Page 221 - 精细化工2019年第8期
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第 8 期                            刘   佳，等:  氨基叠氮聚乙二醇的制备                                  ·1709·


            域中的广泛应用，归功于其具有无毒、无免疫原性、                            择性地合成氨基叠氮聚乙二醇（NH 2 -PEG 1500 -N 3 ）。
            生物相容性良好等优点，能够与多种药物通过共价                             两相反应过程中三苯基膦为还原剂，先将同处于有
            键甚至非共价键的方式组合。目前，PEG 修饰药物                           机相中的 N 3 -PEG 1500 -N 3 还原，当其一端叠氮基还原
            的合成己有诸多文献与专利报道               [4-7] ，聚乙二醇及其         水解成 氨 基后（ 氨 基叠氮 聚 乙二醇，
            衍生物能大大提高药物水溶性，并增加药物在体内                             NH 2 -PEG 1500 -N 3 ），反应体系的强酸环境将其转移至
            的稳定性，延长药物半衰期             [8-9] 。PEG 修饰的药用分         水相，终止另一端叠氮基团与三苯基膦的进一步反
            子也是美国食品药物管理局（FDA）极少数批准的                            应（还原过程如图 1 所示），从而实现同一分子中双
            可被用于体内注射的药用聚合物。                                    叠氮基团的单端选择性还原。考察了该步反应的有
                 由于 PEG 链末端的羟基活性很小，直接应用受                       机相组成，即混合溶剂种类及其体积比，来解决相
            到限制，故可将 PEG 末端羟基转变为活性更高的基                          对分子质量较高的聚乙二醇溶解性差所造成的反应
            团，如氨基、羧基等         [10] 。为了增加纳米粒子在生物体               转化率低的问题。并考察了水相酸浓度、反应温度、
            内的长循环属性，常规修饰 PEG 会采用一端羟基被                          时间等因素对反应过程的影响。对具有较高相对分
                                                       [11]
            甲基封闭的方法合成单甲氧基聚乙二醇（mPEG） 。                          子质量聚乙二醇衍生物的合成提供了一种新的思路。

            随着生物技术的发展，mPEG 的应用范围受限，异
            端基聚乙二醇（两端为不同活性基团）开始在 PEG
            修饰中得到广泛应用          [12] 。这类 PEG 衍生物的通式为
            X-PEG-Y，X 和 Y 可分别连接两个不同特性的实
            体，是构建高级生物医药的关键材料                  [13-15] 。Nicolas
            等人  [16] 报道了由双羟基聚乙二醇合成异端基聚乙二
            醇的方法，通过物料比的优化，将两端羟基非选择

            性地引入羧基，得到单羧基产物、双羧基产物及未反
                                                                        图 1    单端选择性还原过程示意图
            应原料混合物，再通过离子交换色谱 DEAE Sephadex                             Fig. 1    Single end selective reduction
            进行分离，这种分离方法的收率往往只有 30%~
            40% [17-19] 。近年也有文献报道      [20-21] ，以相对分子质         1    实验部分
            量较小的聚乙二醇和叠氮化钠为原料，制备两端叠
                                                               1.1    试剂与仪器
            氮基聚乙二醇，再经 Stuadinger 反应，单一有机相，
                                                                   对甲苯磺酰氯（TsCl），AR，北京伊诺凯科技
            得到相对分子质量较小的异端基聚乙二醇，反应收
                                                               公司；1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDCI)、
            率在 60%~75%。本课题组曾利用该法合成相对分子
                                                               N-羟基丁二酰亚胺（NHS）、叠氮化钠（NaN 3 ），AR，
            质量为 600、1000、1500 的异端基聚乙二醇，使用                      上海萨恩化学公司；正己烷、二氯甲烷（DCM）、
            乙酸乙酯为溶剂时，合成异端基聚乙二醇 600 的收                          甲醇（MeOH）、无水乙醇、石油醚（PE）、乙酸乙
            率达 72%，但聚乙二醇相对分子质量超过 1000 时，                       酯（EtOAc）、Na 2 SO 4 （无水），NaHCO 3 ，AR，辽
            收率在 26%~31%、选择性 41%~55%。结果表明，                      宁泉瑞试剂公司；4-二甲氨基吡啶（DMAP）、戊二
            该法只针对相对分子质量较小的聚乙二醇有效，考                             酸酐、甲酸铵、甲酸、乙腈（MeCN）、聚乙二醇 1500
            虑聚乙二醇的溶解性会随其相对分子质量的增加而                             （PEG 1500 ）、甲苯、盐酸（HCl）、三苯基膦（PPh 3 ）、
            变小，导致该法在合成较高相对分子质量的聚乙二                             三乙胺（TEA）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF），AR，
            醇衍生物时，具有转化不完全，产物不易分离，后                             上海阿拉丁生物科技公司；硅胶，200~300 目，青
            处理复杂等问题。                                           岛海洋化工公司；二硬脂酰磷脂酰乙醇胺（DSPE），
                 为解决传统色谱手段无法对异端基聚乙二醇分                          AR，上海艾伟拓医药科技科技公司。
            离定量的问题，建立一套高分辨率质谱（HRMS）                                C-MAG HS 10 数显智能控温磁力搅拌器，德国
            评价方法，并以此评价不同反应条件下各组分的含                             IKA 公司；AVance 500 超导核磁共振波谱仪，德国
            量，来准确判断最佳反应条件。同时，针对相对分                             Bruker 公司；LCT  Premier  XE 质谱仪，美国 Waters
            子质量较高的聚乙二醇单端选择性修饰的低效能、                             公司；FTIR- 8400S 傅里叶变换红外光谱仪，日本岛
            低纯度等问题，选用聚乙二醇 1500 为起始原料，经                         津公司。
            过两步非选择性的端基衍生化反应，得到双叠氮基                             1.2    方法
            聚乙二醇（N 3 -PEG 1500 -N 3 ）。以此为关键反应原料，               1.2.1    双（对甲基苯磺酰氧基）聚乙二醇酯（中间
            利用其在不同溶剂中的溶解性不同，设计一种两相                                   体Ⅰ）的合成
            还原系统（混合溶剂为有机相，盐酸为水相），高选                                合成路线如下：
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