N， N， ， N'-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU)、 N， N-二异丙 基乙胺(DIPEA)作为催化剂，使2， 2， 4， 6， 7_五甲基苯并呋喃-5-磺酰基(Pbf) 和9-芴甲氧羰基(Fmoc)双保护氨基酸和端羟基PA區M树形分子发生縮合反应，反应在有机溶剂中进行，采用葡聚糖凝胶柱层析法和无水醚沉淀法进行精制，以三 氟乙酸及哌啶分别脱去氨基酸的Pbf和Fmoc保护基，得到纯化的氨基酸修饰PAMAM树形分子。本专利技术上述方法包括如下三步第一步，氨基酸与端羟基PAMMI树形分子的链接以无水有机溶剂溶解端羟 基PAMAM树形分子，依次加入Fmoc和Pbf双保护氨基酸、催化剂羟基苯并三唑 (H0Bt)、 2- (m—苯并三唑)-N， N， N' ， N'-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU)、 N， N-二异丙基乙胺(DIPEA)，搅拌至縮合反应完成，加入冷无水醚，沉淀析出粗品中间产物。所述Fmoc和Pbf双保护氨基酸与端羟基PAMAM树形分子的摩尔比> 1:1 。 所述催化剂羟基苯并三唑H0Bt与端羟基PA區M树形分子的摩尔比^1: 1，羟基 苯并三唑HOBt、 2- (1H—苯并三唑)-N, N， N' ， N'-四甲基脲六氟磷酸盐 HBTU与端羟基PAMAM树形分子的摩尔比^1:1， N， N-二异丙基乙胺DIPEA与端羟 基PAMAM树形分子的摩尔比》1:2。所述无水有机溶剂包括但不限于使用丙酮、乙醇、乙腈、丙烯腈、三乙醇胺、 N， N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N， N二甲基乙酰胺(DMAC)、 N， N-二甲基丙酰胺、N， N-二甲基乙醇胺、二甲亚砜(腿SO)等溶剂，单独或混合使用。所述縮合反应温度是在(TC-8(TC条件下进行。所述无水醚包括但不限于使用乙醚、甲乙醚、石油醚、苯乙醚、苯甲醚、异 丙醚、正丁醚等，单独或混合使用。第二步，纯化取粗品中间产物，以无水有机溶剂为流动相，采用葡聚糖凝 胶柱层析法除去未反应氨基酸、HOBt、 HBTU，洗脱液加入冷无水醚，沉淀析出中 间产物。所述无水有机溶剂包括但不限于使用丙酮、乙醇、乙腈、丙烯腈、三乙醇胺、 N， N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N， N二甲基乙酰胺(DMAC)、 N， N-二甲基丙酰胺、N， N-二甲基乙醇胺、二甲亚砜(DMS0)等溶剂，单独或混合使用。 所述葡聚糖凝胶特别是指葡聚糖凝胶LH (S印hadex LH)系列。 第三步，脱保护以少量无水有机溶剂溶解中间产物，加入三氟乙酸，搅拌 反应以除去pbf保护基，加入冷无水醚，沉淀析出产物；以无水有机溶剂溶解产 物，加入哌啶，搅拌反应以除去Fraoc保护基，加入冷无水醚，沉淀析出产物，得 终产物；以无水有机溶剂溶解终产物，加入冷无水醚，沉淀析出精制终产物。所述无水有机溶剂包括但不限于使用丙酮、乙醇、乙腈、丙烯腈、三乙醇胺、 N， N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N， N二甲基乙酰胺(DMAC)、 N， N-二甲基丙酰胺、N, N-二甲基乙醇胺、二甲亚砜(DMS0)等溶剂，单独或混合使用。所述三氟乙酸的加入量一般应大于无水有机溶剂量的30% (V/V)。 所述无水醚包括但不限于使用乙醚、甲乙醚、石油醚、苯乙醚、苯甲醚、异 丙醚、正丁醚等，单独或混合使用。所述哌啶的加入量一般应大于无水有机溶剂量的5% (V/V)。本专利技术具有以下优点1、 操作简单、价格低廉、制备过程不需要复杂的仪器设备，适于大量制备 和工业化生产；2、 条件温和、不会造成PAMAM树形分子和氨基酸中键的断裂，使用Pbf和Fmoc 双保护氨基酸，可以保持氨基酸中胍基活性；3、 釆用葡聚糖凝胶柱层析法及醚沉淀法纯化，可以得到较为纯净的氨基酸 修饰PAMAM树形分子终本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨基酸修饰聚酰胺胺型树形分子的制备方法，其特征在于包括以下步骤：　第一步，氨基酸与端羟基ＰＡＭＡＭ树形分子的链接：以无水有机溶剂溶解端羟基ＰＡＭＡＭ树形分子，依次加入Ｆｍｏｃ和Ｐｂｆ双保护氨基酸、催化剂羟基苯并三唑ＨＯＢｔ、２－（１Ｈ－苯并三唑）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四甲基脲六氟磷酸盐ＨＢＴＵ、Ｎ，Ｎ－二异丙基乙胺ＤＩＰＥＡ，搅拌至缩合反应完成，加入冷无水醚，沉淀析出粗品中间产物；　第二步，纯化：取粗品中间产物，以无水有机溶剂为流动相，采用葡聚糖凝胶柱层析法除去未反应氨基酸、羟基苯并三唑ＨＯＢｔ、２－（１Ｈ－苯并三唑）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四甲基脲六氟磷酸盐ＨＢＴＵ、Ｎ，洗脱液加入冷无水醚，沉淀析出中间产物；　第三步，脱保护：以少量无水有机溶剂溶解中间产物，加入三氟乙酸，搅拌反应以除去ｐｂｆ保护基，加入冷无水醚，沉淀析出产物；以无水有机溶剂溶解产物，加入哌啶，搅拌反应以除去Ｆｍｏｃ保护基，加入冷无水醚，沉淀析出产物，得终产物；以无水有机溶剂溶解终产物，加入冷无水醚，沉淀析出精制终产物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋华，崔大祥，高峰，贺蓉，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]