一種支化聚乙二醇的脂質衍生物及其組成的脂質膜結構體的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子合成領域，一種支化聚乙二醇的磷脂類衍生物及其組成的脂質 膜結構體。
【背景技術】
[0002] 脂質體是脂質(常見的為磷脂、膽固醇)分散在水中形成的一種包封一部分水相的 封閉囊泡，外形為球形、類球形、橢圓形等形狀，直徑大小約為幾十納米到幾十微米。脂質體 為一種新型藥物載體，其在血液中的穩定性是發揮藥物載體作用的關鍵。在傳統的脂質體 制劑中，當靜脈給藥時，具有在血液中的滯留性差、易于被肝臟、脾臟等網狀內皮系統（以下 簡稱為"RES"）捕獲的問題，在利用脂質體作為藥物傳遞系統，將藥物傳遞至"RES"系統以外 的器官或使試劑長時間地滯留在血液中控制藥物釋放時，存在著困難。除此外，血液中有多 種破壞因素：高密度脂蛋白（HDL)是破壞脂質體的主要成分，HDL和脂質體易發生apoA-Ι與 磷脂的互換，脂質體膜形成孔洞；引起藥物滲漏和水、電解質的大量進入，最終滲透裂解脂 質體;血清白蛋白與脂質體磷脂結合形成復合物，降低其穩定性;血液中的磷脂酶可水解磷 月旨。這些因素綜合使傳統脂質體的半衰期僅十幾分鐘。
[0003] 為了延長脂質體的半衰期，避免RES的捕獲，目前主要利用糖脂、糖蛋白質或親水 性聚合物修飾脂質體表面，使脂質體具有長循環特性。目前，采用聚乙二醇(PEG)偶聯并組 裝到脂質體膜上，可以延長脂質體的血循環時間。同時，聚乙二醇的分子量越大對脂質體的 血循環時間的延長效果越好。影響聚乙二醇化脂質體延長血循環時間的因素有:①立體位 阻：聚乙二醇在脂質體表面呈部分延展的構象，這一立體位阻層猶如一把"刷子"，將靠近的 大分子或脂蛋白復合物推離脂質體，從而減弱血中各種成分的作用，特別是血漿蛋白的調 節作用以及隨后的RES攝取作用，同時脂蛋白的交換、磷脂酶的水解等均受到有效抑制。② 提尚I旲表面未水性:聚乙^?醇有很長的極性基團，能提尚脂質體表面的未水性，從而提尚了 單核吞噬細胞系統(MPS)對其吸收破壞作用的能皇，有效組織了脂質體表面與血白蛋白的 調節作用，并降低了脂質體對MPS的親和作用。一般認為，立體位阻和提高膜表面的親水性 兩個因素同時存在，兩者共同作用使PEG化脂質體成為一種長效脂質體。
[0004] 利用腫瘤組織的pH值比周圍正常組織低的事實，可以設計pH敏感性脂質體。其原 理是：低pH時可導致脂肪酯羧基的質子化而引起六方晶相(非相層接頭）的形成，導致脂質 體膜的不穩定，產生聚集或融合，將包封的物質導入胞漿及主動靶向病變組織，腫瘤組織等 靶部位高效地釋放包封在脂質體內的生物相關物質，同時避免RES清除及溶酶體的降解，增 加組織對藥物的攝取量。
【發明內容】
[0005] 本發明的發明目的，是為了更有效延長藥物在體內的循環時間，提供一種支化聚 乙二醇的脂質衍生物及其組成的脂質膜結構體。
[0006] 本發明的上述目的通過如下技術方案予以實現：
[0007] 一種支化聚乙二醇的磷脂類衍生物，其通式如式(1)所示：
[0008]
?
[0009] 其中，Xi、X2各自獨立地為具有1至20個碳原子的烴基;m、n2各自獨立地為1~1000 的整數，11 3為0~1000的整數，且2<111+112+113< 2000;￥為支化中心，具有1至20個碳原子，采 用共價鍵與Li、L2、L3相連接;Li、L2、L3為支化中心Y與聚乙二醇單元的連接基團；q為0或1;當 n3 = 0時，q為0且Y不為2~10個氨基酸殘基的聚氨基酸殘基;L4為連接基團，為聚乙二醇衍生 物與相應磷脂化合物發生化學反應形成的殘基;Μ為氫原子或陽離子;R為疏水性脂質的殘 基。
[0010] 上述ηι，η2，Π 3優選滿足 1 < m < 200，1 < Π2 < 200，0 < Π 3 < 200，且2 < ηι+η2+η3 < 200。
[0011] 當n3 = 〇，q為〇且γ不為2~1〇個氨基酸殘基的聚氨基酸殘基，則所述支化聚乙二醇 的磷脂類衍生物通式如式(2)所示：
[0012]
[0013] 其中，XLX2各自獨立地為具有1至20個碳原子的烴基;m、n2各自獨立地為1~1000 的整數，且2 < m+n2 < 2000; Y為支化中心，具有1至20個碳原子，采用共價鍵與L!、L2相連接； 為支化中心Y與聚乙二醇單元的連接基團；L 4為連接基團，為聚乙二醇衍生物與相應磷 脂化合物發生化學反應形成的殘基;Μ為氫原子或陽離子;R為含有反應性基團的疏水性脂 質的殘基。
[0014] 當m為1~1000,則所述支化聚乙二醇的磷脂類衍生物通式如式(3)所示：
[0015]
[0016] 其中，Xi、X2各自獨立地為具有1至20個碳原子的烴基;m、n2各自獨立地為1~1000 的整數，加為1~1000的整數，且3 < m+n2+n3 < 2000; Y為支化中心，具有1至20個碳原子，采 用共價鍵與Li、L2、L3相連接，且Y不為2~10個氨基酸殘基的聚氨基酸殘基;為支化 中心Y與聚乙二醇單元的連接基團；q為0或1;L 4為連接基團，為聚乙二醇衍生物與相應磷脂 化合物發生化學反應形成的殘基;Μ為氫原子或陽離子;R為疏水性脂質的殘基。
[0017] 上述Υ為碳原子支化中心，其結構表示如下
其中，Ri為氫原子、具有1至20 個碳的烴基或含有含雜原子基團的具有1至20個碳的烴基。所述R1優選為氫原子、或為具有 1至20個碳的烴基，或為含酯基、尿烷基、酰胺基、醚基、硫醚、雙鍵、查鍵、碳酸酯基、仲胺基 或叔胺基的具有1至20個碳的烴基。
[0018]上述Y為氮原子支化中心，其結構表示如下 [0019]上述R為疏水性脂質的殘基。
[0020]該疏水性脂質沒有特別限定，可為含有脂肪烴、甘油脂、鞘脂、類固醇等當中的一 種或任意2種及2種以上的復合脂質。
[0021] 當R為脂肪烴的殘基，結構表示如下
R7可以是飽和或不飽和，可以是直鏈 狀、支鏈狀、環狀、梳狀、超支化狀、樹枝狀等結構。其碳原子數為4~50。對于該脂肪烴的殘 基沒有特別限定，可以來自丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十一烷 基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、異硬脂酰基、 十八烯基、十八碳二烯基、十九烷基、二十烷基、二十二烷基、二十二烷烯基、二十四烷基、二 十六烷基、二十八烷基、三十烷基、三十二烷基等。
[0022] 對于脂肪烴的殘基，相應的脂肪烴沒有特別限定，可以為脂肪酸、脂肪胺、脂肪醇 及其衍生物，優選脂肪醇和脂肪酸，進一步優選脂肪醇。例如，作為脂肪族醇可以選自丁醇、 叔丁醇、戊醇、庚醇、2-乙基己醇、辛醇、癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十 八烷醇、十八烯醇、十八二烯醇、十八三烯醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十二烯醇、二十四烷 醇、二十六烷醇、二十八烷醇、三十烷醇、三十二烷醇等，優選相應的脂肪族單醇。例如，作為 脂肪酸可以選自丁酸、叔丁酸、戊酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚 酸、十七烷酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、反油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生四烯酸、山崳 酸、芥酸、木蠟酸、蠟酸、二十八烷酸、蜂花酸、蟲漆蠟酸等，優選相應的脂肪族單羧酸。例如， 作為脂肪胺可以選自丁胺、叔丁胺、戊胺、庚胺、2-乙基己胺、辛胺、癸胺、十二烷胺、十四烷 胺、十六烷胺、十七烷胺、十八烷胺、十八烯胺、十八二烯胺、十八三烯胺、二十烷胺、二十二 烷胺、二十二烯胺、二十四烷胺、二十六烷胺、二十八烷胺、三十烷胺、三十二烷胺等，優選相 應的脂肪族單胺。
[0023]當R為甘油脂的殘基，甘油脂可以為二酰基甘油酯。其結構表示如下：
基于該甘油脂質殘基的磷脂作為甘油磷脂，可以為磷脂酰乙醇胺、磷脂酸、 磷脂酰甘油、磷脂酰氨基酸等。甘油磷脂中多個存在的酰基的碳數各自獨立，碳原子數為4 ~50。該酰基可以相同或不同，可以是飽和或不飽和，可以是直鏈狀或支鏈狀。另外，對酰基 的種類也沒有特別限定，通常可以優選來源于脂肪酸的酰基。具體舉例如，丁酸、叔丁酸、戊 酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、異硬脂酸、 油酸、反油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生四烯酸、山崳酸、芥酸、木蠟酸、蠟酸、二十八烷 酸、蜂花酸、蟲漆蠟酸等脂肪酸來源的酰基。
[0024] 當R為甘油脂的殘基，甘油脂也可以為單酰基甘油酯，其結構表示如下：
S于該甘油脂質殘基的磷脂作為溶血磷脂，其中存在的酰基 的碳數為4~50。該酰基可以是飽和或不飽和，可以是直鏈狀或支鏈狀。另外，對酰基的種類 也沒有特別限定，通常可以優選使用來源于脂肪酸的酰基。具體舉例如，丁酸、叔丁酸、戊 酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、異硬脂酸、 油酸、反油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生四烯酸、山崳酸、芥酸、木蠟酸、蠟酸、二十八烷 酸、蜂花酸、蟲漆蠟酸等脂肪酸來源的酰基。
[0025] R也可以來自結構
或基于此結構的衍生物，其中R2、R3各自獨立地為含 有4至50個碳原子的烴基。K1 尤選貧有鞘氨醇骨架j含有鞘氨醇骨架時，其結構可表示為
R可以為來自上述鞘氨醇骨架的衍生物。當R為具有鞘氨醇的骨架或 基于此骨架的衍生物時，R為鞘脂殘基。基于該鞘脂殘基的鞘磷脂可以為神經鞘磷脂及其衍 生物，例如磷酸乙醇胺神經酰胺、磷酸甘油神經酰胺、磷酸甘油磷酸酯神經酰胺等。對于與 鞘氨醇結合的脂肪酸，可以為丁酸、叔丁酸、戊酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉 豆蔻酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、反油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生 四烯酸、山崳酸、芥酸、木蠟酸、蠟酸、二十八烷酸、蜂花酸、蟲漆蠟酸等。
[0026] 當R為類固醇的殘基，該類固醇可以為膽固醇、谷留醇、維生素 D、二氫膽固醇、麥角 固醇、羊毛留醇、膽汁醇、性激素等及其衍生物。
[0027] 上述辦、1?3、1?4、1?5、1?6、辦優選為丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、 癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、 十九烷基、二十烷基、（Z)-9-十四烯基、（Z)-8-十七烯基、（Z)-12-二^^一烯基，且在同一分 子中，可以相同也可以不同。
[0028] 基于疏水性脂質殘基R所形成的磷脂可以為天然磷脂，也可以為人工合成磷脂。例 如，天然磷脂可以為腦磷脂、卵磷脂、鞘磷脂、溶血磷脂等，人工合成磷脂可以為磷脂酰乙醇 胺，如二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二棕櫚酰基磷脂酰乙醇胺等。 1 所述L4沒有特別限定，優選來自·
[0030] 其中Z沒有特別限定，優選亞烷基或含有酯基、尿烷基、酰胺基、醚基、硫醚、雙鍵、 查鍵、碳酸酯基、仲胺基或叔胺基等基團的亞烷基；
[0031] g為0或 1;
[0032] f為2至10的整數。
[0033]所述各自獨立地為具有1至20個碳原子的烴基，優選為甲基、乙基、丙基、丙烯 基、丙炔基、異丙基、丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、^^一烷基、十 ^烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十八烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、^十燒 基、芐基或丁基苯基，且在同一分子中，Xi、X 2可以相同也可以不同。
[0034]所述U、L2、L3各自獨立地為含有在光照、酶、酸性或堿性條件下穩定存在的醚基、 硫醚基、酰胺基、雙鍵、查鍵、仲胺基或叔胺基等基團的具有1至20個碳原子的二價烴基。
[0035] 所述Μ為氫原子或陽離子，優選氫原子、鈉離子或NH4+。
[0036] 所述支化聚乙二醇的磷脂衍生物中，可含有磷脂酰乙醇胺的殘基，即磷脂酰乙醇 胺與其它反應性基團反應后形成的殘基。
[0037] 所述磷脂酰乙醇胺沒有特別限定，優選二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二油脂酰基磷 脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、二棕櫚酰基磷脂酰乙醇胺，二月桂酰磷脂酰乙醇 胺、二亞麻酰磷脂酰乙醇胺、二芥酰磷脂酰乙醇胺或1-棕櫚酰-2-油酰磷脂酰乙醇胺。
[0038] -種含有上述支化聚乙二醇的磷脂類衍生物的脂質膜結構體。本發明中的"脂質 膜結構體"是指由雙親性脂質或/及其衍生物的親水基團與水相接觸形成的粒子。所述脂質 膜結構體，可以為空心或實心的封閉形態，也可以為非封閉的膜形態。當為空心的封閉形態 時，即為脂質體(liposome)，有的文獻上也稱為脂質囊泡(lipid vesicle)。
[0039] 所述脂質膜結構體中，支化聚乙二醇的磷脂類衍生物所占質量百分數為0.1%~ 30 %，優選1 %~30 %，再優選3 %~25 %，更優選3 %~20 %，進一步優選為3 % -15 %。
[0040] 所述脂質膜結構體，除支化聚乙二醇修飾的磷脂衍生物外，還含有未用聚乙二醇 修飾的脂質成分。所述未修飾的脂質成分可以為含4-50個碳原子的酰基化合物、脂肪酰甘 油酯、鞘脂、甘油磷脂、糖脂、甘油糖脂、類固醇等脂質。可以為天然脂質或人工合成脂質。所 述未用聚乙二醇修飾的脂質成分，可以為上述脂質成分中的單一組分，也可以為兩種或兩 種以上脂質成分的混合脂質。
[0041] 所述脂質膜結構體中未用聚乙二醇修飾的脂質成分，優選磷脂酰乙醇胺。所述磷 脂酰乙醇胺優選含脂肪族酰基的磷脂酰乙醇胺。所述脂肪族酰基優選來自8-24個碳原子的 酰基化合物，進一步優選8-24個碳原子的酰基化合物。例如，所述酰基可以為丁酸、叔丁酸、 戊酸、庚酸、2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、異硬脂 酸、油酸、反油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生四烯酸、山崳酸、芥酸、木蠟酸、蠟酸、二十八 烷酸、蜂花酸、蟲漆蠟酸等脂肪酸來源的酰基，優選辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、 十七烷酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、反油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生四烯酸、山崳酸、 芥酸、木蠟酸等來源的酰基，進一步優選月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、異硬 脂酸、油酸、反油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生四烯酸、山崳酸、芥酸、木蠟酸等來源的酰 基。
[0042]當所述脂質膜結構體中的未用聚乙二醇修飾的脂質成分中含有磷脂酰乙醇胺，以 此作為膜的組成成分，所述磷脂酰乙醇胺可舉例如二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二油脂酰基 磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、二棕櫚酰基磷脂酰乙醇胺，二月桂酰磷脂酰乙 醇胺、二亞麻酰磷脂酰乙醇胺、二芥酰磷脂酰乙醇胺或1-棕櫚酰-2-油酰磷脂酰乙醇胺。
[0043] 所述脂質膜結構體的形態沒有特別限定，可以為脂質體(或脂質囊泡）、膠束、混合 膠團、復合型乳劑、層狀結構物等形態，優選其形態為脂質體。
[0044] 所述脂質膜結構體，可以進一步封裝生物相關物質。
[0045] 所述脂質膜結構體，所封裝的生物相關物質在低pH時釋放，優選pH < 6.8，更優選 pH仝6.5,進一步優選pH<6.0。
[0046] 所述脂質膜結構體其形態優選為脂質體。
[0047] 所述脂質體，可以進一步封裝生物相關物質。
[0048]所述脂質體，所封裝的生物相關物質在低pH時釋放，優選pH < 6.8，更優選pH < 6.5,進一步優選pH <6.0