一种基于酰胺化的叶酸巯基衍生物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于酰胺化的叶酸巯基衍生物的制备方法，1)利用氧化剂双氧水将含有胺基和巯基双官能团的化合物氧化成含有S‑S键的二硫物，两端带有胺基基团，为下一步的酰胺化反应奠定基础，所述双氧水优选浓度为30％的双氧水；2)在步骤1)产物二硫物中加入催化剂与吸水剂，二硫物上的胺基与叶酸发生酰胺化反应，得到含有二硫键的叶酸衍生物；3)在步骤2)产物中加入还原剂将叶酸衍生物中的二硫键断裂，得到末端含有巯基的目标产物。采用4‑二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂、N,N'‑二环己基碳二亚胺(DCC)为吸水剂，反应速度快，整个反应流程时间大大缩短，生产效率大为提高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于酰胺化的叶酸巯基衍生物的制备方法
本专利技术涉及一种基于酰胺化的叶酸巯基衍生物的制备方法，属于有机合成领域。
技术介绍
在过去的几十年中，靶向药物传递系统的研究引起了化学和药理学领域的强烈关注。通常，其由前药和靶向单元组成，靶向单元可以通过与细胞上的受体的选择性相互作用，从而药物送至特定类型的细胞。靶向DDS相对于常规抗癌药物的关键优点是仅当其进入靶肿瘤细胞时才能释放药物，从而大大提高了药物的利用效率。叶酸作为一种靶向单元，其受体可以在多种生物肿瘤细胞中呈现过表达，所以叶酸受体型的靶向药物正作为靶向试剂的一个典型应用研究领域而引起研究人员的广泛关注。金属纳米粒子具有很强的表面等离子体吸收和拉曼散射增强效应，同时具有良好的结构稳定性和生物相容性，在免疫分析、生物传感器、DNA的识别与检测、肿瘤的诊断与光热治疗等生物医学领域具有广泛的应用。除此之外，金属纳米粒子的表面可修饰性为其与其他药物等分子的协同作用提供了可能，例如金纳米粒子可以与含巯基的化合物形成的牢固的硫金键(S—Me)。国外学者潘迪(Pandey)等通过11-巯基十一烷酸实现叶酸与纳米金的偶联。中国专利201010566939.6以谷胱甘肽(GSH)作为偶联剂实现叶酸对金纳米粒子的修饰，从而制备出一种叶酸受体靶向型的金纳米粒子。迄今为止，多数叶酸修饰纳米金的方法中，都是先采用含巯基的偶联剂通过Au-S键与纳米金结合，然后偶联剂上的其他官能团再与叶酸发生化学反应，制备出叶酸修饰纳米金的复合物。这种方法得到的是叶酸修饰的纳米金复合体，所有制备步骤都是在水溶液中进行，首先整个制备过程的起始阶段金纳米粒子的浓度就很低，而偶联剂和叶酸通常为有机物，在水溶液的溶解度较低，各种中间产物以及最终产物都不能高浓度的制备；再者，纳米金本身的制备条件和贮存条件要求严格，与之混合的所有溶剂和药品都需要高度纯化，否则极易造成纳米金属粒子的团聚，增加了操作难度，因此，产品制备效率低，分离纯化困难，目标产物不能大量制备。如果能够得到一种叶酸衍生物，其分子链端带有巯基，这样在保持叶酸生物活性的同时，可以实现叶酸对多种金属纳米粒子的直接修饰。目前尚没有一种叶酸的巯基化衍生物产品作为修饰试剂可以直接用于纳米金属粒子的修饰。本专利技术提出一种制备巯基化叶酸的方法，拟以一种含有巯基的双官能团(胺基和巯基)化合物为巯基化试剂，同叶酸进行酯酰胺化反应而实现叶酸的巯基化。由于巯基是一种比较活泼的基团，在与叶酸进行酰胺化反应之前，首先要对巯基实施保护，反应之后再脱除保护。本专利技术设计了一个“二硫键(S-S)生成—断裂”工艺实现了上述目的。本专利技术通过特定的手段对巯基类化合物中的巯基进行保护和脱保护，以一种简单易行的操作流程，合成巯基化的叶酸衍生物，制备工艺简便，且产物可以大量制备，储存方便，为叶酸的进一步应用奠定材料基础。本项目组前期专利2013100094201、2014102254943专利技术的巯基化叶酸制备方法，也能够直接用于纳米金属修饰，不过其存在以下问题：反应试剂巯基醇类化合物多数都存在毒性较大，发出难闻的臭味，并且难溶于水，产物后处理复杂，整个制备流程时间较长，效率较低，生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用新的巯基来源试剂提供一种绿色无毒、步骤简单、容易分离提纯、产率较高的基于酰胺化的叶酸巯基衍生物的制备方法。一种基于酰胺化的叶酸巯基衍生物的制备方法，1)利用氧化剂双氧水将含有胺基和巯基双官能团的化合物氧化成含有S-S键的二硫物，两端带有胺基基团，为下一步的酰胺化反应奠定基础；2)在步骤1)产物二硫物中加入催化剂与吸水剂，二硫物上的胺基与叶酸发生酰胺化反应，得到含有二硫键的叶酸衍生物；3)在步骤2)产物中加入还原剂将叶酸衍生物中的二硫键断裂，得到末端含有巯基的目标产物。所述的制备方法，所述双氧水优选浓度为30％的双氧水。所述的制备方法，具体包括以下步骤：1)双官能团(胺基和巯基)化合物氧化偶联制备二硫物将巯基胺类化合物溶于甲醇中，在氮气保护条件下，向其中滴加一定量的氧化剂，常温下反应3—7小时；反应结束后，将反应液置于旋转蒸发仪中进行旋蒸，除去溶剂，然后放入冷冻干燥器中干燥，最后收集产物；反应方程式为：式(1)中R为两个和两个以上碳原子的烃基；2)二硫物与叶酸酰胺化制备二硫基叶酸衍生物将一定量的叶酸溶于有机溶剂中，然后加入催化剂和吸水剂，再加入第一步中制得的二硫物，反应8-12小时；反应结束后，进行抽滤，除去吸水剂，并用无水乙醚对产物进行洗涤，得到沉淀，再用蒸馏水洗涤、2000-10000rpm离心5-20min三次，最后将产物放入冷冻干燥机中干燥；其反应方程式为：其中R同式(1)中的结构；3)二硫键裂解制备叶酸巯基衍生物将叶酸酰胺化产物溶于有机溶剂中，加入还原剂，搅拌反应8-12小时；反应结束后，将产物加入到无水冰乙醚中析出沉淀，然后用蒸馏水洗涤、2000-10000rpm离心5-20min三次，最后放入到冷冻干燥机中干燥，即可得到端基含有巯基的叶酸衍生物；反应方程式其中R同式(1)中的结构。所述的制备方法，所述步骤(1)中，可采用的的巯基胺类化合物有巯基乙胺、3-巯基-1-丙胺、N,N-二乙基-4-巯基丁胺。所述的制备方法，所述步骤(2)中，可采用的有机溶剂有二甲基亚砜(DMSO)，二氯甲烷、氨水溶液、碳酸碱溶液，反应温度为20-35℃。所述的制备方法，所述步骤(2)中，催化剂为4-二甲氨基吡啶(DMAP)；吸水剂为N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)；催化剂和吸水剂二者配合使用。所述的制备方法，所述步骤(2)中，叶酸、吸水剂、二硫物的摩尔比为1：(0.5-2)：(1-4)。所述的制备方法，所述步骤(3)中，可采用的溶剂为二甲基亚砜(DMSO)、二氯甲烷、氨水、碳酸碱溶液，溶解温度为20—35℃。所述的制备方法，所述步骤(3)中，可采用的还原剂为巯基乙胺、3-巯基-1-丙胺、N,N-二乙基-4-巯基丁胺。所述的制备方法，所述步骤(3)中，反应物叶酸、还原剂的摩尔比为1：(1-4)。本专利技术较之现有技术，有以下有益效果：1.本专利技术采用巯基胺类化合物代替巯基醇类化合物，巯基胺类化合物能溶于水，与氧化剂双氧水反应时能够互溶，提高了反应效率，同时原料无毒无臭味。2.本专利技术采用4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂、N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)为吸水剂，反应速度快，整个反应流程时间大大缩短，生产效率大为提高。3.本专利技术采用硅胶柱柱层分离法分离提纯酰胺化产物，使产物分离效率大大提高，而普通分离提纯法无法将反应物叶酸等除去，效率低，本申请酰胺化产率达85％以上。4.本专利技术目标产品收率相较前期专利技术大为提高，产品总收率达75％以上。附图说明图1为二硫物的红外谱图，其特征吸收峰为3400cm-1、3000cm-1(—NH2)，图2为叶酸酰胺化衍生物的红外谱图，其特征吸收峰为图3为叶酸巯基化衍生物的红外谱图，其特征吸收峰为2920cm-1，2860cm-1(-CH2-)、2568cm-1(S-H)、642cm-1(C-S)。图4为叶酸巯基化衍生物修饰的金笼子透射电镜图。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。实施例1巯基乙胺化的叶酸衍生物的制备1)巯基乙胺偶联制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于酰胺化的叶酸巯基衍生物的制备方法，其特征在于：1)利用氧化剂双氧水将含有胺基和巯基双官能团的化合物氧化成含有S‑S键的二硫物，两端带有胺基基团，为下一步的酰胺化反应奠定基础；2)在步骤1)产物二硫物中加入催化剂与吸水剂，二硫物上的胺基与叶酸发生酰胺化反应，得到含有二硫键的叶酸衍生物；3)在步骤2)产物中加入还原剂将叶酸衍生物中的二硫键断裂，得到末端含有巯基的目标产物。

【技术特征摘要】
1.一种基于酰胺化的叶酸巯基衍生物的制备方法，其特征在于：1)利用氧化剂双氧水将含有胺基和巯基双官能团的化合物氧化成含有S-S键的二硫物，两端带有胺基基团，为下一步的酰胺化反应奠定基础；2)在步骤1)产物二硫物中加入催化剂与吸水剂，二硫物上的胺基与叶酸发生酰胺化反应，得到含有二硫键的叶酸衍生物；3)在步骤2)产物中加入还原剂将叶酸衍生物中的二硫键断裂，得到末端含有巯基的目标产物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双氧水优选浓度为30％的双氧水。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)双官能团(胺基和巯基)化合物氧化偶联制备二硫物将巯基胺类化合物溶于甲醇中，在氮气保护条件下，向其中滴加一定量的氧化剂，常温下反应3—7小时；反应结束后，将反应液置于旋转蒸发仪中进行旋蒸，除去溶剂，然后放入冷冻干燥器中干燥，最后收集产物；反应方程式为：式(1)中R为两个和两个以上碳原子的烃基；2)二硫物与叶酸酰胺化制备二硫基叶酸衍生物将一定量的叶酸溶于有机溶剂中，然后加入催化剂和吸水剂，再加入第一步中制得的二硫物，反应8-12小时；反应结束后，进行抽滤，除去吸水剂，并用无水乙醚对产物进行洗涤，得到沉淀，再用蒸馏水洗涤、2000-10000rpm离心5-20min三次，最后将产物放入冷冻干燥机中干燥；其反应方程式为：其中R同式(1)中的结构；3)二硫键裂解制备叶酸巯基衍生物将叶酸酰胺化产物溶于有机溶剂中，加入还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继宪，刘艳伟，王瑶，唐建国，薛静，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37