一种制备HPMA-地塞米松聚合物的方法

摘要

本发明是化学合成一种高分子材料：HPMA。化学名称为：｛聚[N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺-共-N-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺]｝聚合物，以及将材料与药物地塞米松结合的方法。工艺以1-氨基-2-丙醇、双甘肽和甲基丙烯酰氯为起始原料，通过取代、聚合、缩合等步骤合成出HPMA-DEX聚合物，以用于改善地塞米松的作用环境，减少其副作用而达到最佳疗效。

说明书

【技术领域】

本发明涉及载体材料HPMA聚合物以及该化合物中间体的生产方法，具体地讲涉及一种 制备HPMA-地塞米松聚合物的方法。

【背景技术】

地塞米松，肾上腺皮质激素类药，英文名：dexamethasone，异名：德沙美松等，CAS号： 50-02-2，分子式：C₂₂H₂₉FO₅，分子量：392.5。药理作用主要是抗炎、抗毒、抗过敏、抗风 湿，临床使用较广泛。极易自消化道吸收，其血浆T1/2为190分钟，组织T1/2为3日。由 于地塞米松其强大的抗炎、抗风湿作用而成为治疗RA的经典药物，但因临床不良反应较多， 如肝肾损害、心血管并发症、免疫系统影响、停药反应等制约了它的使用。

HPMA多聚物作为药物载体，从材料上看具有生物相容性好、无毒性、非免疫原性、pH 选择性降解及可根据使用对地塞米松的结构进行修饰。DEX为主体药物，使之结合一种生物 相容性强的高分子材料--HPMA对其进行结构优化，使其成为一种治疗RA的静脉给药新药， 达到针对炎症部位释放、增强缓释效果，起到减毒增效作用。如专利号为US2009311182A1 和申请号为200910127976.4、名称为“一种可携带糖皮质激素作为炎症靶向药物新制剂的合 成方法”中也公开了将HPMA与泼尼松龙合成共聚物，应用于炎症组织则中。

【发明内容】

为克服上述缺陷，本发明提供了一种由｛聚[N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺-共-N-（3-氨 基丙基）甲基丙烯酰胺]｝与地塞米松聚合物的制备方法，制得的HPMA-DEX聚合物关节腔 中靶向富集，降低全身毒副作用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种制备HPMA-DEX聚合物的方法，包括以下步骤：

1）生产N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺（HPMA）：取1-氨基-2-丙醇溶解于溶剂中并于室 温下搅拌5～15min，将甲基丙烯酰氯缓慢滴入到1-氨基-2-丙醇溶液中，室温搅拌30～90min 后于-20～-40℃下静置10～14h，至白色结晶析出，过滤结晶用丙酮洗涤，减压干燥后以丙酮 重结晶得HPMA；

通过1-氨基-2-丙醇与甲基丙烯酰氯的取代反应合成中间体1：N-（2-羟丙基）甲基丙烯 酰胺，即

溶剂为乙腈、甲醇、乙醇、二氯甲烷、丙酮，二甲基甲酰胺，其中在常温下即可反应， 条件及操作要求较低的乙腈为优选。

结晶温度在35～50℃之间时结晶效果较好。重结晶选用了溶解性随温度变化较大而且溶 解性较好的丙酮。

2）合成NAGGONP：将甲基丙烯酰氯的碱溶液滴入到双甘肽的金属氢氧化物溶液中，于 0℃下搅拌20～40min，再于室温下搅拌1～2h，调溶液至中性后缓慢搅拌至白色固体析出， 洗涤过得固体，减压干燥，用乙醇溶液重结晶得到NAGGONP；

由于原料溶解性较差，故而选择了在水溶液中反应，而且在水溶液中利于金属氢氧化物 的溶解。而碱性氢氧化物作为反应催化剂是反应效果最佳。

重结晶时也选用了极性较大的乙醇与水的混合溶剂，乙醇浓度为40～60%，50%较优。

3）生产HPMA-NAGGONP：

将引发剂2,2-偶氮二异丁氰与步骤1）得到的HPMA单体溶解于丙酮中；

将步骤2）得到的单体NAGGONP溶解于DMSO中；

将上述两溶液混合，并向溶液中通入N₂25～35min，密封体系，于60℃水浴下加热搅拌 16～20h，静置，待沉淀析出后，用丙酮洗涤滤得固体，减压干燥，用二氯甲烷和甲醇的混合 溶液溶解后，加入丙酮再结晶得HPMA-NAGGONP；

其中，2,2-偶氮二异丁氰：HPMA：丙酮的摩尔比为1：16～20：16～20。

NAGGONP：DMSO的摩尔比为1：1～3。原料溶解性良好，利于反应的发生。反应条 件通入惰性气体N₂要求隔绝空气，以防原料易被氧化。

聚合物不易直接低温析出，故而需加入其他试剂进行再结晶，通过筛选聚合物用丙酮再 结晶效果最佳。

4）合成HPMA多聚物载体：

将步骤3）得到的HPMA-NAGGONP溶于乙醇得HPMA-NAGGONP的醇溶液，0℃下 搅拌加入EDCI和HoBt的乙醇溶液，反应1～3h后加入水合肼的乙醇液，室温下搅拌4～6h 至固体析出时，缓慢滴加结晶试剂，过滤固体，用正己烷和乙醇混合液进行洗涤，得 HPMA-NAGGONP-NHNH₂；

结晶试剂选用直链烷烃效果较好，正己烷为优选。

其中正己烷：乙醇摩尔质量比为1：1。

5）合成产品HPMA-NAGGONP-DEX：

将DEX和步骤4）中得到的HPMA-NAGGONP-NHNH₂溶解于甲醇中，在有机酸存在的 条件下通入N₂并密封反应器，于室温下搅拌约46～50h，蒸干溶剂得淡黄色固体，过LH-20 葡聚糖凝胶纯化，得2种结构的HPMA-DEX聚合物。

结构式1          结构式2

有机酸为三氟乙酸、酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、苯甲酸，水杨酸，其中，三氟乙 酸较优。

本发明制备的｛聚[N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺-共-N-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺]｝ 与其他肾上腺糖皮质激素作为炎症靶向制剂的新型制剂的靶向合成方法。

本发明以1-氨基-2-丙醇、双甘肽和甲基丙烯酰氯为起始原料，通过取代、聚合、缩合等 步骤，先合成高分子材料：HPMA-NAGGONP，化学名称为：｛聚[N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰 胺-共-N-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺]｝，以及将材料与药物地塞米松结合，合成出HPMA- NAGGONP-DEX聚合物，其化学名为：N-（2-（2-（2-（（8S，9R，10S，11S，13S，14S，16R， 17R）-9-氟-11，17-二羟基-17-（2-羟基乙酰基）-10,13,16-三甲基-7,8,11,12,13,15,16,17-八氢-6H- 环戊二烯并[a]菲-3（9H，10H，14H）-亚基）肼基）-2-氧代乙基氨基）-2-氧代乙基）甲基丙 烯酰胺），以用于改善地塞米松的作用环境，减少其副作用而达到其靶向治疗效果。

本品是由｛聚[N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺-共-N-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺]｝与地 塞米松的3位碳和20位碳缩合为亚胺的反应。本材料可以直接进行关节鞘内注射，快速准 确的到达病变部位而直接发挥疗效，可用于急性关节炎的症状控制。本材料属于缓控试剂， 材料分子量约为3.4万道尔顿，PDI为1.34，此大分子物质到达病变部位后可直接吸附于病灶 上缓慢释放药物而变向延长药物作用时间及增加药物半衰期，减少给药次数及给药间隔时间。 而且全身血液药物浓度低，不易透过过血脑屏障，减轻其对丘脑-垂体-肾上腺轴的抑制。材料 在释放药物后立即失效而迅速生物降解，排出体外，不会滞留体内影响代谢。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、具有pH选择性，在pH=5.0（关节液）、37℃时达到最大释放量，而在人体血液、体 液（pH为6.9-7.5）中释放量大幅降低，因此经静脉给药后能在关节腔中靶向富集，降低全身 毒副作用；

2、能在炎症部位选择性聚集，起到增透和滞留的效应；

3、HPMA的构型能与DEX分子特异性结合，形成稳定的聚合物为一种人工合成的水溶 性高分子材料；

4、作为药物载体，从材料上看具有生物相容性好、无毒性、非免疫原性；

5、端点骨密度和组织学分级的体内评价都表明，新合成的HPMA有强烈和持久的抗炎 和联合保护作用。即时发明提供了一种HPMA共轭与一个明确的结构已被证明是一种有效的 关节炎治疗。

【具体实施方式】

实施例1制备HPMA

取1-氨基-2-丙醇16ml（0.2mol）溶解于20ml的乙腈，室温（20-25℃）搅拌10min，将甲基 丙烯酰氯缓慢滴入到乙腈溶液中，室温搅拌1h。将反应溶液保持在-35℃中12h，直至白色结 晶完全析出。过滤，结晶以冷丙酮洗涤。减压干燥，用少量丙酮重结晶。收率：63%。MS(ESI) m/z144(M+1).1H NMR(400MHz,CDCl₃):δ1.20and1.22(d,J=6.4Hz,3H),1.97(s,3H), 3.18-3.21(m,1H),3.48-3.51(m,1H),3.95-3.96(m,1H),5.36(s,1H),5.74(s,1H)。

实施例2合成NAGGONP

取10ml、0.5M NaOH(50.7mmol)的水溶液溶解5g双甘肽(38mmol)，然后置于0℃中搅 拌30min。再将甲基丙烯酰氯3.8m（38mmol）与10ml、5M NaOH(50.7mmol)混合液缓慢滴 入到双甘肽溶液中并保持0℃中搅拌30min。完成后，将溶液取出，至于室温下搅拌2h，滴 加HCl至溶液呈中性，缓慢搅拌至白色固体析出，收集固体过滤，以冷水洗涤，减压干燥， 用少量50%的乙醇溶液重结晶。收率：30%。1H NMR:(400MHz,DMSO-d6)δppm:1.876(s, 3H),3.766(d,4H),5.561(d,2H),8.132(t,1H),8.190(t,1H),12.594(s,1H).Mp=175-205℃。

实施例3制备HPMA聚合物-NAGGONP结合物

以2,2-偶氮二异丁氰（AIBN）为引发剂，HPMA单体2.24g（15.6mmol）、AIBN0.09g （0.55mmol）溶解于20ml丙酮中，单体0.2gNAGGONP（0.6mmol）溶解于2mlDMSO中， 然后将两溶液混合互溶后向溶液中通入N₂30min，将体系密封，于60℃水浴下加热搅拌18h。 静置，待沉淀析出完全后过滤，固体以冷丙酮洗涤，减压干燥，二氯甲烷：甲醇=9:1溶解， 加入冷丙酮再结晶。收率：60%。

实施例4合成HPMA多聚物载体

将0.4gHPMA-NAGGONP（约2mmol）溶解于10ml乙醇中，0℃下搅拌加入EDCI（0.4g 2.09mmol）和HoBt（0.282g2.09mmol）的乙醇溶液，反应2h后加入水合肼0.2ml的乙醇液， 反应液至于室温下搅拌，约5h时，溶液由固体析出时，缓慢滴加15ml的正己烷。固体析出 后，过滤，用正己烷：乙醇=1:1洗涤。收率：55%.1H NMR(d6-DMSO)δ(ppm):8.94(s,1H),8.15 (t,J=5.9Hz,1H),8.07(t,J=5.9Hz,1H),5.74(s,1H),5.38,(s,1H),4.20(s,2H),3.76(d,J=5.9Hz, 2H),3.67(d,J=5.9Hz,2H),1.88(s,3H);13C NMR(d6-DMSO)δ(ppm):169.5,168.3,167.9, 139.6,120.0,42.7,41.1,18.8。

实施例5合成HPMA-DEX

取HPMA聚合物载体0.1g（0.5mmol）和DEX0.195g（0.5mmol）溶解于6ml甲醇中， 另加入0.3ml三氟乙酸后，通入N2并密封反应器，于室温下搅拌约48h。蒸干溶剂得淡黄色 固体，过LH-20葡聚糖凝胶（二氯甲烷：乙醇=8:1）纯化。收率：30%。1HNMR(d6-DMSO) δ(ppm):10.84(s,0.5H),10.49(s,0.5H),8.19(t,J=6.3Hz,1H),8.10(t,J=6.3Hz,0.5H),7.88(t, J=6.3Hz,0.5H),6.78(s,0.5H),6.68(s,0.5H),6.45(dd,J1=15.6Hz,J2=10.2Hz,1H),6.24(dd, J1=24.9Hz,J2=10.2Hz,1H),5.73(s,1H),5.37(s,1H),5.12(br,1H),4.92(s,1H),4.66(br,1H), 4.48(dd,J1=19.0Hz,J2=5.4Hz,1H),4.09(m,3H),3.86(m,1H),3.77(m,2H),2.93(m,1H),2.61 (m,1H),2.19(m,4H),1.87(s,3H),1.72(m,1H),1.60(q,1H,10.6Hz),1.41(s,3H),1.20(m,3H), 0.84(s,3H),0.77(d,3H,J=6.8Hz)。

本发明通过下列实施例进一步更加详细加以说明，但不限于上述实施例。