CN117247359A - 一种树状样脂质化合物、脂质体、脂质复合物、脂质纳米颗粒及其应用 - Google Patents

一种树状样脂质化合物、脂质体、脂质复合物、脂质纳米颗粒及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种树状样脂质化合物、脂质体、脂质复合物、脂质纳米颗粒及其应用。所述树状样脂质化合物选自如下式I~式III所示结构中的任意一种。本发明提供了一系列结构新颖的树状样脂质化合物,采用本发明提供的脂质化合物制备得到的脂质体粒径分布均一,表面携带负电荷,细胞毒性低。本发明提供的脂质纳米颗粒可将活性物质特异靶向递送至细胞、组织或器官中,实现活性物质靶向递送。

Description

一种树状样脂质化合物、脂质体、脂质复合物、脂质纳米颗粒 及其应用
技术领域
本发明属于属于生物医药技术领域,涉及一种药物递送载体***,具体涉及一种树状样脂质化合物、脂质体、脂质复合物、脂质纳米颗粒及其应用。
背景技术
药物递送***对于活性分子,特别是难溶性小分子、蛋白以及核酸药物的临床转化应用十分重要。纳米递送***可以增加活性分子的溶解度、免受降解,并可以特异靶向病灶,提高生物利用度和减少副作用,因此开发安全高效的纳米递送***具有重要的意义,目前常见的纳米递送载体包括脂质体、树状大分子、聚合物胶束、无机纳米颗粒、病毒载体等。
脂质纳米颗粒(LNP)即可以保护药物分子不被体内环境降解,又可以避免先天免疫***的过度激活作用,同时可以促进细胞摄取以及靶向特异组织,降低药物的毒副作用,达到治疗效果。其中树状样脂质体(dendron-like lipid)是一种新型的递送载体分子,其结构主要由树状样头部(Head)、亲脂长链尾部(Tail)、以及连接键(Linker)组成,是构成新颖脂质纳米颗粒的一类重要成分。
目前需要开发更多新类型的脂质化合物,为递送药物提供更多的选择。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种树状样脂质化合物、脂质体、脂质复合物、脂质纳米颗粒及其应用。本发明提供的用于递送载体的新型树状样脂质分子,丰富了树状样脂质化合物的种类,所提供的新型树状样脂质分子的脂质纳米颗粒可将活性物质(如小分子化合物、siRNA、mRNA、蛋白等)特异靶向递送至细胞、组织或器官中,实现活性物质靶向递送。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种树状样脂质化合物,所述树状样脂质化合物选自如下式I~式III所示结构中的任意一种:
R1选自其中R’选自H、C1-C18(例如可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18等)直链烷基或含1-3个(例如可以是1、2、3个等)双键的C2-C18(例如可以是C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18等)直链烯基中的任意一种;
R2选自或-(CH2)x-,其中m、n各自独立地选自0或1-5之间的整数(例如可以是1、2、3、4、5等),x选自2-8之间的整数(例如可以是2、3、4、5、6、7、8等);
R3选自其中p、q各自独立地选自1-7之间的整数(例如可以是1、2、3、4、5、6、7等);
R4选自其中Ra选自H、取代或未取代的C1-C10(例如可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10等)酰基、取代或未取代的苯甲酰基;Rb选自羟基或C1-C10(例如可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10等)烷氧基;
表示基团的连接位点。
在本发明中,所述C1-C10酰基的取代基、苯甲酰基的取代基各自独立地选自卤素或C1-C10(例如可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10等)烷氧基。
优选地,所述Ra选自H、乙酰基、丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、叔丁氧酰基、三氟乙酰基、五氟丙酰基、七氟丁酰基、三氯乙酰基、苯甲酰基、4-氟苯甲酰基、2,3,4,5,6-五氟苯甲酰基、4-三氟甲基苯甲酰基、3,4-二氯苯甲酰基或4-三氯甲基苯甲酰基中的任意一种。
优选地,所述Rb选自羟基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基或正丁氧基中的任意一种。
在本发明中,所述树状样脂质化合物选自如下式IV-VI所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
R2、R3、R4与权利要求1中所述R2、R3、R4具有相同的范围。
优选地,所述树状样脂质化合物具有如下式VII-IX所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
m、n各自独立地选自0或1-5之间的整数(例如可以是1、2、3、4、5等);
R3、R4与权利要求1中所述R3、R4具有相同的范围。
在本发明中,所述树状样脂质化合物具有如下式X-式XII所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
q选自1-7之间的整数(例如可以是1、2、3、4、5、6、7等);
R4与权利要求1中所述R4具有相同的范围。
优选地,所述树状样脂质化合物具有如下式XIII-式XV所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
Ra选自H、乙酰基、丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、叔丁氧酰基、三氟乙酰基、五氟丙酰基、七氟丁酰基、三氯乙酰基、苯甲酰基、4-氟苯甲酰基、2,3,4,5,6-五氟苯甲酰基、4-三氟甲基苯甲酰基、3,4-二氯苯甲酰基或4-三氯甲基苯甲酰基中的任意一种;优选为H、叔丁氧酰基、三氟乙酰基、五氟丙酰基或七氟丁酰基中的任意一种。
优选地,所述树状样脂质化合物选自如下XVI-XVIII所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
Rb选自羟基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基或正丁氧基中的任意一种,优选为甲氧基。
在本发明中,所述树状样脂质化合物选自如下化合物A1-A21中的任意一种:
/>
/>
/>
/>
/>
第二方面,本发明提供一种脂质体,所述脂质体包括如第一方面所述的树状样脂质化合物。
优选地,所述脂质体还包括辅脂。
优选地,所述辅脂包括磷脂。
优选地,所述磷脂包括1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DLPC)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DMPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DOPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DSPC)、1,2-双十一烷酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DUPC)、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(POPC)、1,2-二-O-十八碳烯基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(18ODiether PC)、1-油酰基-2-胆固醇基半琥珀酰基sn-甘油-3-磷酸胆碱(OChemsPC)、1-十六烷基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(C16 Lyso PC)、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-双二十二碳六烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1,2-二植烷基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(ME 16.0PE)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1,2-双二十二碳六烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-rac-(1-甘油)钠盐(DOPG)、二棕榈酰基磷脂酰甘油(DPPG)、棕榈酰基油酰基磷脂酰乙醇胺(POPE)、二硬脂酰基-磷脂酰-乙醇胺(DSPE)、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)、二肉豆蔻酰基磷酸乙醇胺(DMPE)、1-硬脂酰基-2-油酰基-硬脂酰乙醇胺(SOPE)、1-硬脂酰基-2-油酰基-磷脂酰胆碱(SOPC)、鞘磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酸、棕榈酰基油酰基磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱或溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述辅脂还包括结构性脂质。
优选地,所述结构性脂质包括胆固醇、粪固醇、谷固醇、麦角固醇、油菜固醇、豆固醇、菜籽固醇、番茄碱、熊果酸或α-生育酚中的任意至少一种或至少两种的组合。
优选地,所述辅脂还包括聚乙二醇化脂质。
优选地,所述聚乙二醇化脂质包括PEG改性的磷脂酰乙醇胺、PEG改性的磷脂酸、PEG改性的神经酰胺或PEG改性的二烷基胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述脂质体包括树状样脂质化合物、磷脂、结构性脂质和聚乙二醇化脂质。
优选地,所述脂质体按摩尔百分含量计包括树状样脂质化合物20%-80%(例如可以是20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%等)、磷脂5%-30%(例如可以是5%、7%、9%、11%、13%、15%、17%、19%、21%、23%、25%、27%、29%、30%等)、结构性脂质10%-50%(例如可以是10%、20%、30%、40%、50%等)和聚乙二醇化脂质1%-10%(例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等)。
第三方面,本发明提供一种脂质复合物,所述脂质复合物包括第二方面所述的脂质体和活性物质;
优选地,所述活性物质包括小分子化合物、核酸分子或蛋白分子中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述核酸分子包括DNA、mRNA、siRNA、aiRNA、miRNA、dsRNA、aRNA或lncRNA中的任意至少一种或至少两种的组合。
优选地,所述蛋白分子包括酶、抗体、短肽、多肽或重组蛋白中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述脂质复合物的制备方法包括以下步骤:通过混合器,将脂质体和活性物质混合,得到所述脂质复合物。
第四方面,本发明提供一种脂质纳米颗粒,所述脂质纳米颗粒包括第二方面所述的脂质体或第三方面所述的脂质复合物。
优选地,所述脂质纳米颗粒的粒径为40-300nm(例如可以是40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm、140nm、160nm、180nm、200nm、220nm、240nm、260nm、280nm、300nm等)。
第五方面,本发明提供一种试剂、试剂盒、制剂或药物组合物,所述试剂、试剂盒、制剂或药物组合物各自独立地包括第一方面所述的树状样脂质化合物、第二方面所述的脂质体、第三方面所述的脂质复合物或第四方面所述的脂质纳米颗粒中的任意一种或至少两种的组合。
第六方面,本发明提供一种根据第一方面所述的树状样脂质化合物、第二方面所述的脂质体、第三方面所述的脂质复合物、第四方面所述的脂质纳米颗粒或第五方面所述的试剂、试剂盒、制剂或药物组合物在制备具有以下(1)-(4)中任意一种功能的产品中的应用:
(1)包封活性物质;
(2)将包封活性物质递送至细胞、组织或器官;
(3)使递送的活性物质在细胞、组织或器官中发挥活性作用;
(4)预防、诊断或治疗疾病。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明提供了一系列结构新颖的树状样脂质化合物,采用本发明提供的脂质化合物制备得到的脂质体粒径分布均一,表面携带负电荷,细胞毒性低。本发明提供的脂质纳米颗粒可将活性物质(如小分子化合物、siRNA、mRNA、蛋白等)特异靶向递送至细胞、组织或器官中,实现活性物质靶向递送。
附图说明
图1a为脂质体在巨噬细胞RAW264.7中的摄取情况。
图1b为脂质体在癌细胞A549中的摄取情况。
图1c为流式细胞术验证不同脂质体在巨噬细胞和癌细胞中的摄取情况。
图2a为A13-A15脂质体对RAW264.7巨噬细胞毒性图。
图2b为A13-A15脂质体对A549癌细胞毒性图。
图2c为A16-A18脂质体对RAW264.7巨噬细胞毒性图。
图2d为A16-A18脂质体对A549癌细胞毒性图。
图3为不同树枝状脂质体在eGFR-231细胞中转染siRNA情况。
图4为不同树枝状脂质体在A549细胞中转染mRNA情况。
图5a为A9带荧光脂质体在动物体内的器官成像图。
图5b为A9带荧光脂质体在动物体内的器官成像荧光强度。
图5c为A18带荧光脂质体在动物体内的器官成像图。
图5d为A18带荧光脂质体在动物体内的器官成像荧光强度。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
以下实施例和应用例中产品的来源如下:
实施例1
本实施提供一种树状样脂质化合物A1,所述树状样脂质化合物A1的制备方法包括以下步骤:
/>
(1)中间体B1的合成
氩气保护下,将3-叠氮丙胺(0.5g,4.99mmol)溶于4.2mL无水甲醇,冰水浴下搅拌,1h内缓缓滴加溶有丙烯酸甲酯(1.14g,13.24mmol)的4.2mL无水甲醇。加毕后,保持低温反应1h,之后撤去冰水浴,室温下继续反应1d。减压浓缩至干,硅胶柱分离纯化[石油醚:乙酸乙酯=5:1(V/V)],得到无色油状物B1,收率80%。
MS:m/z(M+H+)272.7。1H NMR(500MHz,CDCl3)δppm:3.66(s,6H),3.30(t,J=1.0Hz,2H),2.73(t,J=1.5Hz,4H),2.48–2.41(m,6H),1.71–1.65(m,2H)。
(2)中间体B3的合成
氩气保护下,将乙二胺(5mL,74.9mmol)溶于4.8mL无水甲醇,冰水浴下搅拌,1h内缓缓滴加溶有B1(1.0g,3.67mmol)的4.8mL无水甲醇。加毕后,保持低温反应1h,之后撤去冰水浴,室温下继续反应3d。减压浓缩至干,加入20mL甲苯-甲醇混合液[甲苯:甲醇=9:1(V/V)],减压共沸蒸除反应剩余的乙二胺。加入20mL甲醇,减压共沸蒸除甲苯至干,得到黄色油状物B2粗品。B2粗品可直接用于下一步反应。
氩气保护下,将B2粗品(1.1g,3.35mmol)溶于17mL无水甲醇,冰水浴下搅拌,1h内缓缓滴加溶有丙烯酸甲酯(2.2mL,24.4mmol)的17mL无水甲醇。加毕后,保持低温反应1h,之后撤去冰水浴,室温下继续反应1d。减压浓缩至干,硅胶柱分离纯化[石油醚:乙酸乙酯=5:1(V/V)],得到无色油状物B3,收率60%。
MS:m/z(M+H+)673.4。1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δppm:6.99(t,J=5.1Hz,2H),3.70(s,12H),3.35–3.28(m,6H),2.81–2.76(m,12H),2.58–2.52(m,6H),2.45(t,J=6.7Hz,8H),2.38(t,J=6.7Hz,4H),1.75(d,J=6.7Hz,2H)。
(3)中间体B5的合成
氩气保护下,将乙二胺(12mL,179.7mmol)溶于12mL无水甲醇,冰水浴下搅拌,1h内缓缓滴加溶有B3(2g,2.97mmol)的12mL无水甲醇。加毕后,保持低温反应1h,之后撤去冰水浴,室温下继续反应3d。减压浓缩至干,加入20mL甲苯-甲醇混合液[甲苯:甲醇=9:1(V/V)],减压共沸蒸除反应剩余的乙二胺。加入20mL甲醇,减压共沸蒸除甲苯至干。重复减压共沸蒸除操作两次,得到黄色油状物B4粗品。B4粗品可直接用于下一步反应。
氩气保护下,将B4粗品(1.0g,1.27mmol)溶于8mL无水乙腈,冰水浴下搅拌,加入Boc酸酐(2.78g,12.7mmol)。保持低温反应1h,之后撤去冰水浴,室温下继续反应过夜。减压浓缩至干,硅胶柱分离纯化[二氯甲烷:甲醇=1:1(V/V)],得到淡黄色油状物B5,收率82%。
MS:m/z(M+H+)1185.9。1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δppm:7.63(s,2H),7.47(s,4H),5.66(s,4H),3.35–3.18(m,22H),2.70(q,J=8.1,7.1Hz,12H),2.51(q,J=7.5,6.9Hz,6H),2.34(t,J=6.2Hz,12H),1.69(p,J=6.8Hz,2H),1.41(s,36H)。
(4)中间体C1的合成
氩气保护下,将3-丁炔-1-胺盐酸盐(0.5g,4.74mmol)溶于8mL无水乙腈,加入DBU(0.72g,4.74mmol)和丙烯酸十二烷基酯(5.69g,23.7mmol),室温下反应3d。减压浓缩至干,硅胶柱分离纯化[石油醚:乙酸乙酯=20:1(V/V)],得到浅黄色油状物C1,收率76%。
MS:m/z(M+H+)550.3。1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δppm:4.06(t,J=6.8Hz,4H),2.83(t,J=7.2Hz,4H),2.70(t,J=7.5Hz,2H),2.46(t,J=7.2Hz,4H),2.31(td,J=7.5,2.7Hz,2H),1.96(t,J=2.7Hz,1H),1.69–1.58(m,6H),1.43–1.16(m,40H),0.88(t,J=6.8Hz,6H)。
(5)化合物A1的合成
氩气保护下,将B5(119mg,0.10mmol)和C1(66mg,0.12mmol)溶于2mL四氢呋喃,加入五水硫酸铜(15mg,0.06mmol)和L-抗坏血酸钠(24mg,0.12mmol),加入1mL水溶解,室温下反应过夜。减压浓缩,冷冻干燥除水,硅胶柱分离纯化[二氯甲烷:甲醇=4:1(V/V)],得到白色固体A1,收率78%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]869.1。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.81(s,1H),4.39(t,J=7.1Hz,2H),4.07(t,J=6.6Hz,4H),3.27(dt,J=11.9,6.4Hz,12H),3.17(t,J=6.2Hz,8H),2.88–2.72(m,20H),2.58(t,J=6.7Hz,4H),2.47(q,J=7.1Hz,6H),2.35(q,J=6.4Hz,12H),2.07(q,J=6.8Hz,2H),1.63(p,J=6.9Hz,4H),1.43(s,36H),1.30(d,J=7.7Hz,40H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例2
本实施提供一种树状样脂质化合物A2,所述树状样脂质化合物A2的制备方法包括以下步骤:
(1)中间体C2的合成
氩气保护下,将十三醇(1g,4.99mmol)溶于6mL无水二氯甲烷,冰水浴下搅拌,加入三乙胺(0.7mL,4.99mmol),0.5h内缓慢滴加丙烯酰氯(0.68g,7.49mmol)。加毕后,撤去冰水浴,室温下继续反应3h。加入10mL二氯甲烷和10mL水,充分搅拌,分离有机相,用10mL饱和氯化钠水溶液洗涤,无水硫酸钠干燥。减压浓缩至干,硅胶柱分离纯化[石油醚:乙酸乙酯=30:1(V/V)],得到无色油状物C2,收率90%。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δppm:6.42(dd,J=17.3,1.6Hz,1H),6.14(dd,J=17.3,10.4Hz,1H),5.83(dd,J=10.4,1.6Hz,1H),4.17(t,J=6.7Hz,2H),1.69(p,J=6.8Hz,2H),1.49–1.17(m,22H),0.90(t,J=6.7Hz,3H)。
(2)中间体C3的合成
参考实施例1步骤(4)的方法,以C2为起始物,合成得到淡黄色油状物C3,收率70%。
MS:m/z(M+H+)578.4。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δppm:4.08(t,J=6.8Hz,4H),2.83(t,J=7.2Hz,4H),2.71(t,J=7.5Hz,2H),2.47(t,J=7.1Hz,4H),2.33(td,J=7.5,2.7Hz,2H),1.96(t,J=2.7Hz,1H),1.65(q,J=6.9Hz,4H),1.37–1.24(m,40H),0.91(t,J=6.7Hz,6H)。
(3)化合物A2的合成
参考实施例1步骤(5)的方法,以B5和C3为起始物,合成得到淡黄色油状物A2,收率75%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]882.6。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.81(s,1H),4.39(t,J=7.1Hz,2H),4.06(t,J=6.6Hz,4H),3.27(dt,J=11.9,6.4Hz,12H),3.15(t,J=6.2Hz,8H),2.88–2.72(m,20H),2.58(t,J=6.7Hz,4H),2.47(q,J=7.1Hz,6H),2.35(q,J=6.4Hz,12H),2.05(q,J=6.8Hz,2H),1.63(p,J=6.9Hz,4H),1.43(s,36H),1.30(d,J=7.7Hz,44H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例3
本实施例提供一种树状样脂质化合物A3,所述树状样脂质化合物A3的制备方法包括以下步骤:
(1)中间体C4的合成
参考实施例2步骤(1)的方法,以亚麻醇为起始物,合成得到淡黄色油状物C4,收率86%。
MS:m/z(M+Na+)343.5。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δppm:6.42(dd,J=17.4,1.6Hz,1H),6.15(dd,J=17.4,10.4Hz,1H),5.83(dd,J=10.4,1.6Hz,1H),5.38(qd,J=11.4,9.8,4.0Hz,4H),4.18(t,J=6.7Hz,2H),2.80(t,J=6.4Hz,2H),2.08(q,J=6.8Hz,4H),1.73–1.66(m,2H),1.43–1.32(m,16H),0.92(t,J=6.7Hz,3H)。
(2)中间体C5的合成
参考实施例1步骤(4)的方法,以C4为起始物,合成得到淡黄色油状物C5,收率66%。
MS:m/z(M+H+)710.2。1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δppm:5.44–5.30(m,8H),4.08(t,J=6.8Hz,4H),2.81(dt,J=15.8,7.0Hz,8H),2.70(t,J=7.5Hz,2H),2.47(t,J=7.2Hz,4H),2.33(td,J=7.5,2.7Hz,2H),2.07(q,J=7.0Hz,8H),1.96(t,J=2.7Hz,1H),1.64(p,J=6.9Hz,6H),1.38–1.30(m,30H),0.91(t,J=6.8Hz,6H)。
(3)化合物A3的合成
参考实施例1步骤(5)的方法,以B5和C5为起始物,合成得到淡黄色油状物A3,收率72%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]948.9。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.80(s,1H),5.42–5.26(m,J=6.9,5.8Hz,8H),4.39(t,J=7.1Hz,2H),4.05(t,J=6.7Hz,4H),3.34(s,6H),3.29–3.11(m,20H),2.80(ddq,J=23.5,12.3,6.4Hz,24H),2.60(t,J=6.6Hz,4H),2.48(dt,J=13.8,6.6Hz,6H),2.36(q,J=6.5Hz,12H),2.06(q,J=6.9Hz,10H),1.63(p,J=6.8Hz,4H),1.42(s,36H),1.33(tdd,J=15.8,10.5,5.5Hz,36H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例4
本实施例提供一种树状样脂质化合物A4,所述树状样脂质化合物A4的制备方法包括以下步骤:
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将化合物A1(35mg,0.02mmol)溶于1mL无水二氯甲烷,加入0.5mL三氟乙酸,室温下反应2h。减压浓缩,加入适量水,用饱和碳酸氢钠水溶液调节pH至10,用适量二氯甲烷反萃,取水相冷冻干燥。加入适量无水乙醇溶解,过滤,Sephadex-G-25凝胶柱分离纯化,得到白色油状物A4,收率77%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]668.2。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.82(s,1H),4.39(t,J=7.0Hz,2H),4.05(t,J=6.6Hz,4H),3.34(d,J=9.1Hz,8H),3.27(t,J=6.8Hz,4H),2.80(dp,J=26.3,6.5,6.0Hz,24H),2.58(t,J=6.8Hz,4H),2.46(t,J=6.7Hz,6H),2.36(dt,J=13.5,6.8Hz,12H),2.04(t,J=6.9Hz,2H),1.63(p,J=6.7Hz,4H),1.30(d,J=6.8Hz,40H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例5
本实施例提供一种树状样脂质化合物A5,所述树状样脂质化合物A5的制备方法包括以下步骤:
参考实施例4的方法,以A2为起始物,合成得到白色油状物A5,收率74%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]682.6。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.84(s,1H),4.41(t,J=7.1Hz,2H),4.07(t,J=6.6Hz,4H),3.37(s,10H),3.29(t,J=6.9Hz,4H),2.81(ddd,J=26.4,13.1,6.2Hz,24H),2.60(t,J=6.8Hz,4H),2.48(t,J=6.6Hz,6H),2.38(dt,J=14.7,6.7Hz,12H),2.09–2.04(m,2H),1.65(t,J=7.1Hz,4H),1.31(s,44H),0.92(d,J=6.6Hz,6H)。
实施例6
本实施例提供一种树状样脂质化合物A6,所述树状样脂质化合物A6的制备方法包括以下步骤:
参考实施例4的方法,以A3为起始物,合成得到白色油状物A6,收率69%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]748.1。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.83(s,1H),5.36(p,J=7.3Hz,8H),4.41(d,J=3.6Hz,2H),4.07(t,J=6.7Hz,4H),3.34(d,J=9.1Hz,8H),3.27(t,J=6.8Hz,4H),2.89–2.74(m,24H),2.60(t,J=6.7Hz,4H),2.48(t,J=6.8Hz,6H),2.38–2.34(m,8H),2.19(dt,J=24.1,7.5Hz,4H),2.08(q,J=6.2,5.8Hz,12H),1.64(d,J=7.4Hz,10H),1.40–1.32(m,32H),0.90(s,6H).
实施例7
本实施例提供一种树状样脂质化合物A7,所述树状样脂质化合物A7的制备方法包括以下步骤:
(1)中间体B6的合成
氩气保护下,将中间体B4(0.5g,0.64mmol)溶于5mL无水乙腈,冰水浴下搅拌,加入三氟乙酸酐(1.4g,6.67mmol)。保持低温反应1h,之后撤去冰水浴,室温下继续反应过夜。减压浓缩至干,硅胶柱分离纯化[二氯甲烷:甲醇=1:1(V/V)],得到淡黄色油状物B6,收率50%。
MS:m/z(M+H+)1169.9。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:3.75–3.69(m,4H),3.56(dt,J=12.9,6.3Hz,14H),3.49–3.34(m,26H),2.90(t,J=6.2Hz,4H),2.76(t,J=6.3Hz,8H),2.12(p,J=6.7Hz,2H)。
(2)化合物A7的合成
参考实施例1(5)的方法,以B6和C1为起始物,合成得到无色凝胶物A7,收率48%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]859.9。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.81(s,1H),4.42(t,J=7.0Hz,2H),4.07(t,J=6.6Hz,4H),3.44–3.36(m,20H),3.30(s,4H),2.83(d,J=26.8Hz,20H),2.61(s,4H),2.49(q,J=8.5,6.9Hz,6H),2.37(t,J=6.9Hz,12H),2.07(s,4H),1.65(t,J=7.0Hz,4H),1.31(s,40H),0.92(t,6H)。
实施例8
本实施例提供一种树状样脂质化合物A8,所述树状样脂质化合物A8的制备方法包括以下步骤:
参考实施例1步骤(5)的方法,以B6和C3为起始物,合成得到淡黄色凝胶物A8,收率44%。
MS:m/z(M+H+)1746.7。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.81(s,1H),4.40(t,J=
7.0Hz,2H),4.05(t,J=6.7Hz,4H),3.38(dt,J=21.7,5.0Hz,20H),3.28(t,J=6.7Hz,4H),2.80(dt,J=30.2,6.9Hz,20H),2.58(t,J=6.7Hz,4H),2.47(q,J=7.1,5.4Hz,6H),2.35(q,J=6.6Hz,12H),2.05(p,J=6.8Hz,4H),1.63(p,J=6.8Hz,4H),1.41–1.21(m,44H),0.90(t,J=6.7Hz,6H)。
实施例9
本实施例提供一种树状样脂质化合物A9,所述树状样脂质化合物A9的制备方法包括以下步骤:
参考实施例1步骤(5)的方法,以B6和C5为起始物,合成得到黄色凝胶物A9,收率45%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]940.0。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.81(s,1H),5.36(dt,J=12.4,7.6Hz,8H),4.41(s,2H),4.07(t,J=6.6Hz,4H),3.43–3.35(m,20H),3.29(t,J=6.4Hz,4H),2.90–2.74(m,24H),2.60(t,J=6.5Hz,4H),2.48(t,J=7.1Hz,6H),2.36(t,J=6.1Hz,12H),2.08(p,J=7.9,7.2Hz,12H),1.65(t,J=7.1Hz,4H),1.36(dd,J=24.4,9.8Hz,36H),0.94–0.91(m,6H)。
实施例10
本实施例提供一种树状样脂质化合物A10,所述树状样脂质化合物A10的制备方法包括以下步骤:
(1)中间体B7的合成
参考实施例7(1)的方法,以B4和五氟丙酸酐为起始物,合成得到淡黄色油状物B7,收率49%。
MS:m/z(M+H+)1369.5。1H NMR(400MHz,Methanol-d4)δppm:3.68(d,J=5.6Hz,4H),3.52(dt,J=33.3,6.3Hz,20H),3.42–3.34(m,16H),2.89(t,J=6.2Hz,4H),2.74(t,J=6.3Hz,8H),2.12(p,J=6.6Hz,2H)。
(2)化合物A10的合成
参考实施例1步骤(5)的方法,以B7和C1为起始物,合成得到无色凝胶物A10,收率45%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]959.6。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.80(s,1H),4.40(t,J=7.0Hz,2H),4.05(t,J=6.6Hz,4H),3.39(d,J=38.0Hz,22H),3.28(t,J=6.6Hz,4H),2.88–2.73(m,20H),2.59(t,J=6.6Hz,4H),2.47(dt,J=13.7,6.7Hz,6H),2.35(q,J=7.1Hz,12H),2.05(p,J=6.7Hz,2H),1.63(p,J=6.7Hz,4H),1.38–1.26(m,40H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例11
本实施例提供一种树状样脂质化合物A11,所述树状样脂质化合物A11的制备方法包括以下步骤:
参考实施例1步骤(5)的方法,以B7和C3为起始物,合成得到淡黄色凝胶物A11,收率41%。
MS:m/z(M+H+)973.5。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.80(s,1H),4.40(t,J=7.0Hz,2H),4.05(t,J=6.6Hz,4H),3.39(d,J=38.0Hz,22H),3.28(t,J=6.6Hz,4H),2.88–2.73(m,20H),2.59(t,J=6.6Hz,4H),2.47(dt,J=13.7,6.7Hz,6H),2.35(q,J=7.1Hz,12H),2.05(p,J=6.7Hz,2H),1.63(p,J=6.7Hz,4H),1.38–1.26(m,44H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例12
本实施例提供一种树状样脂质化合物A12,所述树状样脂质化合物A12的制备方法包括以下步骤:
参考实施例1步骤(5)的方法,以B7和C5为起始物,合成得到黄色凝胶物A12,收率40%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]1039.9。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.80(s,1H),5.34(qd,J=11.2,10.7,4.5Hz,6H),4.39(t,J=6.9Hz,2H),4.05(t,J=6.6Hz,4H),3.42(t,J=6.1Hz,8H),3.35(t,J=6.1Hz,8H),3.27(t,J=6.8Hz,4H),2.86–2.74(m,22H),2.58(t,J=6.6Hz,4H),2.46(t,J=7.0Hz,6H),2.35(q,J=6.6Hz,12H),2.06(q,J=6.8Hz,8H),1.62(q,J=6.9Hz,4H),1.33(tt,J=19.3,15.3,5.0Hz,32H),0.91(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例13
本实施例提供一种树状样脂质化合物A13,所述树状样脂质化合物A13的制备方法包括以下步骤:
(1)中间体B8的合成
参考实施例7步骤(1)的方法,以B4和七氟丁酸酐为起始物,合成得到淡黄色油状物B8,收率48%。
MS:m/z(M+H+)1569.8。1H NMR(400MHz,Methanol-d4)δppm:3.70(s,4H),3.53(dt,J=37.4,6.3Hz,20H),3.38(d,J=2.9Hz,16H),2.90(t,J=6.1Hz,4H),2.75(d,J=6.3Hz,8H),2.14(q,J=7.1Hz,2H)。
(2)化合物A13的合成
参考实施例1步骤(5)的方法,以B8和C1为起始物,合成得到无色凝胶物A13,收率40%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]1060.3。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.80(s,1H),4.39(t,J=7.0Hz,2H),4.05(t,J=6.6Hz,4H),3.39(dt,J=38.4,6.2Hz,22H),3.28(t,J=6.6Hz,4H),2.87–2.72(m,20H),2.59(t,J=6.6Hz,4H),2.47(dt,J=13.7,6.7Hz,6H),2.35(q,J=6.5Hz,12H),2.08–2.02(m,2H),1.62(q,J=6.9Hz,4H),1.29(d,J=4.8Hz,40H),0.91–0.88(m,6H)。
实施例14
本实施例提供一种树状样脂质化合物A14,所述树状样脂质化合物A14的制备方法包括以下步骤:
参考实施例1步骤(5)的方法,以B8和C3为起始物,合成得到淡黄色凝胶物A14,收率47%。
MS:m/z(M+H+)1075.0。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.80(s,1H),4.39(t,J=7.0Hz,2H),4.05(t,J=6.6Hz,4H),3.39(dt,J=38.4,6.2Hz,22H),3.28(t,J=6.6Hz,4H),2.87–2.72(m,20H),2.59(t,J=6.6Hz,4H),2.47(dt,J=13.7,6.7Hz,6H),2.35(q,J=6.5Hz,12H),2.08–2.02(m,2H),1.62(q,J=6.9Hz,4H),1.32(d,J=4.8Hz,44H),0.92–0.87(m,6H)。
实施例15
本实施例提供一种树状样脂质化合物A15,所述树状样脂质化合物A15的制备方法包括以下步骤:
参考实施例1步骤(5)的方法,以B8和C5为起始物,合成得到黄色凝胶物A15,收率38%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]1140.4。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.80(s,1H),5.40–5.28(m,8H),4.39(t,J=7.0Hz,2H),4.05(t,J=6.6Hz,4H),3.39(dt,J=38.7,6.3Hz,22H),3.27(d,J=6.5Hz,4H),2.85–2.74(m,20H),2.60(t,J=6.7Hz,4H),2.47(q,J=8.7,6.9Hz,6H),2.36(q,J=6.9Hz,12H),2.06(q,J=7.0Hz,10H),1.62(q,J=7.0Hz,4H),1.38–1.29(m,40H),0.90(d,J=7.1Hz,6H)。
实施例16
本实施例提供一种树状样脂质化合物A16,所述树状样脂质化合物A16的制备方法包括以下步骤:
(1)中间体B9的合成
氩气保护下,将中间体B4(1.0g,1.27mmol)溶于9mL无水甲醇,冰水浴下搅拌,缓慢滴加溶有衣康酸二甲酯(0.96g,6.07mmol)的6mL无水甲醇。加毕后,保持低温反应1h,之后撤去冰水浴,室温下继续反应3d。减压浓缩至干,加入10mL***和10mL水,充分搅拌,取水相冷冻干燥,得到淡黄色油状物B9,收率40%。
MS:m/z(M+H+)1289.8。1H NMR(400MHz,Methanol-d4)δppm:3.84–3.75(m,18H),3.71(q,J=5.7Hz,6H),3.40(d,J=18.4Hz,30H),3.31(t,J=6.5Hz,4H),2.80(t,J=6.8Hz,12H),2.71–2.54(m,14H),2.38(dt,J=18.2,6.8Hz,12H)。
(2)化合物A16的合成
参考实施例1步骤(5)的方法,以B9和C1为起始物,合成得到无色凝胶物A16,收率47%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]920.4。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.84(s,1H),4.42(t,J=7.1Hz,2H),4.07(t,J=6.7Hz,4H),3.82–3.76(m,4H),3.75(s,12H),3.69(dd,J=9.9,5.8Hz,4H),3.47–3.35(m,22H),3.30(d,J=6.5Hz,4H),2.82(dt,J=32.5,6.6Hz,20H),2.69–2.58(m,12H),2.50(dt,J=13.8,6.9Hz,6H),2.37(dt,J=22.6,6.9Hz,12H),2.07(p,J=7.0Hz,2H),1.65(p,J=6.7Hz,4H),1.41–1.29(m,40H),0.92(t,J=6.9Hz,6H)。
实施例17
本实施例提供一种树状样脂质化合物A17,所述树状样脂质化合物A17的制备方法包括以下步骤:
参考实施例1步骤(5)的方法,以B9和C3为起始物,合成得到黄色凝胶物A17,收率40%。
MS:m/z(M/2+Na+)956.2。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.84(s,1H),4.42(t,J=7.1Hz,2H),4.07(t,J=6.7Hz,4H),3.82–3.76(m,4H),3.75(s,12H),3.69(dd,J=9.9,5.8Hz,4H),3.47–3.35(m,22H),3.30(d,J=6.5Hz,4H),2.82(dt,J=32.5,6.6Hz,20H),2.69–2.58(m,12H),2.50(dt,J=13.8,6.9Hz,6H),2.37(dt,J=22.6,6.9Hz,12H),2.07(p,J=7.0Hz,2H),1.65(p,J=6.7Hz,4H),1.41–1.29(m,44H),0.92(t,J=6.9Hz,6H)。
实施例18
本实施例提供一种树状样脂质化合物A18,所述树状样脂质化合物A18的制备方法包括以下步骤:
参考实施例1步骤(5)的方法,以B9和C5为起始物,合成得到黄色凝胶物A18,收率35%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]1000.8。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.83(s,1H),5.42–5.30(m,8H),4.41(t,J=7.0Hz,2H),4.08(t,J=6.6Hz,4H),3.79(d,J=9.7Hz,4H),3.75(s,12H),3.69(dd,J=9.9,5.8Hz,4H),3.48–3.34(m,20H),3.30(t,J=6.5Hz,4H),2.82(dt,J=36.4,6.8Hz,24H),2.70–2.63(m,8H),2.60(t,J=6.7Hz,4H),2.49(dt,J=13.5,6.8Hz,6H),2.36(dt,J=20.9,6.8Hz,12H),2.08(p,J=6.8Hz,10H),1.65(p,J=6.7Hz,4H),1.42–1.32(m,32H),0.93(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例19
本实施例提供一种树状样脂质化合物A19,所述树状样脂质化合物A19的制备方法包括以下步骤:
(1)中间体C6的合成
参考实施例1步骤(5)的方法,以N-十二烷基丙烯酰胺为起始物,合成得到黄色油状物C6,收率30%。
MS:m/z(M+H+)548.9。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δppm:3.17(t,J=7.4Hz,4H),2.81(t,J=6.7Hz,6H),2.77(s,1H),2.43(t,J=6.7Hz,6H),1.56(tt,J=7.4,7.0Hz,4H),1.36-1.17(m,36H),0.87(t,J=7.0Hz,6H)。
(2)化合物A19的合成
参考实施例1步骤(5)的方法,以B9和C6为起始物,合成得到无色凝胶物A19,收率45%。
MS:m/z(M/2+Na+)941.2。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.86(s,1H),4.43(t,J=7.1Hz,2H),3.78(d,J=15.6Hz,18H),3.71(d,J=3.6Hz,4H),3.46–3.39(m,18H),3.31(d,J=6.5Hz,4H),3.18(t,J=7.2Hz,4H),2.89–2.77(m,20H),2.74–2.64(m,10H),2.62(t,J=6.9Hz,4H),2.52(t,J=6.8Hz,2H),2.38(dd,J=15.6,6.7Hz,14H),2.14–2.02(m,2H),1.52(t,J=7.0Hz,4H),1.34(d,J=15.3Hz,36H),0.93(t,J=6.8Hz,6H)。
实施例20
本实施例提供一种树状样脂质化合物A20,所述树状样脂质化合物A20的制备方法包括以下步骤:
(1)中间体B12的合成
参考实施例1和实施例16的方法,以B4为起始物,与丙烯酸甲酯反应得到中间体B10,再与乙二胺反应得到中间体B11,最后与衣康酸二甲酯反应得到黄色油状物B12。
MS:m/z(M/2+Na+)1376.7。
(2)化合物A20的合成
参考实施例1步骤(5)的方法,以B12和C1为起始物,合成得到黄色油状物A20,收率39%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]1628.4633。1H NMR(500MHz,Methanol-d4)δppm:7.84(s,1H),4.43(d,J=7.1Hz,2H),4.10–4.05(m,4H),3.79(t,J=9.5Hz,16H),3.76(m,20H),3.70(dd,J=9.7,6.3Hz,16H),3.41(dq,J=18.1,9.9,9.5Hz,40H),3.30(d,J=6.9Hz,16H),2.90–2.77(m,18H),2.64(dd,J=25.2,7.8Hz,34H),2.54(s,4H),2.50(d,J=6.8Hz,6H),2.39(dt,J=25.7,7.5Hz,16H),2.24(s,2H),2.11–2.06(m,2H),1.77(q,J=7.3Hz,2H),1.65(t,J=7.2Hz,4H),1.32(d,J=7.7Hz,36H),0.95–0.90(m,6H)。
实施例21
本实施例提供一种树状样脂质化合物A21,所述树状样脂质化合物A21的制备方法包括以下步骤:
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(1)中间体B13的合成
参考实施例1步骤(1)的方法,以单Boc乙二胺为起始物,合成得到无色油状物B13,收率94%。
MS:m/z(M+H+)333.4。1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δppm:3.66(s,6H),3.15(q,J=5.7Hz,2H),2.72(t,J=6.8Hz,4H),2.50(t,J=5.6Hz,2H),2.41(t,J=6.7Hz,4H),1.42(s,9H)。
(2)中间体B15的合成
参考实施例1步骤(2)的方法,以B13为起始物,合成得到淡黄色油状物B15,收率90%。
MS:m/z(M+H+)733.5。1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δppm:3.69(s,12H),3.29(t,J=6.3Hz,4H),3.16(t,J=6.5Hz,2H),2.81(dt,J=13.3,6.8Hz,12H),2.59(td,J=6.3,3.3Hz,6H),2.49(t,J=6.7Hz,8H),2.39(t,J=6.9Hz,4H),1.45(s,9H)。
(3)中间体B17的合成
参考实施例1和实施例16的方法,以B15为起始物,与乙二胺反应得到中间体B16,再与衣康酸二甲酯反应得到黄色油状物B17。
MS:m/z(M+H+)1531.0。1H NMR(400MHz,Methanol-d4)δ3.81(d,J=9.5Hz,3H),3.77(s,12H),3.71(dd,J=10.0,5.8Hz,4H),3.47–3.36(m,24H),3.31(d,J=6.5Hz,3H),3.17(t,J=6.6Hz,2H),2.83(dt,J=13.7,6.9Hz,12H),2.72–2.58(m,14H),2.39(dt,J=17.5,6.9Hz,12H),1.47(s,9H)。
(4)中间体B18的合成
氩气保护下,随冰水浴搅拌将B17(50mg,0.037mmol)溶于2mL 4M氯化氢乙酸乙酯溶液,之后逐渐恢复至室温反应一夜。减压浓缩至干,得到黄白色类固体B18的盐酸盐,收率88%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]625.9。1H NMR(400MHz,Methanol-d4)δ3.74(d,J=28.9Hz,32H),3.58(s,10H),3.43(dd,J=23.3,9.8Hz,24H),2.99(d,J=6.0Hz,4H),2.77(dd,J=29.1,8.3Hz,14H)。
(5)化合物A21的合成
氩气保护下,将B18(42mg,0.033mmol)溶于2mL无水乙腈,加入三乙胺(20μL,0.143mmol),室温下搅拌0.5h。之后加入丙烯酸十四烷基酯(100μL,0.324mmol),升温至50℃反应3d。减压浓缩至干,硅胶柱分离纯化[二氯甲烷:甲醇=10:1(V/V)],得到淡黄色油状物A21,收率30%。
MS:m/z[(M+2H+)/2]893.6。
应用例1
脂质体制备
将合成的树状样脂质化合物(A7-A18)、DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000分别溶解在无水乙醇中,备用。将上述溶液按摩尔比50:10:35:5混合。在搅拌的情况下,将上述制备好的醇相溶液逐滴加入PBS中,醇相与PBS体积比为1:3,混合后搅拌1分钟。将反应溶液添加至10K MVCO的超滤离心管中,加入PBS,配平。使用高速离心机进行离心,4000g离心25分钟。溶液浓缩后再次加入PBS进行离心,4000g离心25分钟,进行溶液置换,最后得到脂质体溶液。
脂质体粒径和表面电势表征通过马尔文粒径仪进行检测。使用PBS将脂质体溶液配制成200μg/mL的水溶液。另外,含量为1%荧光分子16:0NBD PE作为模型药物加上上述脂质体中,制备的带荧光标记脂质体。所获得的的脂质体采用马尔文粒径仪进行其粒径大小和电势测量。测试结果如表1所示:
表1
如表1所示,合成的脂质体大小集中在69nm-170nm之间,多分散性(polydispersity index,PDI)基本小于0.3,说明制备的脂质体颗粒具有较好的均匀性。其中PYR基团树状样头部相关脂质体粒径最小,而7F相关脂质体粒径最大,比如A16粒径为77.92±1.202nm,A13粒径为162.67±1.159nm。所有脂质体均携带表面负电荷。
应用例2
包裹siRNA脂质体制备
将合成的树状样脂质化合物(A1、A4、A8、A10、A18、A19)、DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000分别溶解在无水乙醇中,备用。将上述溶液按摩尔比50:10:38.5:1.5混合。将siRNA溶解在PH=4.0的柠檬酸钠溶液,在搅拌的情况下,将上述制备好的醇相溶液逐滴加入siRNA-柠檬酸钠溶液中,醇相与水相按体积比为1:3,混合后搅拌1分钟。将反应溶液添加至10K MVCO的超滤离心管中,加入PBS,配平。使用高速离心机进行离心,4000g离心25分钟。溶液浓缩后再次加入PBS进行离心,4000g离心25分钟,进行溶液置换,最后得到脂质体溶液。脂质体粒径和表面电势表征通过马尔文粒径仪进行检测。测试结果如表2所示:
表2
如表2所示,合成的脂质体大小集中在87nm-211nm之间,多分散性(polydispersity index,PDI)基本小于0.2,说明制备的包裹siRNA脂质体颗粒具有较好的均匀性。所有脂质体表面均携带负电荷。
应用例3
包裹mRNA脂质体制备
将合成的树状样脂质化合物(A8、A10、A12)、DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000分别溶解在无水乙醇中,备用。将上述溶液按摩尔比50:10:38.5:1.5混合。将mRNA溶解在PH=5.0的乙酸钠溶液,在搅拌的情况下,将上述制备好的醇相溶液逐滴加入mRNA-乙酸钠溶液中,醇相与水相按体积比为1:3,混合后搅拌1分钟。将反应溶液添加至10K MVCO的超滤离心管中,加入PBS,配平。使用高速离心机进行离心,4000g离心25分钟。溶液浓缩后再次加入PBS进行离心,4000g离心25分钟,进行溶液置换,最后得到脂质体溶液。脂质体粒径和表面电势表征通过马尔文粒径仪进行检测。测试结果如表3所示:
表3
如表3所示,合成的脂质体大小集中在208nm-289nm之间,多分散性(polydispersity index,PDI)基本小于0.3,说明制备的包裹mRNA脂质体颗粒具有较好的均匀性。所有脂质体表面均携带负电荷。
应用例4
脂质体细胞摄取评价
荧光显微镜:将RAW264.7细胞铺板于24孔板,细胞数量为5x104个/孔,于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下进行培养。培养24h后,添加浓度为1mg/mL的荧光脂质体(即荧光脂质纳米颗粒)溶液100uL,然后添加900μL培养基,于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下孵育。孵育24h后吸出液体,用PBS清洗2次。加入500uL 1X hoechst33342活细胞染液,避光染色10分钟后,用PBS清洗2-3次,加入1mL培养基,在显微镜下观察。16:0NBDPE在488nm处可以被激发,Hoechst在346nm处被激发,使用40倍镜观察。A549细胞铺板数量为4×104个/孔,其余与RAW264.7一致。其中,Hoechst是一种能够与活细胞中的DNA强力结合的荧光染料,用于标记活细胞;LNP为脂质纳米颗粒,Merge为叠加。
流式细胞仪:将RAW264.7细胞铺板于24孔板,细胞数量为5×105个/孔,设置3个复孔。于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下进行培养。培养24h后,添加浓度为1mg/ml的荧光脂质体(即荧光脂质纳米颗粒)溶液100uL,然后添加900μL培养基,于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下孵育。孵育24h后吸出液体,用PBS清洗3次后,将细胞吹打下来,并收集至1.5mL Ep管中,离心200g,6分钟。弃去上清后再次加入PBS重悬细胞,再次离心200g,6分钟,弃去上清,加入300μL PBS,重悬细胞并使用70μm细胞滤网进行过滤,制备成单细胞悬液。A549细胞铺板数量为2×105个/孔,培养及孵育如RAW264.7细胞。孵育24h后,吸出液体,用PBS清洗3次后,用胰酶将细胞消化,并收集至1.5mL Ep管中,离心200g,6分钟。弃去上清后再次加入PBS重悬细胞,再次离心200g,6分钟,弃去上清,加入300μL PBS,重悬细胞并使用70μm细胞滤网进行过滤,制备成单细胞悬液。使用流式细胞仪对细胞的荧光强度进行分析。最终结果使用相对荧光强度进行计算:相对荧光强度=(实验组荧光强度-对照组荧光强度)/对照组荧光强度。
如图1a所示,巨噬细胞在加入不同脂质体处理24h后的荧光显微镜拍摄图片,可以通过荧光强度反应摄取情况。可以看到PYR基团和CH3在巨噬细胞中几乎不摄取。带F基团被巨噬细胞大量摄取,可以见到细胞质中有明显的绿色荧光,其中以A9和A14效果最为显著。
如图1b所示,癌细胞A549在加入不同脂质体处理24h后的荧光显微镜拍摄图片,从图中可以看到,大部分的脂质体进入癌细胞的量极少,PYR表面基团的树状样头部纳米脂质体颗粒在癌细胞中同样不被摄取。不同碳链长度的3F和5F脂质体不被癌细胞摄取,但7F脂质体可以进入癌细胞中,且A13最强,同样与碳链长度呈负相关。
如图1c所示,癌细胞和巨噬细胞对脂质体摄取情况存在差异。
应用例5
脂质体细胞毒性评价
为了评估不同脂质体的细胞毒性和细胞的摄取能力,我们选取了两种细胞RAW264.7细胞(小鼠单核巨噬细胞白血病细胞)和A549细胞(人肺腺癌细胞)进行研究。
将细胞复苏后,于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下进行培养。RAW264.7细胞使用DMEM高糖培养基+10%FBS进行培养;A549细胞使用F-12K培养基+10%FBS进行培养。配置7个浓度的脂质体PBS溶液,分别为1mg/mL、500μg/mL、250μg/mL、125μg/mL、62.5μg/mL、31.25μg/mL、15.625μg/mL。将细胞铺板至96孔板中,设置空白组、对照组,实验组7组,共9组。其中空白组不接种细胞,对照组和实验组均接种5×103个/孔,每孔100μL,每组设置6个复孔,于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下进行培养,培养24h。培养24h后,细胞换液,所有组加入90μL培养基,空白组和对照组加入10μL PBS溶液,实验组加入10μL对应浓度的脂质体PBS溶液。于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下继续培养,24h后,采用CCK8法进行检测,每孔加入10μL的CCK8溶液,并在37℃中放置1-2h,通过酶联免疫检测仪在450nm出检测吸收值,每组去掉最大值最小值后,余下四个数值以细胞存活率(%)=[(实验组-空白组)/(对照组-空白组)]×100%进行计算,评估脂质体的细胞毒性情况。
如图2a-图2d所示,解释说明例如A13表示含有树状样脂质化合物A13的脂质体,A13-NBD表示使用了NBD16:0亲脂性荧光物质标记的A13脂质体;其他组别含义相同。与未添加药物的对照组进行比较计算出细胞活力(%)可以看出,不同碳链的PYR、7F对巨噬细胞和癌细胞在100μg/ml以内均没有明显的细胞毒性,细胞活力可以达80%以上。
应用例6
包裹siRNA脂质体细胞转染评价
将eGFP-231细胞铺板于96孔板中,细胞数量为1×104个/孔,于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下进行培养。培养24h后,加入理论值为100ng siRNA-LNP进行转染,添加培养基至100μL。使用Lipo3000作为阳性对照。于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下孵育48h。加入100uL 1X hoechst33342活细胞染液,避光染色10分钟后,用PBS清洗2-3次,加入100μL培养基,在倒置荧光显微镜下观察。eGFR在488nm处可以被激发,Hoechst在346nm处被激发,使用10×倍镜观察。
如图3所示,解释说明例如Blank组中左边的图为明场,右边的图为GFR的荧光强度;其他组图含义相同。eGFR-231细胞在进行转染48h后,siRNA表达会沉默eGFR的表达,荧光强度降低,可以通过荧光强度评估siRNA转染效率。从图中可以显示,实验组中A10效果最好,A4、A18与A19也在一定程度上抑制了eGFR的表达。
应用例7
包裹mRNA脂质体转染评价
将A549细胞铺板于96孔板中,细胞数量为1×104个/孔,于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下进行培养。培养24h后,加入理论值为200ng eGFRmRNA-LNP进行转染,添加培养基至100μL。使用Lipo max作为阳性对照。于37℃在95%相对湿度和5%CO2的条件下孵育48h。加入100uL 1X hoechst33342活细胞染液,避光染色10分钟后,用PBS清洗2-3次,加入100μL培养基,在倒置荧光显微镜下观察。eGFR在488nm处可以被激发,Hoechst在346nm处被激发,使用10×倍镜观察。
如图4所示,解释说明例如Blank组中上边的图为经Hoechst染色的细胞核图,中间的图为GFR的荧光强度,下面的图为两者叠加后的图;其他组图含义相同。A549细胞在进行转染48h后,eGFR mRNA表达,可见eGFR的荧光,可以通过荧光强度评估mRNA转染效率。从图中可以显示,实验组中A12和A10效果最好,A8也在一定程度上可以转染mRNA进入细胞内。
应用例8
脂质体组织靶向性评价
带荧光脂质体制备:将合成的树状样脂质化合物(A9、A18)、DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000和亲脂性荧光染料Egg Liss Rhod PE分别溶解在无水乙醇中,备用。将上述溶液按摩尔比50:10:34:5:1混合。在搅拌的情况下,将上述制备好的醇相溶液逐滴加入PBS中,醇相与PBS体积比为1:3,混合后搅拌1分钟。将反应溶液添加至10K MVCO的超滤离心管中,加入PBS,配平。使用高速离心机进行离心,4000g离心25分钟。溶液浓缩后再次加入PBS进行离心,4000g离心25分钟,进行溶液置换,最后得到脂质体溶液。
动物活体成像:购买6-8周Balb/c小鼠,雌雄各半,通过尾静脉注射将带荧光的脂质体注射至小鼠体内,在尾静脉注射后1h、2h、4h和24h进行活体成像,使用深度麻醉后颈椎脱臼处死小鼠,取小鼠脑、心脏、肺、肝脏、脾脏、肾脏及胃肠道进行器官成像,设置激发波长和发射波长为535nm和580nm。通过对器官荧光强度进行统计,评估脂质体的器官靶向性。
如图5a-图5d所示,解释说明例如A9表示含有树状样脂质化合物A9的带荧光脂质体,空白表示使用同等体积PBS进行尾静脉注射的小鼠脏器,其他组别含义相同。如图5a-图5b所示,带荧光的脂质体进入动物体内后,根据器官成像可以看出,A9脂质体主要靶向至肺、肝脏和脾脏中,在2h内主要聚集在肝脏,部分靶向肺和脾脏;随着时间推移,进入肺和脾脏的脂质体逐渐增多,肝脏内的脂质体减少;在24h后仍有较多脂质体在体内分布。如图5c-图5d所示,A18脂质体主要靶向至肝脏和胃肠道,随着时间推移,荧光强度逐渐减弱,24h内基本代谢完毕。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法,但本发明并不局限于上述工艺步骤,即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种树状样脂质化合物,其特征在于,所述树状样脂质化合物选自如下式I~式III所示结构中的任意一种:
R1选自其中R’选自H、C1-C18直链烷基或含1-3个双键的C2-C18直链烯基中的任意一种;
R2选自或-(CH2)x-,其中m、n各自独立地选自0或1-5之间的整数,x选自2-8之间的整数;
R3选自其中p、q各自独立地选自1-7之间的整数;
R4选自其中Ra选自H、取代或未取代的C1-C10酰基、取代或未取代的苯甲酰基;Rb选自羟基或C1-C10烷氧基;
表示基团的连接位点。
2.根据权利要求1所述的树状样脂质化合物,其特征在于,所述C1-C10酰基的取代基、苯甲酰基的取代基各自独立地选自卤素或C1-C10烷氧基;
优选地,所述Ra选自H、乙酰基、丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、叔丁氧酰基、三氟乙酰基、五氟丙酰基、七氟丁酰基、三氯乙酰基、苯甲酰基、4-氟苯甲酰基、2,3,4,5,6-五氟苯甲酰基、4-三氟甲基苯甲酰基、3,4-二氯苯甲酰基或4-三氯甲基苯甲酰基中的任意一种;
优选地,所述Rb选自羟基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基或正丁氧基中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的树状样脂质化合物,其特征在于,所述树状样脂质化合物选自如下式IV-VI所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
R2、R3、R4与权利要求1中所述R2、R3、R4具有相同的范围;
优选地,所述树状样脂质化合物具有如下式VII-IX所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
m、n各自独立地选自0或1-5之间的整数;
R3、R4与权利要求1中所述R3、R4具有相同的范围。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的树状样脂质化合物,其特征在于,所述树状样脂质化合物具有如下式X-式XII所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
q选自1-7之间的整数;
R4与权利要求1中所述R4具有相同的范围;
优选地,所述树状样脂质化合物具有如下式XIII-式XV所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
Ra选自H、乙酰基、丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、叔丁氧酰基、三氟乙酰基、五氟丙酰基、七氟丁酰基、三氯乙酰基、苯甲酰基、4-氟苯甲酰基、2,3,4,5,6-五氟苯甲酰基、4-三氟甲基苯甲酰基、3,4-二氯苯甲酰基或4-三氯甲基苯甲酰基中的任意一种;优选为H、叔丁氧酰基、三氟乙酰基、五氟丙酰基或七氟丁酰基中的任意一种;
优选地,所述树状样脂质化合物选自如下XVI-XVIII所示结构中的任意一种:
其中,R’选自正辛基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十八烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种,优选为正十二烷基、正十三烷基或(9Z,12Z)-正十八碳二烯基中的任意一种;
Rb选自羟基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基或正丁氧基中的任意一种,优选为甲氧基。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的树状样脂质化合物,其特征在于,所述树状样脂质化合物选自如下化合物A1-A21中的任意一种:
/>
/>
/>
/>
/>
6.一种脂质体,其特征在于,所述脂质体包括权利要求1-5中任一项所述的树状样脂质化合物;
优选地,所述脂质体还包括辅脂;
优选地,所述辅脂包括磷脂;
优选地,所述磷脂包括1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-双十一烷酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二-O-十八碳烯基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1-油酰基-2-胆固醇基半琥珀酰基sn-甘油-3-磷酸胆碱、1-十六烷基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-双二十二碳六烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二植烷基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-双二十二碳六烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-rac-(1-甘油)钠盐、二棕榈酰基磷脂酰甘油、棕榈酰基油酰基磷脂酰乙醇胺、二硬脂酰基-磷脂酰-乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷酸乙醇胺、1-硬脂酰基-2-油酰基-硬脂酰乙醇胺、1-硬脂酰基-2-油酰基-磷脂酰胆碱、鞘磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酸、棕榈酰基油酰基磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱或溶血磷脂酰乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述辅脂还包括结构性脂质;
优选地,所述结构性脂质包括胆固醇、粪固醇、谷固醇、麦角固醇、油菜固醇、豆固醇、菜籽固醇、番茄碱、熊果酸或α-生育酚中的任意至少一种或至少两种的组合;
优选地,所述辅脂还包括聚乙二醇化脂质;
优选地,所述聚乙二醇化脂质包括PEG改性的磷脂酰乙醇胺、PEG改性的磷脂酸、PEG改性的神经酰胺或PEG改性的二烷基胺中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述脂质体包括树状样脂质化合物、磷脂、结构性脂质和聚乙二醇化脂质;
优选地,所述脂质体按摩尔百分含量计包括树状样脂质化合物20%-80%、磷脂5%-30%、结构性脂质10%-50%和聚乙二醇化脂质1%-10%。
7.一种脂质复合物,其特征在于,所述脂质复合物包括权利要求6所述的脂质体和活性物质;
优选地,所述活性物质包括小分子化合物、核酸分子或蛋白分子中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述核酸分子包括DNA、mRNA、siRNA、aiRNA、miRNA、dsRNA、aRNA或lncRNA中的任意至少一种或至少两种的组合;
优选地,所述蛋白分子包括酶、抗体、短肽、多肽或重组蛋白中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述脂质复合物的制备方法包括以下步骤:通过混合器,将脂质体和活性物质混合,得到所述脂质复合物。
8.一种脂质纳米颗粒,其特征在于,所述脂质纳米颗粒包括权利要求6所述的脂质体或权利要求7所述的脂质复合物;
优选地,所述脂质纳米颗粒的粒径为40-300nm。
9.一种试剂、试剂盒、制剂或药物组合物,其特征在于,所述试剂、试剂盒、制剂或药物组合物各自独立地包括权利要求1-5中任一项所述的树状样脂质化合物、权利要求6所述的脂质体、权利要求7所述的脂质复合物或权利要求8所述的脂质纳米颗粒中的任意一种或至少两种的组合。
10.一种根据权利要求1-5中任一项所述的树状样脂质化合物、权利要求6所述的脂质体、权利要求7所述的脂质复合物、权利要求8所述的脂质纳米颗粒或权利要求9所述的试剂、试剂盒、制剂或药物组合物在制备具有以下(1)-(4)中任意一种功能的产品中的应用:
(1)包封活性物质;
(2)将包封活性物质递送至细胞、组织或器官;
(3)使递送的活性物质在细胞、组织或器官中发挥活性作用;
(4)预防、诊断或治疗疾病。
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