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液態外源性NO供體及其制備和應用方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410172526.8

申請日:

20140425

公開號:

CN103965469B

公開日:

20160907

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:

IPC分類號:

C08G73/04,A61K31/785,A61K9/06,A61P9/10

主分類號:

C08G73/04,A61K31/785,A61K9/06,A61P9/10

申請人:

南京大學

發明人:

茅群龍,姜永軍,張弢,劉新峰

地址:

210093 江蘇省南京市鼓樓區漢口路22號

優先權:

CN201410172526A

專利代理機構:

南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)

代理人:

沈振濤

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內容摘要

本發明提供的液態外源性NO供體,還提供了上述液態外源性NO供體的制備方法及其在制備防治腦卒中藥物中的應用。本發明提供的液態外源性NO供體,經適當調制,能在一定條件下持續穩定釋放NO,特別適合以鼻腔涂抹的方式給藥?;诒乔缓湍X顱在解剖學上的結構關系和NO在防治腦卒中過程中的病理作用,其有望能成為一種生物利用率高、效果顯著的防治腦卒中藥物。其制備過程簡便、可靠、易于實現。

權利要求書

1.液態外源性NO供體,其結構式如式(I)或式(II)所示:所述的液態外源性NO供體通過以下方法制備:(1)環氧化物與聚乙烯亞胺(PEI)反應,將聚乙烯亞胺的伯胺基轉化為仲胺基;(2)在堿性有機金屬化合物存在下,步驟(1)的產物與NO加成反應構建Diazeniumdiolate結構;純化即得;步驟(1)中,所述聚乙烯亞胺(PEI)選自線性聚乙烯亞胺和支化聚乙烯亞胺中的一種或兩種,其分子量范圍是500-200000;步驟(1)中,反應溫度為0-60℃;反應時間為4-48h;環氧化物與聚乙烯亞胺的伯胺基的摩爾比為(1-10):1;反應溶劑選自甲醇、乙醇和四氫呋喃中的一種或幾種;反應溶劑與聚乙烯亞胺的用量比為(1-30)mL:1g。2.根據權利要求1所述的液態外源性NO供體的制備方法,其特征在于:步驟(1)中,所述環氧化物選自環氧乙烷(EO)、環氧丙烷(PO)和環氧丁烷(BO)中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的液態外源性NO供體的制備方法,其特征在于:步驟(2)中,所述堿性有機金屬化合物選自甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀和乙醇鉀中的一種或幾種;反應體系中,NO的壓力為0.1-10MPa;反應溫度為常溫;反應時間為1-10d;反應溶劑選自甲醇、乙醇和四氫呋喃中的一種或幾種。4.根據權利要求1所述的液態外源性NO供體的制備方法,其特征在于:步驟(2)中,純化步驟為:步驟(1)的產物與NO加成反應產物滴加至4℃以下的無水乙醚中沉淀,過濾,洗滌,即得。5.權利要求1所述的液態外源性NO供體在制備防治腦卒中藥物中的應用。6.如權利要求5所述的應用,其特征在于:所述藥物包括液態外源性NO供體和藥學上可接受的載體。7.一種可用于涂抹鼻腔的軟膏劑,其特征在于:包括權利要求1所述的液態外源性NO供體以及吸水性高分子材料,所述吸水性高分子材料選自聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羥乙基纖維素(HEC)、羧甲基纖維素(CMC)中的一種或幾種;其中,所述外源性NO供體為10-60%。

說明書

技術領域

本發明屬于藥物化學領域,特別涉及一種液態外源性一氧化氮(NO)供體,以及該供體經鼻腔釋放NO防治腦卒中的軟膏藥物及其制備方法。

背景技術

中國是世界上腦卒中發病率最高的國家之一。近二十年監測結果顯示,腦卒中已經升為中國人的主要死因之一,年死亡人數逾200萬,其中缺血性腦卒中占比接近80%。缺血性腦卒中是指局部腦組織因血液循環障礙,缺血、缺氧而發生的軟化壞死。目前90%以上的腦血管擴張用藥由于血腦屏障的存在而難以奏效。所以,基于鼻腔和腦顱在解剖學上的結構關系,鼻腔給藥有望成為一種能繞過血腦屏障的腦部靶向給藥手段。鼻腔給藥試劑的研發和給藥的轉運途徑也成為新的研究熱點。

NO作為一種內源性的氣態信號因子,已經被大量研究證明對于缺血性腦卒中導致的神經和腦組織的局部壞死有緩解癥狀和治療作用。其原理主要是通過擴張腦血管,抑制血栓,從而增加缺血部位供血,同時調節神經元受體活性,起到神經保護作用。所以相關NO外源供體的設計是防治缺血性腦卒中的關鍵,而含有Diazeniumdiolate結構NO外源供體被認為是目前最有希望取得臨床應用的一類供體。Diazeniumdiolate結構是由兩個N原子和兩個O原子形成的共振結構[N(O-)N=O]-,這個結構連接到載體分子鏈上的N原子上,可以在生理條件下自發分解產生NO,每1mol共振結構能產生2mol NO,其機理如下圖所示:

中國專利申請號為201210410372.2的專利文件公開了一種帶有有機熒光分子的殼聚糖納米復合物一氧化氮供體的制備方法。有機熒光分子和殼聚糖及其衍生物通過靜電自組裝得到復合物,再復合物上構建Diazeniumdiolate結構后再與氯化銅在緩沖溶液中反應制得有機熒光分子-殼聚糖納米復合物一氧化氮供體。該發明產品能在生理環境下持續穩定釋放NO,并能進行原位實時探測,生物相容性好。

中國專利申請號為201110383271.6的專利文件公開了一種Diazeniumdiolate型一氧化氮供體的制備方法。將一定脫乙酰度的殼聚糖和殼聚糖衍生物與金屬鹽水溶液和硫族化合物溶液反應制得量子點復合物,再與一氧化氮在加壓條件下反應制得一氧化氮供體。該發明產品生物相容性好,無生理毒性,在高血壓、心臟病、呼吸道疾病等治療和診斷方面有廣闊前景。

中國專利申請號為200710172590.6的專利文件公開了一種以改性殼聚糖為載體的一氧化氮供體及其合成方法。通過羧化反應把殼聚糖分子上的伯胺基團轉化為仲胺基團,再在甲醇鈉的甲醇溶液中同NO氣體分子進行反應,構建能釋放NO的Diazeniumdiolate結構,所得到的親核NO供體具有較大的負載量和不同的釋放速率。

然而,以上專利文件都是基于殼聚糖聚合物得到的含有Diazeniumdiolate結構的NO外源性供體。開發新的含有Diazeniumdiolate結構的NO外源性供體對于腦卒中的預防和治療具有重要的意義。

發明內容

發明目的:為了克服上述現有技術的不足,本發明的目的是提供一種基于PEI修飾Diazeniumdiolate結構的液態外源性NO供體。

本發明的第二目的是提供上述液態外源性NO供體的制備方法及應用。

技術方案:本發明提供的液態外源性NO供體,其結構式如式(I)或式(II)所示:

本發明還提供了上述液態外源性NO供體的制備方法,包括以下步驟:

(1)環氧化物與聚乙烯亞胺(PEI)反應,將聚乙烯亞胺的伯氨基轉化為仲氨基;

(2)在堿性有機金屬化合物存在下,步驟(1)的產物與NO加成反應構建Diazeniumdiolate結構;純化即得。

其中,步驟(1)中,所述環氧化物選自環氧乙烷(EO)、環氧丙烷(PO)和環氧丁烷(BO)中的一種或幾種。

其中,步驟(1)中,所述聚乙烯亞胺(PEI)選自線性聚乙烯亞胺和支化聚乙烯亞胺中的一種或兩種,其分子量范圍是500-200000,優選600-70000。

其中,步驟(1)中,反應溫度為0-60℃,優選10-30℃;反應時間為4-48h,優選24-48h;環氧化物與聚乙烯亞胺的伯胺基的摩爾比為(1-10):1,優選(3-5):1;反應溶劑選自甲醇、乙醇和四氫呋喃中的一種或幾種;反應溶劑與聚乙烯亞胺的用量比為(1-30)mL:1g。

其中,步驟(2)中,所述堿性有機金屬化合物選自甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀和乙醇鉀中的一種或幾種;反應體系中,NO的壓力為0.1-10MPa,優選0.3-1MPa;反應溫度為常溫;反應時間為1-10d,優選3-7d;反應溶劑選自甲醇、乙醇和四氫呋喃中的一種或幾種;反應溶劑與步驟(1)的產物的用量比為(1-30)mL:1g;其中堿性有機金屬化合物與步驟(1)產物中仲胺基團的摩爾比為(10-1):1,優選(3-1):1。

其中,步驟(2)中,純化步驟為:步驟(1)的產物與NO加成反應產物滴加至4℃以下的無水乙醚中沉淀,過濾,洗滌,即得。

本發明還提供了上述液態外源性NO供體在制備防治腦卒中藥物中的應用。

其中,所述藥物包括液態外源性NO供體和藥學上可接受的載體。

本發明還提供了一種可用于涂抹鼻腔的軟膏劑,包括上述液態外源性NO供體以及吸水性高分子材料,所述吸水性高分子材料選自聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羥乙基纖維素(HEC)、羧甲基纖維素(CMC)中的一種或幾種;其中,所述外源性NO供體為1-100%,優選10-60%。

有益效果:本發明提供的液態外源性NO供體,經適當調制,能在一定條件下持續穩定釋放NO,特別適合以鼻腔涂抹的方式給藥?;诒乔缓湍X顱在解剖學上的結構關系和NO在防治腦卒中過程中的病理作用,其有望能成為一種生物利用率高、效果顯著的防治腦卒中藥物。其制備過程簡便、可靠、易于實現。

具體而言,將本發明液態外源性NO供體涂抹到鼻腔后,其能夠與水分接觸逐漸釋放出NO,一次涂抹后NO的釋放時間可以持續1-24小時。NO釋放后,被鼻腔毛細血管吸收進入循環,基于鼻腔和腦顱在解剖學上的結構關系,可以迅速到達腦部,擴張血管,增強腦部供血,從而起到緩解和防治腦卒中的作用。

附圖說明

圖1為PEI、PEI-PO和液態外源性NO供體的氫核磁共振(1H-NMR)譜圖;

圖2為液態外源性NO供體的紫外(UV)光譜圖;

圖3為液態外源性NO供體的NO釋放曲線。

具體實施方式

實施例1

第一步,環氧丙烷(PO)封閉聚乙烯亞胺(PEI)伯胺基反應:稱取2g分子量10000的支化PEI,用4mL無水乙醇磁力攪拌溶解并轉入燒瓶中,在磁力攪拌下逐滴滴加環氧丙烷,加入的環氧丙烷的摩爾量是聚乙烯亞胺(PEI)的伯胺基的摩爾量的5倍,30℃反應48h。反應后在30℃下真空干燥后得到產物PEI-PO;

第二步,Diazeniumdiolate結構的構建:稱取1.2gPEI-PO,用10mL甲醇和10mL四氫呋喃的混合溶劑溶解,轉入聚四氟乙烯高壓反應釜內膽中。另取甲醇鈉溶解在16mL甲醇中并同樣轉入四氟乙烯高壓反應釜內膽中,其中甲醇鈉與第一步產物中仲胺基團的摩爾比為3:1,氮氣鼓泡10分鐘后裝入高壓反應釜。氮氣吹洗3遍,抽真空,NO氣體吹洗3遍后,通入NO氣體使壓力達到0.3Mpa,維持該壓力攪拌反應3天。反應完成后,把反應混合溶液緩慢滴加到400mL4℃以下的低溫無水乙醚中沉淀過濾,得到淡黃色粘稠液體產物。用甲醇和無水乙醚分別洗滌3遍,然后真空干燥12小時后,即得產物,放入-20℃環境凍存。

結構表征,見圖1至3。

圖1為1H-NMR譜圖,由圖可知,原來處在2.7ppm左右的亞甲基峰向低場偏移至3.0ppm,證明了Diazeniumdiolate結構中的吸電子基團[N(O)NO]-成功引入到PEI分子鏈上。

圖2為紫外光譜圖,由圖可知,Diazeniumdiolate結構中[N(O)NO]-在250nm左右的紫外特征吸收峰很明顯地出現在了圖譜中,這直接證明了在PEI分子鏈上構建了能自發分解產生NO的Diazeniumdiolate結構。

圖3為液態外源性NO供體的NO釋放曲線,由圖可知,NO可以在48小時內持續釋放,并且在最初的6小時中釋放較快。

實施例2

第一步,環氧乙烷(EO)封閉聚乙烯亞胺(PEI)伯胺基反應:稱取2g分子量600的支化PEI,用60mL無水甲醇磁力攪拌溶解并轉入燒瓶中,在磁力攪拌下逐滴滴加環氧丙烷,加入的環氧丙烷的摩爾量是聚乙烯亞胺(PEI)的伯胺基的摩爾量的1倍,0℃反應24h。反應后在30℃下真空干燥后得到產物PEI-EO;

第二步,Diazeniumdiolate結構的構建:稱取1.2gPEI-EO,用10mL甲醇溶解,轉入聚四氟乙烯高壓反應釜內膽中。另取乙醇鈉溶解在10mL甲醇中并同樣轉入四氟乙烯高壓反應釜內膽中,其中乙醇鈉與第一步產物中仲胺基團的摩爾比為10:1,氮氣鼓泡10分鐘后裝入高壓反應釜。氮氣吹洗3遍,抽真空,NO氣體吹洗3遍后,通入NO氣體使壓力達到10Mpa,維持該壓力攪拌反應1天。反應完成后,把反應混合溶液緩慢滴加到400mL4℃以下的低溫無水乙醚中沉淀過濾,得到淡黃色粘稠液體產物。用甲醇和無水乙醚分別洗滌3遍,然后真空干燥12小時后,即得產物,放入-20℃環境凍存。

其氫譜、紫外光譜和釋放曲線與實施例1一致。

實施例3

第一步,環氧丁烷(BO)封閉聚乙烯亞胺(PEI)伯胺基反應:稱取2g分子量70000的線性PEI,用2mL無水四氫呋喃磁力攪拌溶解并轉入燒瓶中,在磁力攪拌下逐滴滴加環氧丙烷,加入的環氧丙烷的摩爾量是聚乙烯亞胺(PEI)的伯胺基的摩爾量的10倍,60℃反應4h。反應后在30℃下真空干燥后得到產物PEI-BO;

第二步,Diazeniumdiolate結構的構建:稱取1.2gPEI-BO,用0.6mL四氫呋喃溶解,轉入聚四氟乙烯高壓反應釜內膽中。另取甲醇鉀溶解在0.6mL四氫呋喃中并同樣轉入四氟乙烯高壓反應釜內膽中,其中甲醇鉀與第一步產物中仲胺基團的摩爾比為5:1,氮氣鼓泡10分鐘后裝入高壓反應釜。氮氣吹洗3遍,抽真空,NO氣體吹洗3遍后,通入NO氣體使壓力達到0.1Mpa,維持該壓力攪拌反應10天。反應完成后,把反應混合溶液緩慢滴加到400mL4℃以下的低溫無水乙醚中沉淀過濾,得到淡黃色粘稠液體產物。用甲醇和無水乙醚分別洗滌3遍,然后真空干燥12小時后,即得產物,放入-20℃環境凍存。

其氫譜、紫外光譜和釋放曲線與實施例1一致。

實施例4

第一步,環氧丙烷(PO)封閉聚乙烯亞胺(PEI)伯胺基反應:稱取2g分子量200000的支化PEI,用30mL無水乙醇磁力攪拌溶解并轉入燒瓶中,在磁力攪拌下逐滴滴加環氧丙烷,加入的環氧丙烷的摩爾量是聚乙烯亞胺(PEI)的伯胺基的摩爾量的3倍,10℃反應36h。反應后在30℃下真空干燥后得到產物PEI-PO;

第二步,Diazeniumdiolate結構的構建:稱取1.2gPEI-PO,用5mL乙醇溶解,轉入聚四氟乙烯高壓反應釜內膽中。另取乙醇鉀溶解在5mL乙醇中并同樣轉入四氟乙烯高壓反應釜內膽中,其中乙醇鉀與第一步產物中仲胺基團的摩爾比為10:1,氮氣鼓泡10分鐘后裝入高壓反應釜。氮氣吹洗3遍,抽真空,NO氣體吹洗3遍后,通入NO氣體使壓力達到1Mpa,維持該壓力攪拌反應7天。反應完成后,把反應混合溶液緩慢滴加到400mL4℃以下的低溫無水乙醚中沉淀過濾,得到淡黃色粘稠液體產物。用甲醇和無水乙醚分別洗滌3遍,然后真空干燥12小時后,即得產物,放入-20℃環境凍存。

其氫譜、紫外光譜和釋放曲線與實施例1一致。

實施例5

與實施例1基本相同,只是將第一步中的環氧丙烷用量增加到1.5ml,得到液態外源性NO供體。

實施例6

與實施例1基本相同,只是將第一步中的環氧丙烷換成等摩爾量的環氧丁烷,得到液態外源性NO供體。

實施例7

與實施例1基本相同,只是將第一步中的反應時間改為24h,得到液態外源性NO供體。

實施例8

與實施例1基本相同,只是將第一步中的反應溶劑乙醇換成等體積的四氫呋喃,得到液態外源性NO供體。

實施例9

與實施例1基本相同,只是將第一步中的反應溫度由室溫改為30℃恒溫反應,得到液態外源性NO供體。

實施例10

與實施例1基本相同,只是將第二步中的混合有機溶劑改為純甲醇溶劑,得到液態外源性NO供體。

實施例11

與實施例1基本相同,只是將第二步中的有機金屬化合物換成乙醇鈉,得到液態外源性NO供體。

實施例12

與實施例1基本相同,只是將第二步中的NO氣體壓力增加到1.0Mpa,得到液態外源性NO供體。

實施例13

與實施例1基本相同,只是將第二步中的高壓反應時間由3天增加到7天,得到液態外源性NO供體。

實施例14

與實施例2基本相同,只是第一步中取分子量為500的支化PEI,得到液態外源性NO供體。

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液態 外源性 NO 供體 及其 制備 應用 方法
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