一种脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物及其合成与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物及其合成与应用，所述衍生物是将叶酸和脱氧葡萄糖通过化学键的方式结合在一起，形成的一种新型化合物——FA‑2‑DG。所述衍生物中，叶酸和脱氧葡萄糖之间以氨基乙醇做为连接臂，叶酸的羧基和氨基乙醇的氨基相连，形成酰胺键；氨基乙醇的羟基和脱氧葡萄糖的羟基相连，生成糖苷键。这样的连接方式既不破坏叶酸和脱氧葡萄糖本身的结构和功能，不影响叶酸受体对叶酸的识别，同时引入的两个碳原子的连接臂也能增大叶酸和脱氧葡萄糖两个分子之间的距离，更适宜糖苷酶的水解，释放出具有抗肿瘤活性的脱氧葡萄糖。所述衍生物FA‑2‑DG基于其结构的特征，可以作为药质体用来载药。

【技术实现步骤摘要】
一种脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物及其合成与应用
本专利技术属于生物医药领域，特别涉及到一种脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物及其合成与应用。
技术介绍
恶性肿瘤是当今危害人类健康的复杂疾病，每年造成的人类死亡人数仅次于心脑血管疾病。叶酸受体高表达的肿瘤在女性群体中有较高的发病率，开发基于叶酸识别的靶向抗肿瘤药物一直是肿瘤药物研发的热点内容之一。目前，基于叶酸开发的多种靶向抗肿瘤药物已多有报道，大多是用叶酸修饰大分子PEG(聚乙二醇)，然后制备具有靶向功能的脂质体运载抗肿瘤药物，这种治疗策略制备的脂质体的粒径不均一，运载抗肿瘤药物的效率较低，疗效较差且修饰之后的大分子在体内也容易引起免疫反应。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物及其合成与应用，在研究两亲性小分子药物的基础上，应用具有抗肿瘤活性的小分子脱氧葡萄糖修饰叶酸，制备出具有靶向抗肿瘤功能，且能够自组装形成纳米结构，运载抗肿瘤药物的新型叶酸衍生物。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物，所述叶酸衍生物(FA-2-DG)由脱氧葡萄糖和叶酸经由氨基乙醇连接形成，其中叶酸的羧基和氨基乙醇的氨基相连，形成酰胺键，氨基乙醇的羟基和脱氧葡萄糖的羟基相连，形成糖苷键。所述脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物的合成方法，包括以下步骤：1)制备(4R，5S，6R)-6-(乙酰氧甲基)-四氢-2，4，5-三乙酰氧基-吡喃将2-脱氧葡萄糖溶解于无水吡啶中形成溶液，冰浴搅拌条件下将乙酸酐滴加入溶液中，滴加完毕后撤掉冰浴，室温下搅拌24小时，然后旋蒸除掉溶剂，加入乙酸乙酯溶解剩余固体，然后用柠檬酸水溶液，碳酸氢钠水溶液，饱和氯化钠水溶液各萃洗三次，之后乙酸乙酯用无水硫酸钠干燥过夜，过滤之后减压除去乙酸乙酯，用柱层析法纯化，得到的产物乙酰基保护羟基的脱氧葡萄糖，即(4R，5S，6R)-6-(乙酰氧甲基)-四氢-2，4，5-三乙酰氧基-吡喃，简称化合物2；2)制备(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-溴乙基氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡喃将化合物2溶解于二氯甲烷中，加入2-溴乙醇，冰浴下再滴加入三氟化硼乙醚，滴加完毕后撤除冰浴，室温下反应，然后加入冷却过的饱和碳酸氢钠水溶液终止反应，分离出二氯甲烷层，并用二氯甲烷萃取水相两次，合并二氯甲烷，用饱和氯化钠水溶液萃洗三次之后用无水硫酸钠干燥过夜；过滤之后减压除去二氯甲烷，剩余油状物用硅胶柱层析纯化，洗脱液为石油醚∶乙酸乙酯，从10∶1洗脱至5∶1，得到黄色油状物，即(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-溴乙基氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡，简称化合物3；3)制备(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-叠氮乙氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡喃将化合物3和叠氮化钠溶解于二甲基甲酰胺中，加热条件下搅拌，反应后加入冰水终止反应，然后用乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液萃洗三次之后用无水硫酸钠干燥过夜；过滤之后减压除去乙酸乙酯，得到黄色油状物，即(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-叠氮乙氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡喃，简称化合物4；4)制备(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-氨基乙氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡喃林德拉催化剂和对甲基苯磺酸先后加入到溶解有化合物4的乙醇溶液中，然后在氢气氛围下，室温反应8小时，之后过滤，减压除去乙醇之后得到无色泡状固体，即(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-氨基乙氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡喃，简称化合物5；5)制备N2-{4-[(2-氨基-4-羟基蝶啶-6-甲基)氨基]苯甲酰基}-N5-{2-[(2s，4r，5s，6r)-4，5-二乙酰氧基-6-(乙酰氧基甲基)四氢吡喃]-氧乙基}-L-谷氨酰胺叶酸溶解于无水二甲基亚砜中，然后加入DCC，再加入化合物5，最后加入吡啶，避光室温反应，然后减压尽可能除去多余的吡啶，残留物用甲基叔丁基醚磨洗之后得到化合物6，经柱层析纯化后得到橙色固体，即N2-{4-[(2-氨基-4-羟基蝶啶-6-甲基)氨基]苯甲酰基}-N5-{2-[(2s，4r，5s，6r)-4，5-二乙酰氧基-6-(乙酰氧基甲基)四氢吡喃]-氧乙基}-L-谷氨酰胺，简称化合物6；6)制备N2-{4-[(2-氨基-4-羟基蝶啶-6-甲基)氨基]苯甲酰基}-N5-{2-[(2s，4r，5s，6r)-4，5-二羟基-6-(羟甲基)四氢吡喃]-氧乙基}-L-谷氨酰胺将化合物6溶解于甲醇中，然后在冰浴下滴加入甲醇钠，滴加完毕后撤掉冰浴，室温下反应，然后用酸性树脂调节pH值至6，然后过滤除去树脂，滤液减压除去之后得到粗品，粗品用制备级HPLC纯化，得到上述的叶酸衍生物(FA-2-DG)。本专利技术的另一方面：所述脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物的应用，所述叶酸衍生物可应用于制备抗肿瘤药物。进一步的，所述肿瘤为叶酸受体高表达肿瘤；所述肿瘤包括乳腺癌、卵巢癌和宫颈癌。一种具有靶向抗肿瘤功能的纳米颗粒，所述纳米颗粒由如上述的叶酸衍生物，通过化学键、配位键或氢键与肿瘤药物相互作用而形成。进一步的，所述纳米颗粒由上述的叶酸衍生物与抗肿瘤药物顺铂，通过配位键连接，形成含顺铂的靶向抗肿瘤纳米颗粒。本专利技术相比现有技术的有益效果为：1、本专利技术所述的脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物(FA-2-DG)，脱氧葡萄糖能够抑制肿瘤细胞的糖酵解，并能够逆转肿瘤细胞在体内的转移；叶酸能够特异性的识别某些肿瘤细胞表面高表达的叶酸受体，肿瘤细胞对2-DG的高摄取率及其抑制肿瘤糖酵解的活性，使其成为抗肿瘤药物研发中的优良候选物；以叶酸和脱氧葡萄糖为原料，经六步即合成了FA-2-DG，所有的化合物均经过红外、质谱和核磁共振氢谱及碳谱的确证，证实了最终合成的化合物结构正确；2、本专利技术合成得到的FA-2-DG在水中的溶解度比叶酸高800倍，并且FA-2-DG分子之间存在着氢键相互作用，因此在水溶液中可以发生自组装，并且临界胶束浓度为7.12μmol/L；动态光散射技术证实FA-2-DG在水溶液中能形成纳米颗粒，浓度为8μmol/L的FA-2-DG的水溶液中的粒径在72.5nm，随着浓度的增加，粒径会逐渐变大，并且在0.5％BSA水溶液中，FA-2-DG的自组装依然稳定存在；另外，原子力显微镜，透射电子显微镜和扫描电子显微镜这些形态学表征技术也都证实FA-2-DG本身能够自组装形成纳米颗粒；3、本专利技术合成得到的FA-2-DG，能够通过化学键、配位键或氢键与肿瘤药物相互作用，形成具有靶向抗肿瘤功能的纳米颗粒，载药能力强、效果好；4、本专利技术所述含顺铂的靶向抗肿瘤纳米颗粒(FA-2-DG-Pt)，可以自组装形成纳米结构；所述FA-2-DG-Pt的抗肿瘤抑制率高于顺铂、2-DG和FA-2-DG，抗肿瘤活性高；并且，以FA-2-DG纳米颗粒装载顺铂，靶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物，其特征在于，所述叶酸衍生物(FA-2-DG)由脱氧葡萄糖和叶酸经由氨基乙醇连接形成，其中叶酸的羧基和氨基乙醇的氨基相连，形成酰胺键，氨基乙醇的羟基和脱氧葡萄糖的羟基相连，形成糖苷键。/n

【技术特征摘要】
20190314 CN 20191019346031.一种脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物，其特征在于，所述叶酸衍生物(FA-2-DG)由脱氧葡萄糖和叶酸经由氨基乙醇连接形成，其中叶酸的羧基和氨基乙醇的氨基相连，形成酰胺键，氨基乙醇的羟基和脱氧葡萄糖的羟基相连，形成糖苷键。


2.一种如权利要求1所述脱氧葡萄糖修饰的叶酸衍生物的合成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)制备(4R，5S，6R)-6-(乙酰氧甲基)-四氢-2，4，5-三乙酰氧基-吡喃
将2-脱氧葡萄糖(2-DG)溶解于无水吡啶中形成溶液，冰浴搅拌条件下将乙酸酐滴加入溶液中，滴加完毕后撤掉冰浴，室温下搅拌24小时，然后旋蒸除掉溶剂，加入乙酸乙酯溶解剩余固体，然后用柠檬酸水溶液，碳酸氢钠水溶液，饱和氯化钠水溶液各萃洗三次，之后乙酸乙酯用无水硫酸钠干燥过夜，过滤之后减压除去乙酸乙酯，用柱层析法纯化，得到的产物乙酰基保护羟基的脱氧葡萄糖，即(4R，5S，6R)-6-(乙酰氧甲基)-四氢-2，4，5-三乙酰氧基-吡喃，简称化合物2；
2)制备(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-溴乙基氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡喃
将化合物2溶解于二氯甲烷中，加入2-溴乙醇，冰浴下再滴加入三氟化硼乙醚，滴加完毕后撤除冰浴，室温下反应，然后加入冷却过的饱和碳酸氢钠水溶液终止反应，分离出二氯甲烷层，并用二氯甲烷萃取水相两次，合并二氯甲烷，用饱和氯化钠水溶液萃洗三次之后用无水硫酸钠干燥过夜；过滤之后减压除去二氯甲烷，剩余油状物用硅胶柱层析纯化，洗脱液为石油醚∶乙酸乙酯，从10∶1洗脱至5∶1，得到黄色油状物，即(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-溴乙基氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡，简称化合物3；
3)制备(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-叠氮乙氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡喃
将化合物3和叠氮化钠溶解于二甲基甲酰胺中，加热条件下搅拌，反应后加入冰水终止反应，然后用乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液萃洗三次之后用无水硫酸钠干燥过夜；过滤之后减压除去乙酸乙酯，得到，为黄色油状物，即(2R，3S，4R)-2-(乙酰氧甲基)-6-(2-叠氮乙氧基)四氢-3，4-二乙酰氧基-吡喃，简称化合物4；
4)制备(2R，3S，4R)-2-(...

【专利技术属性】
技术研发人员：金绍明，葛绍阳，刘治麟，王鹏杰，杜仲尧，
申请(专利权)人：北京和益源生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11