Page 28 - 《精细化工》2021年第11期
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·2174·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

                                                                              +
            3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵在浓碱溶液中可生成 2,                        的氨基变为—NH 3 ，在此情况下，两种多糖不存在
            3-环氧丙基三甲基氯化铵，通过调节反应体系的 pH                          静电吸引作用，混合物以溶液的形式存在；当 pH
                                                                                        –
            可实现果胶的醚化改性            [15] 。α-氯代脂肪酸可以在             逐渐变大，羧基变为—COO ，逐渐出现静电引力。
                                                                                       +
            NaOH/ 乙醇体 系中与果 胶发生醚 化反应，                           溶液 pH 继续增加时，—NH 3 失去质子还原为—NH 2 ，
            MUTHUKUMARAN 等        [30] 获得了羧甲基取代度为              两分子间的静电作用降低。因此，通过调节体系的
            0.496 的改性果胶。ANDRADE 等           [24] 结合环氧烷和        pH 可以制备具有 pH 响应性和自修复性能的果胶-氨
            氯乙酸的优势，选取表氯醇为交联剂，获得了低水                             基大分子复合载体材料          [35] 。
            溶性的果胶。缩醛类化合物是一类特殊的醚，由醛                             1.2.2   酰胺化反应
            和醇缩合而成。果胶分子半乳糖醛酸单元中的邻羟                                 果胶酰胺化改性主要是氨基与羧基（甲酯化羧
            基可与醛形成稳定的乙缩醛结构（五元环醚）。戊二                            基）之间的反应。早期对果胶的乙酰化改性主要是
            醛因其较低的细胞毒性而用于果胶的缩醛化改性，                             在甲醇、乙醇以及异丙醇等醇溶液中进行                   [4,36] ，但该
            通过该反应交联得到的果胶载体具有超低的溶胀                              反应中不可避免地会生成羧酸铵盐。EDC/NHS、
            性，从而表现出优异的药物缓释性能                  [31-32] 。        DCC/NHS 以及 DMAP/DCC 等催化体系可用于果胶
            1.1.4   接枝反应                                       的酰胺化改性      [37] 。与酯化反应类似，EDC/NHS 和
                 果胶相对分子质量的大小是影响药物包封和缓                          DCC/NHS 更适合于果胶的酰胺化改性。相较于果
            释性能的重要因素         [13] 。在过硫酸铵和二苯基乙酮等                胶，N-烷基酰胺化果胶分子含有更多的烷基或芳基
            引发剂存在的条件下，丙烯酰胺和丙烯酸酯类烯烃                             等憎水性基团，有利于降低果胶药物材料与释放介
            单体可接枝到果胶分子链上，提高果胶的相对分子                             质之间的亲和力，从而延缓药物的释放                  [36] 。
            质量，从而提高其对药物的包封能力；通过添加 N,N-                         1.3   羟基和羧基的非共价反应
            亚甲基双丙烯酰胺（MBA）等交联剂可进一步提高                                除上述反应外，氢键和配位反应亦可实现果胶
            果胶基药物载体的力学性能，从而有利于抵抗消化                             理化性质的改变。LM 果胶分子链中的“平滑”区
            道蠕动所带来的压力。但是，当所选单体具有良好                             同多价金属离子形成凝胶网络结构：当凝胶体系的
            的水溶性时，所得材料的亲水性亦明显提高。                               pH 小于 Gal A 的 pK a 值时，未解离的羧基起到主要
            BABALADIMATH 等      [33] 在微波辐照下获得了 MBA             作用，并形成更多的氢键，所得凝胶具有较高的力
            交联的果胶-聚(丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)，随着                       学强度和剪切不可逆性；当凝胶体系的 pH 大于 Gal
            2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸接枝率的增加，该材料                          A 的 pK a 值时，解离羧基和羟基更有利于形成“蛋
            的溶胀率先增大后降低，进一步说明了果胶分子的                             箱”模型，所得凝胶具有较好的延展性和剪切可逆
                                                                 [3]
                                                               性 。另外，LM 果胶中羧基的取代形式（甲酯基和
            亲水性。
            1.1.5   选择性氧化                                      酰胺基）和数量对凝胶的结构影响明显；酰胺基含
                 邻羟基选择性氧化是多糖改性的常用方法之                           量（如甜菜果胶中）的增加有利于氢键的形成，进
            一，半乳糖醛酸单元中的邻羟基可被高碘酸（盐）                             而有利于三维网络的形成，从而提高果胶载体对药
            选择性氧化为醛基。对果胶而言，反应溶剂为乙醇-                            物的负载量     [16-17] 。
            水体系时，所得产物的氧化度更高                 [26] 。相对而言，        2   果胶基前药
            醛基的反应活性远高于羟基，拓宽了果胶的应用基
            础研究。壳聚糖和丝素蛋白等含氨基的生物大分子                                 前药能够有效地增加药物的生物利用度，加强
            能够通过希夫碱反应与氧化果胶形成具有自修复性                             靶向性，降低药物的毒性和副作用。果胶对结肠中
            能的药物载体       [34] 。但是，利用该法所得果胶分子中                  的酶/菌群具有特异响应性，因此，果胶适用于口服
            羟基含量明显降低，从而降低了分子形成氢键的能                             结肠靶向前药的载体。VAIDYA 等             [38] 在 DCC/NHS
            力，提高了其亲水性，不宜直接用于果胶基药物载                             存在的条件下制备了果胶-甲硝唑前药，并利用溶剂
            体的制备，尤其是口服类药物递送载体。                                 蒸发法获得了果胶-甲硝哒唑前药微球。所得药物递
            1.2   羧基的反应                                        送系统表现出高的包封率（94.52%±2.25%），且该
                                                                                                         [1]
            1.2.1   静电作用                                       递送系统在酸性条件下保持稳定。MISHRA 等 在
                 当果胶溶液的 pH 不同时，果胶分子中的羧基                        N,N′-羰基二咪唑（N,N'-Carbonyldiimidazole, CDI）
                                           –
                      +
            以—COOH 2 、—COOH、和—COO 等形式存在。通                      存在的条件下，以马来酸酐为交联剂制备了果胶-
            过调节溶液的 pH，可以实现果胶与含氨基大分子的                           吡罗昔康轭合物，所得前药的包封率为 66.7%±
            复合  [11] 。当溶液的 pH 低于半乳糖醛酸的 pK a 时，                 2.12%。通过对比发现，两种前药的包封率存在较大
                           +
            羧基以—COOH 2 或—COOH 形式存在，氨基大分子                       的差异，可能是由于甲硝唑和吡罗昔康在反应体系
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