CN102627267A

CN102627267A - 一种富勒烯多糖衍生物及其制备方法

Info

Publication number: CN102627267A
Application number: CN201210077694XA
Authority: CN
Inventors: 沈贤德; 矢野重信; 觉知丰次; 赤司治夫; 鸣海敦
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-08-08

Abstract

本发明提供的是一种富勒烯多糖衍生物及其制备方法。向容器中，加入摩尔比为1∶1的2-叠氮乙基-2，3，4，6-四-O-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷和富勒烯，用氯苯将溶解，在140℃、惰性气体保护条件下遮光搅拌12小时；减压蒸馏得到茶色粉末；所得茶色粉末用氯仿∶甲醇＝1∶1的混合溶剂溶解，加入甲醇钠直至pH达到9，60℃温度下搅拌30分钟；用25％醋酸中和后，静置于冷藏；过滤，再用甲醇洗涤，真空干燥得到富勒烯多糖衍生物。本发明以富勒烯、葡萄糖为原料，合成了对人体无毒性、生物相容性很好的富勒烯糖类衍生物，其独特的杀死癌细胞的能力，将大大提高人类治疗膀胱癌的医疗水平。

Description

一种富勒烯多糖衍生物及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种有机高分子材料。本发明也涉及一种有机高分子材料的制备方法。具体是一种新型富勒烯多糖衍生物及制备方法。

背景技术

富勒烯是于1985年发现的继金刚石、石墨和线性碳(carbyne)之后碳元素的第四种晶体形态。它具有优良的机械、光、电、化学性能，是一种备受关注的新型材料之一，其性能在航空、航天、电子器件、化工领域得到了广泛的应用。此外，研究人员发现它还具有药物的一些功能，如美国亚特兰大埃莫里(Emory)大学医学院的病毒药物学家斯辛纳齐(R.F.Schinazi)和他的同事们发现，富勒烯球对一种关键性的HIV(艾滋病)病毒酶有杀伤作用，而不伤害宿生细胞。虽然目前富勒烯球还不能作为一种有用的药物，但这将是富勒烯球在生物学上的首次应用；而且科学家认为，富勒烯将为研究抗癌药物提供潜在而有趣的线索。且研究发现富勒烯在一定波长激光照射下，可产生能够有效杀死癌细胞的单线态氧。

癌症作为危害人类健康的第一杀手，对人类的生命带来了最大的威胁。为了提高人们的健康水平，有效治疗一些恶性肿瘤是人们所期待的。其中，膀胱癌作为脏器癌变的一种疾病，每年都有上万人因膀胱癌的扩散而失去生命。膀胱癌的早期治疗，可以为挽救世界上成千上万人的生命提供机会。激光疗法被认为是治疗癌症时对人体伤害最小，效率较高的一种疗法，最近在临床上应用非常广泛。目前在国外用于激光治疗法的药物有光卟啉(Photofrin)、他拉泊芬钠(Laserphyrin，Talaporfin Na)等，它们能够在激光照射下产生单线态氧，杀死癌细胞，有效治疗和缓解了食道癌、肠癌等恶性肿瘤。但它们普遍存在对脏器选择性不高、在体内残留时间长、对人体皮肤的副作用、只适用于表面癌细胞的破坏、长时间的暗室生活等问题。

为了能够使光敏治疗药物有效地和癌细胞结合，达到治疗癌症的目的，其药物应具备1、良好的水溶性2、对目的脏器具有良好的选择性3、在人体内具有一定的残留时间4、即便是较大投药量也对人体无副作用或副作用轻微的条件。而根据富勒烯对膀胱具有很好的选择性且在激光照射条件下能够产生单线态氧的原理，研究人员也曾制备过治疗膀胱癌的富勒烯衍生物(如：富勒烯的聚氧乙烯衍生物，Polyethylenglycol)，但它们大多因生物相容性较差或一些其他副作用，到现在还没有达到理想的效果，而导致影响富勒烯衍生药物的推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既具有很好的生物相容性又具有在激光照射条件下产生单线态氧的以氮原子为连接点的富勒烯多糖衍生物。本发明的目的还在于提供富勒烯多糖衍生物的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的富勒烯糖类衍生物具有如下结构：

本发明的富勒烯糖类衍生物是按照以下方式制备的：

在向设有搅拌器、冷凝管、温度计的容器中，加入2-叠氮乙基-2，3，4，6-四-O-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷、富勒烯，加入2-叠氮乙基-2，3，4，6-四-O-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷、富勒烯的摩尔比为1∶1，将其溶解在氯苯中，在140℃(油浴加热)、氩气保护条件下遮光搅拌12小时。用TLC(波层色谱法)跟踪(展开溶液：甲苯/醋酸乙酯＝2∶1)，确认生成物的存在后，减压蒸馏得到粗产物。用展开溶液将未反应的富勒烯分离后，得到了茶色粉末1。

所得产物1用氯仿/甲醇＝1/1的混合溶剂溶解，加入甲醇钠直至pH达到9，搅拌并继续加热(60℃)30分钟。用25％醋酸中和后，静置于冷藏柜中。用膜过滤器过滤，再用甲醇洗涤，真空干燥得产物2。

本发明的富勒烯糖类衍生物分子量表征利用液相色谱-飞行时间质谱联用仪(美国安捷伦公司1200-6210型)，质量范围m/z：50-12,000，质量精度：＜2ppm，最快扫描速率：40spectra/s，分辨率(FWHM)：＞13,000，全扫描灵敏度：柱上进样10pg利血平，s/n＞30∶1，全扫描灵敏度：分析全蛋白质，20fmol，动态范围：104，接口：可接毛细管柱，微型柱及普通色谱柱，可接毛细管电泳***，芯片液相接口，数据采集模式：模拟/数字转换(ACD)，环境对质量轴的稳定性：＜0.25ppm/℃。

本发明的富勒烯糖类衍生物各组分含量测试利用元素分析仪(美国CE-440型有机碳氢氮氧硫分析仪)，操作模式：CHN，CNS，N，S，O，测定范围：C：0.002-50mg abs.(or100％)，H：0.001-30mg abs.(or 100％)，N：0.001-10mg abs.(or 100％)，S：0.003-50mg abs.(or100％)，标准偏差：≤0.1％，样品称样：0.001～500mg，进样器：64位全自动进样器。

本发明的富勒烯糖类衍生物的光敏性及对人体细胞毒性、肿瘤细胞染色体的异倍性测定利用流式细胞仪(美国BD公司，FACSCalibur)进行检测。

本发明的富勒烯糖类衍生物与膀胱具有很好的选择性，对人体无毒，且在激光照射条件下能够产生单线态氧，固在膀胱癌的有效治疗方面具有很高的期望值。

本发明以富勒烯、葡萄糖为原料，合成了对人体无毒性、生物相容性很好的富勒烯糖类衍生物，其独特的杀死癌细胞的能力，将大大提高人类治疗膀胱癌的医疗水平。

具体实施方式

下面举例对本发明做更详细的描述：

1，2，3，4，6-五-O-乙酰基-β-D-葡萄糖的合成

往无水醋酸钠(25.2g，0.307mol)中加入350ml无水醋酸，加热到140℃，在体系沸腾的条件下，徐徐加入50.0gD-葡萄糖。加入完毕后，继续加热到沸腾，直至反应结束，放置室温冷却。将反应液注入至1升冰块上面，在搅拌4个小时后生成茶色沉淀。抽滤后用睡冲洗至没有醋酸味，减压干燥。得到的物质加入400mL乙醇，边加热边搅拌使其溶解。加入活性炭充分搅拌后，趁热抽滤，除去活性炭。得到的溶液继续加热，蒸发溶剂至一般量后自然冷却，最后放至冰箱使其结晶。将得到的结晶抽滤后，用少量乙醇洗涤，减压干燥，得到白色固体(67.8g)。

2-溴乙基2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-葡萄糖的合成

将1，2，3，4，6-五-O-乙酰基-β-D-葡萄糖(9.48g，24.8mmol)溶解于100mL二氯甲烷中，加入二-溴乙醇(3.10g，24.8mmol)，在氩气保护下，在冰浴中边搅拌边缓慢滴加三氟化硼***络合物(BF₃·OEt₂，10mL，79.3mmol)，继续在冰浴中搅拌一小时后室温遮光搅拌12小时。将得到的有机层用以水、饱和NaHCO₃水溶液、饱和NaCl水溶液的顺序洗涤。用无水Na₂SO₄脱除水分后，经过滤、减压蒸馏得到黄色油状生成物(10.2g)。

2-叠氮乙基2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-葡萄糖的合成

将2-溴乙基2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-葡萄糖(2.5g，5.49mmol)溶于二甲基甲酰胺(DMF，30mL)中，在冰浴条件下加入叠氮钠(NaN3，3.57g，54.8mmol)后，在80℃加热条件下搅拌12小时。将反应液用乙酸乙酯萃取后，用以水、饱和NaHCO₃水溶液、饱和NaCl水溶液的顺序洗涤。用无水Na₂SO₄脱除水分后，经过滤、减压蒸馏得到黄色油状生成物。再将其溶于少量的二氯甲烷中，以乙醇为不良溶剂进行重结晶，得到浅黄色的结晶(0.941g)。

以氮原子为连接点的富勒烯葡萄糖衍生物的合成

在向设有搅拌器、冷凝管、温度计的容器中，加入2-叠氮乙基-2，3，4，6-四-O-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷、富勒烯，加入2-叠氮乙基-2，3，4，6-四-O-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷、富勒烯的摩尔比为1∶1，将其溶解在100ml氯苯中，在140℃(油浴加热)、氩气保护条件下遮光搅拌12小时。用TLC(波层色谱法)跟踪(展开溶液：甲苯/醋酸乙酯＝2∶1)，确认生成物的存在后，减压蒸馏得到粗产物。用展开溶液将未反应的富勒烯分离后，得到了茶色粉末1。ESI-TOF MS(m/z)＝[M+Na]⁺calcd.for C₇₆H₂₃O₁₀N，1132.12；found，1132.01.Anal.Calcd.for C₇₆H₂₃O₁₀N:C，82.24；H，2.09；N，1.26.Found:C，82.26；H，2.36；N，0.94

所得产物茶色粉末1用氯仿/甲醇＝1/1的混合溶剂溶解，加入甲醇钠直至pH达到9，搅拌并继续加热(60℃)30分钟。用25％醋酸中和后，静置于冷藏柜中。用膜过滤器过滤，再用甲醇洗涤，真空干燥得产物2。

对产物2进行红外光谱测试结果可以看出，脱除乙酰基后的IR光谱中观察不到原有酯基伸缩振动峰，取而代之的是羟基由来的吸收峰，可确认得到的是目的产物2。IR(KBr，cm^-1)：3429，2978，1645，1472，1024，527。

Claims

1.一种富勒烯糖类衍生物，其特征是具有如下结构：

2.一种富勒烯糖类衍生物的制备方法，其特征是：

1)向容器中，加入摩尔比为1∶1的2-叠氮乙基-2，3，4，6-四-O-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷和富勒烯，用氯苯将溶解，在140℃、惰性气体保护条件下遮光搅拌12小时；减压蒸馏得到茶色粉末；

2)所得茶色粉末用氯仿∶甲醇＝1∶1的混合溶剂溶解，加入甲醇钠直至pH达到9，60℃温度下搅拌30分钟；用25％醋酸中和后，静置于冷藏；过滤，再用甲醇洗涤，真空干燥得到富勒烯多糖衍生物。

3.根据权利要求2所述的富勒烯多糖衍生物的制备方法，其特征是：所述惰性气体为氩气。