一種pH敏感磷脂分子及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物醫藥技術領域，特別涉及一種以季戊四醇為骨架的pH敏感磷脂分 子及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 磷脂為兩性分子，一端為親水的含氮或磷的頭部，另一端為疏水(親油）的長烴基 鏈。根據磷脂的主鏈結構分為磷酸甘油脂和鞘磷脂，即由甘油構成的磷脂稱為甘油磷脂，由 神經鞘氨醇構成的磷脂，稱為鞘磷脂。磷脂是生物膜的重要組分，也是脂質體雙分子層的主 要組成物質，可以作為乳化劑和表面活性劑。
[0003] 脂質體是磷脂分散在水中形成的一個類球狀的、包封一部分水相的封閉囊泡，具 有易于在生物體內降解、無免疫原性、無毒性等特點，越來越受到人們的重視并得到了廣泛 的研究。由于普通脂質體只是單純的被動靶向，在體內易被一些酶類物質降解和巨噬細胞 吞噬，不能到達靶組織而有效發揮藥物作用，存在靶向性差的缺點。
[0004] 在炎癥或感染區域，某些腫瘤組織或局部缺血時會出現異常酸化現象，而pH敏感 型脂質體結構中的脂質雙分子層的穩定性隨環境pH變化而變化，在酸性環境中不穩定，這 恰好彌補了常規脂質體的缺點，提高了脂質體的靶向性，能促進藥效的充分發揮并提高基 因的表達水平，在藥物傳遞系統中具有良好的應用價值。
[0005] 現有技術中公開的酸敏感類磷脂大都是以甘油為骨架，且均無紫外吸收，不宜檢 測，有些磷脂分子組裝成脂質體后酸敏感程度有限，合成步驟復雜，所以仍需繼續研究開發 新的易于檢測，酸敏感性好，靶向性好的磷脂。本發明提供的pH敏感磷脂分子，帶有酸敏感 的縮醛，所述縮醛在弱酸性或酸性介質中該磷脂中的縮醛極易斷裂，而在中性或弱堿性介 質中穩定性高，且該磷脂結構具有紫外吸收，易于檢測，具有較好的應用前景。
【發明內容】
[0006] 為了克服現有技術中的上述缺陷，本發明提出了一種以季戊四醇為骨架的新型pH 敏感磷脂分子所述磷脂分子可在水相溶劑中形成脂質體，由于縮醛鍵對酸性環境敏感，使 得脂質體在酸性條件下能快速解離，從而達到快速釋放負載物的目的。所述磷脂分子具有 紫外吸收，易于檢測，對腫瘤細胞無細胞毒性的，極有潛力成為酸敏感藥用材料;本發明提 出的新型pH敏感磷脂分子的制備方法具有操作簡單，所采用的原料廉價易得，無污染，反應 條件溫和，采用常規設備即可實現，收率高等優點。
[0007] 本發明的目的之一是提供一種以季戊四醇為骨架的新型pH敏感磷脂分子，所述pH 敏感磷脂分子為酸敏感磷脂分子，以解決現有技術中合成復雜，不便于檢測，對酸的響應差 等問題。
[0008] 所述新型pH敏感磷脂分子的具體結構如式（I)所示：
[0010]其中，R為C9~C17的烴基。優選地，所述R為直鏈飽和的脂肪族烴基，即，優選地，所 述新型pH敏感磷脂分子的結構為：
[0012]本發明的另一目的是提供一種所述pH敏感磷脂分子的制備方法，所述方法的反應 式為：
[0014]反應式(A);
[0015] 所述反應步驟包括：
[0016]i)親核取代反應：
[0017] 在堿的作用下，式（II)所示化合物與烯丙基溴發生親核取代反應得到式（III)所 示化合物；
[0018] ii)縮合反應：
[0019]在催化劑對甲苯磺酸與吸水劑分子篩的作用下，式（III)所示化合物與季戊四醇 發生縮合反應得到式(IV)所示化合物；
[0020] iii)酯化反應：
[0021] 在縮合劑與催化劑的作用下，式（IV)所示化合物與脂肪酸發生酯化反應得式(V) 所示化合物；
[0022] iv)氧化反應：
[0023]式(V)所示化合物在氧化劑ΝΜ0與0s04作用下得式(VI)所示化合物；
[0024]v)式(VI)所示化合物與四乙酸鉛發生反應得到式(VII)所示化合物；
[0025]vi)式(VII)所示化合物在還原劑的作用下得到式(VIII)所示化合物；
[0026]vii)在磷酰氯與有機堿的共同作用下，式(VIII)所示化合物轉化為中間體；
[0027]viii)式(IX)所示化合物與三甲胺氣體發生親核取代反應得到式(I)所示化合物。
[0028]其中，
[0029]所述步驟i)中，所述堿包括碳酸鉀或碳酸鈉；
[0030] 步驟ii)中，所述分子篩包括4A型或5A型；
[0031] 步驟iii)中，所述縮合劑包括N，N'_二環己基碳二亞胺、N，N'_二異丙基碳二亞胺、 二異丙基碳二亞胺，所述催化劑包括4-二甲氨基吡啶或二異丙基乙胺，所述脂肪酸包括:包 括癸酸、十一酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕櫚酸、十七酸、硬脂酸；
[0032] 步驟vi)中，所述還原劑包括硼氫化鈉、硼氫化鉀、氫化鋁鋰；
[0033]步驟vii)中，所述有機堿包括吡啶或三乙胺。
[0034]其中，
[0035]所述步驟i)中，所述反應溫度為40_60°C;優選地，所述反應條件為60°C。
[0036]所述步驟ii)中，所述式（III)所示化合物與對甲苯磺酸的摩爾比為1:0.05-0.2， 所述分子篩的質量為式（III)所示化合物的質量的4-6倍，式（III)所示化合物與季戊四醇 的摩爾比為1:6-10，反應溫度為40-70°〇，反應時間為6-181!;優選地，所述反應條件為所述 式（III)所示化合物與對甲苯磺酸的摩爾比為1:0.1，式（III)所示化合物與季戊四醇的摩 爾比為1:10,反應溫度為60°C;
[0037]所述步驟iii)中，所述式(IV)所示化合物與縮合劑的摩爾比為1:2.5-3.0,式(IV) 所示化合物與催化劑的摩爾比為1:0.2,式（IV)所示化合物與脂肪酸的摩爾比為1:2.2-2.5，縮合劑要在冰浴條件下加入，后緩慢升至室溫，反應時間為2-6h;
[0038] 所述步驟iv)中，所述式(VI)所示化合物與氧化劑匪0的摩爾比為1:1.2-1.5,與氧 化劑Os〇4的摩爾比為1:0.05-0.2，反應溫度為25-35°(3，反應時間為6-1511;優選地，所述反 應條件為所述式(VI)所示化合物與氧化劑ΝΜ0的摩爾比為1:1.2,與氧化劑Os〇4的摩爾比為 1:0.1；
[0039] 所述步驟v)中，所述式(VI)所示化合物與四乙酸鉛的摩爾比為1:1.5-2.0,反應時 間為l-2h;
[0040] 所述步驟vi)中，所述式(VII)所示化合物與還原劑的摩爾比為1:1-1.2,反應時間 為0.5-2h;
[0041] 所述步驟vii)中，所述式(VIII)所示化合物與磷酰氯的摩爾比為1:1.5-2.0,式 (VIII)所示化合物與有機堿的摩爾比為1:5.0-8.0,反應時間為l-2h，此中間體在碳酸氫鈉 的作用下得到式(IX)所示化合物，化合物(VIII)與碳酸氫鈉的摩爾比為1:7-15;
[0042] 所述步驟viii)中，所述反應時間6-10h，反應溫度為30_40°C;
[0043] 具體地，所述制備方法的步驟包括：
[0044] i)在堿的作用下，化合物II與烯丙基溴發生親核取代反應得到化合物III，反應溫 度為 40_60°C。
[0045] ii)在對甲苯磺酸與分子篩的作用下，化合物III與季戊四醇發生縮合反應得到化 合物IV，化合物III與對甲苯磺酸的摩爾比為1:0.1，分子篩的質量為化合物m的質量的4-6 倍，化合物ΠΙ與季戊四醇的摩爾比為1:6-10，反應溫度為40-70°(3，反應時間為6-1811。 [0046]iii)在縮合劑N，N'_二環己基碳二亞胺與催化劑4-二甲氨基吡啶的作用下，化合 物IV與脂肪酸發生酯化反應得化合物V，化合物IV與縮合劑的摩爾比為1: 2.5-3.0，化合物 IV與催化劑的摩爾比為1:0.2，化合物IV與脂肪酸的摩爾比為1: 2.2-2.5，縮合劑要在冰浴 條件下加入，后緩慢升至室溫，反應時間為2_6h。
[0047]iv)化合物V在氧化劑匪0與Os〇4作用下得化合物VI，化合物VI與氧化劑匪0的摩 爾比為1:1.2-1.5，與〇8〇4的摩爾比為1:0.05_0.2，反應溫度為25-35°(3，反應時間為6-1511。 [0048]v)化合物VI在四乙酸鉛的作用下得到化合物VII，化合物VI與四乙酸鉛的摩爾比 為1:1.5-2.0,反應時間為l-2h。
[0049] vi)化合物VII在還原劑的作用下得到化合物VIII，化合物VII與還原劑的摩爾比 為1:1-1.2,反應時間為lh。
[0050] Vii)在磷酰氯與有機堿的共同作用下，化合物VIII轉化為中間體，化合物VIII與 磷酰氯的摩爾比為1:1.5-2.0，化合物VIII與有機堿的摩爾比為1:5.0-8.0，反應時間為1 -2h，此中間體在碳酸氫鈉的作用下得到化合物IX，化合物VIII與碳酸氫鈉的摩爾比為1: 7-15。
[0051 ]viii)化合物IX與三甲胺氣體發生親核取代反應的化合物I，反應時間6-10h，反應 溫度為30_40°C。
[0052] 本發明的另一個目的在于提供一種由上述pH敏感磷脂制成的脂質體。
[0053] 本發明還提出了一種pH敏感脂質體，其包括如上所述的pH敏感磷脂分子。
[0054]本發明還提出了如上所述的pH敏感磷脂分子在制備載藥脂質體中的應用。
[0055] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
[0056] (a)本發明提供的新的pH敏感磷脂分子，由于帶有酸敏感的縮醛，所述縮醛在弱酸 性或酸性介質中該磷脂中的縮醛極易斷裂，因此，所述pH敏感磷脂分子在中性或弱堿性介 質中穩定性高，在弱酸性或酸性介質中具有良好的pH敏感性。
[0057] (b)本發明所述pH敏感磷脂分子具有良好的生物相容性，無細胞毒性。
[0058] (c)本發明所述pH敏感磷脂分子可以制備成脂質體，具有用于藥物傳遞系統的應 用的潛力（圖