一种生物相容性胆酸螯合剂及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及一种生物相容性胆酸螯合剂及其制备方法与应用。制备方法步骤如下：(1)将N-己基烯丙基胺滴加至盐酸中，制得N-己基烯丙基胺盐酸盐；(2)N-己基烯丙基胺盐酸盐水溶液与烯丙基胺盐酸盐水溶液混合均匀，加入引发剂，聚合反应，制得聚合物前驱体；(3)将甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷溶于去离子水中，加入氧化剂，避光反应，制得二醛交联剂；(4)向聚合物前驱体水溶液中加入二醛交联剂溶液，搅拌混匀，室温静置反应，制得生物相容性胆酸螯合剂。本发明所述的制备方法，交联剂只使用了氧化糖苷得到的生物相容性的二醛交联剂，除此以外，未使用其他有毒交联剂，具有良好的生物相容性，降低了在生物体内应用的风险。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物相容性胆酸螯合剂及其制备方法与应用，属于凝胶合成和医用高分子合成技术领域。 

背景技术

随着人们生活水平的提高，高血脂病日益成为威胁人类健康的主要疾病之一，高血脂类疾病的治疗，也成为了医药学所面临的一大紧迫课题。其中，胆酸螯合剂是一类卓有成效的药物。该类药物的作用机理在于阻断胆酸阴离子在小肠内的重吸收，打破胆酸的肝肠循环，促使血液中低密度脂蛋白-胆固醇在肝细胞内向胆酸的转化，以达到降血脂的目的。 

胆酸螯合剂通常是对化学改性的线性大分子进行化学交联得到的高分子螯合树脂，交联剂通常为环氧氯丙烷等毒性较大的中间体试剂。环氧氯丙烷在毒理学上属于中等毒类，其急性毒性和慢性毒性实验均对生物体表现出巨大伤害，同时，环氧氯丙烷还存在致突变性、致畸性、致癌性等风险。环氧氯丙烷的蒸汽和空气会形成爆炸性混合物，容易导致容器炸裂等安全事故。此外，市售胆酸螯合剂在生物体内难以降解，不利于生物体的排出。因此，改良胆酸螯合剂的生产工艺及其在生物体内的应用安全性显得尤为重要。 

发明内容

本发明的目的旨在针对现有技术的不足，提供一种生物相容性胆酸螯合剂及其制备方法与应用。 

发明概述 

本发明涉及具有上述结构的生物相容性胆酸螯合剂的制备方法。首先，成功制备了N-己基烯丙基胺盐酸盐；以N-己基烯丙基胺盐酸盐和烯丙基胺盐酸盐为单体制备了阳离子两亲共聚物前驱体；氧化糖类衍生物制备了生物相容性二醛交联剂；交联共聚物前驱体制备新型胆酸螯合剂。 

发明详述 

本发明的技术方案如下： 

一种生物相容性胆酸螯合剂，具有如下结构式： 

上述生物相容性胆酸螯合剂的制备方法，步骤如下： 

(1)将无水碳酸钠加入烯丙基胺中，无水碳酸钠与烯丙基胺的摩尔比为(1.2～1.5)：1，搅拌后，在20～60℃、搅拌条件下，滴加溴代己烷，烯丙基胺与溴代己烷的摩尔比为(10～30)：1，在N₂保护下反应5～10h，经过滤、洗涤、萃取、减压蒸馏，制得N-己基烯丙基胺； 

在冰水浴条件下，将制得的N-己基烯丙基胺滴加至盐酸中，反应液经浓缩、重结晶、真空干燥，制得N-己基烯丙基胺盐酸盐； 

(2)将步骤(1)制得的N-己基烯丙基胺盐酸盐配制成N-己基烯丙基胺盐酸盐水溶液，将烯丙基胺盐酸盐配制成烯丙基胺盐酸盐水溶液，将N-己基烯丙基胺盐酸盐水溶液与烯丙基胺盐酸盐水溶液混合均匀，N-己基烯丙基胺盐酸盐和烯丙基胺盐酸盐的摩尔比为1：(1～9)；然后加入引发剂，于60～80℃、N₂氛围条件下聚合10～50h，然后将反应液滴加至过量丙酮中，析出的聚合物经纯化、真空干燥，制得聚合物前驱体； 

(3)将甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷溶于去离子水中，加入氧化剂，避光反应3～10h，保持体系pH为5～6之间；反应后向反应液中加入过量的无水乙醇，经过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，合并滤液，旋蒸，过滤去除沉淀，滤液加入乙醇后再次旋蒸，重复以上操作至没有沉淀析出，浓缩滤液，经真空干燥，制得二醛交联剂； 

(4)将步骤(2)制得的聚合物前驱体溶于水中配制成质量浓度为15～25％的水溶液,调节溶液pH为9～10，制得聚合物前驱体水溶液； 

将步骤(3)制得的二醛交联剂溶于水中配制成质量浓度为15～25％的水溶液，调节溶液pH为9～10，制得二醛交联剂溶液； 

向聚合物前驱体水溶液中加入二醛交联剂溶液，二醛交联剂溶液的加入量为聚合物前驱体水溶液质量的15～40％，搅拌混匀，室温静置反应1～5h，制得水凝胶，浸入稀盐酸中10～30min，氯化钠溶液水洗至中性，经干燥，制得生物 相容性胆酸螯合剂。 

根据本发明优选的，所述步骤(1)中，萃取的溶剂为二氯甲烷；重结晶的溶剂为二氯甲烷与乙醚按体积比1:9的混合溶液。 

根据本发明优选的，所述步骤(1)中，盐酸的质量浓度为38％，N-己基烯丙基胺与盐酸的质量体积比为3.85：1，单位为g/mL。 

根据本发明优选的，所述步骤(1)中，溴代己烷的滴加速度为3～5秒/滴。 

根据本发明优选的，所述步骤(2)中，引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐，用量为单体摩尔百分数的1～3％。 

根据本发明优选的，所述步骤(2)中，纯化为经分子量3KD的透析膜管透析纯化。 

根据本发明优选的，所述步骤(2)中，所述N-己基烯丙基胺盐酸盐水溶液的质量浓度为70％，烯丙基胺盐酸盐水溶液质量浓度为70％。 

根据本发明优选的，所述步骤(3)中，氧化剂为高碘酸钠，氧化剂与甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷的摩尔比为(2.2～2.5):1。 

根据本发明优选的，所述步骤(3)中，保持体系pH为5～6采用1mol/L的碳酸氢钠溶液进行调节。目的是中和反应过程中生成的甲酸。 

根据本发明优选的，所述步骤(4)中，稀盐酸的浓度为0.01～0.5mol/L，氯化钠溶液的浓度为2～5mol/L。 

根据本发明优选的，所述步骤(4)中，调节溶液pH为9～10的pH调节剂为氢氧化钠。 

上述生物相容性胆酸螯合剂在制备降血脂药物中的应用。 

上述操作步骤如无特殊说明，均可采用本领域常规技术，本领域技术人员可以根据需要自行选择。 

有益效果 

1、本发明所述的制备方法，交联剂只使用了氧化糖苷得到的生物相容性的二醛交联剂，除此以外，未使用其他有毒交联剂，具有良好的生物相容性，降低了在生物体内应用的风险； 

2、本发明制备胆酸螯合剂的聚合物前驱体和交联剂均有良好的水溶性，因而该类胆酸螯合剂表现出良好的亲水溶胀和速溶胀能力，能够在短时间内达到吸附平衡。 

3、本发明制备胆酸螯合剂可以通过调整交联剂的投料比，得到兼顾稳定性和生物相容性的胆酸螯合剂，同时制备的胆酸螯合剂具有生物可降解性能，在生物体内可以缓慢降解成生物相容性物质，易于排出体外。其降解生成的阳离子共聚合物，对胆酸阴离子也具有良好的螯合效果。 

4、本发明的制备过程仅涉及少量的常规化学溶剂，生产工艺简单，要求的反应条件温和，能耗低，原料烯丙基胺可回收利用，绿色环保，具有巨大的药用价值。 

附图说明

图1是实施例1中制备的两亲共聚物、二醛交联剂和胆酸螯合剂的红外光谱图。 

图2是实施例1、2、3中制备的凝胶在缓冲溶液中的吸水曲线。 

图3是实施例1、2、3中制备的螯合剂在缓冲溶液配制的SDC溶液中对SDC的吸附曲线。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。 

实施例1 

生物相容性胆酸螯合剂的制备方法，其步骤如下： 

(1)将21.2g无水碳酸钠加入114g烯丙基胺中，搅拌分散均匀；缓慢滴加31g溴代己烷，1h滴加完毕，N₂保护下反应8h。抽滤，保留滤液，减压条件下回收多余的烯丙基胺，向剩余的反应液中加入50mL二氯甲烷，用1mol/L的氢氧化钠溶液洗三次，保留有机相，干燥，减压蒸馏得到纯净的N-己基烯丙基胺； 

在冰水浴中，将N-己基烯丙基胺缓慢滴加到38％的浓盐酸中，滴加完毕后室温搅拌2h。反应液旋蒸得到白色固体，用二氯甲烷/无水乙醚重结晶，真空干燥得到N-己基烯丙基胺盐酸盐。 

(2)将步骤(1)制得的N-己基烯丙基胺盐酸盐配制成质量分数为70％的水溶液，再与质量分数为70％的烯丙基胺盐酸盐水溶液混合均匀，N-己基烯丙基胺盐酸盐和烯丙基胺盐酸盐的摩尔比为1：9(未在发明内容中的数据范围内)；混合溶液加入到装有球形冷凝器(连接液体石蜡封管)、N₂导管、橡胶塞的100mL三口烧瓶中，通N₂30min除氧后加入引发剂，55℃N₂氛围中聚合50h，滴加至污水丙酮中，析出的聚合物经分子量3KD的透析膜管透析纯化、真空干燥，制得聚合物前驱体,分子量为25500，单体转化率为87.50％； 

(3)将3.88g甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷溶于100mL水中，5min内分批加入共计8.56g高碘酸钠，避光反应3h，反应过程中用1mol/L的碳酸氢钠溶液缓慢中和生成的甲酸，调控溶液pH在5～6之间； 

反应后，向反应液中加入过量的无水乙醇，有大量白色固体析出，抽滤分离，滤饼用无水乙醇洗涤，合并滤液，旋蒸析出白色固体后，过滤并向滤液中继续加 入无水乙醇，重复以上操作直到没有白色沉淀析出，浓缩滤液，经真空干燥，制得二醛交联剂； 

(4)将步骤(2)制得的聚合物前驱体溶于水中配制成质量浓度为20％的水溶液,调节溶液pH为9，制得聚合物前驱体水溶液； 

将步骤(3)制得的交联剂溶于水中配制成质量浓度为20％的水溶液，调节溶液pH为9，制得交联剂溶液； 

向聚合物前驱体水溶液中加入二醛交联剂溶液，二醛交联剂溶液的加入量为聚合物前驱体水溶液质量的30％，搅拌混匀，室温静置反应2h，制得水凝胶，将制得的水凝胶浸入0.05mol/L的稀盐酸中30min，然后转移到2mol/L的氯化钠溶液中，搅拌浸泡至中性。抽滤分离凝胶，50℃下在送风干燥箱中干燥至恒重，制得生物相容性胆酸螯合剂。 

经检测，所得生物相容性胆酸螯合剂的结构如下式所示： 

生物相容性胆酸螯合剂平衡吸水率测试方法如下： 

取制备的生物相容性胆酸螯合剂，准确称重，质量计为m₀，然后将生物相容性胆酸螯合剂放入37℃的缓冲溶液中溶胀。隔一段时间取出，置于纱布上悬空，用吸水纸小心擦干表面的水分，小心准确称量，计为m₂；将生物相容性胆酸螯合剂置于缓冲溶液中继续溶胀，取出，擦干，称重，直到重量基本不再发生变化，认为达到溶胀平衡，计为m_n,则平衡溶胀率(g/g)为：(m_n-m₀)/m₀

SDC(脱氧胆酸钠)平衡吸附量的测定方法如下： 

用紫外分光光度计绘制SDC在缓冲溶液(pH＝7.20的三羟甲基胺基甲烷-盐酸缓冲溶液)中的紫外关谱，建立不同浓度SDC溶液的工作曲线。将制备的生物相容性胆酸螯合剂研磨均匀，平行称取若干份，质量计为m。分别置于缓冲溶液配置的10mmol/L的SDC溶液，体积计为V，浓度计为C₀，37℃下搅拌吸附。每 隔一段时间取一份溶液，离心，用紫外分光光度计测定上清液SDC的浓度，清液浓度基本不再发生变化，即达吸附平衡，计为C_n，则平衡吸附量(mmol/g)为：V×(C₀-C_n)/m。 

经检测，制得的生物相容性胆酸螯合剂在缓冲溶液中的平衡吸水率为22g/g；在缓冲溶液配制的10mmol/L的SDC溶液中所得生物相容性胆酸螯合剂的平衡吸附量为1.750mmol/g。 

实施例2 

如实施例1所述的生物相容性胆酸螯合剂的制备方法，不同之处在于，N-己基烯丙基胺盐酸盐和烯丙基胺盐酸盐的摩尔比为1：4,所得共聚物分子量为25300，单体转化率为70.97％。 

经检测，制得的生物相容性胆酸螯合剂在缓冲溶液中的平衡吸水率为18.10g/g；在缓冲溶液配制的10mmol/L的SDC溶液中所得生物相容性胆酸螯合剂的平衡吸附量为1.485mmol/g。 

实施例3 

如实施例1所述的生物相容性胆酸螯合剂的制备方法，不同之处在于，N-己基烯丙基胺盐酸盐和烯丙基胺盐酸盐的摩尔比为1：2.33,所得共聚物分子量为17700，单体转化率为66.82％。 

经检测，制得的生物相容性胆酸螯合剂在缓冲溶液中的平衡吸水率为15.28g/g；在缓冲溶液配制的10mmol/L的SDC溶液中所得生物相容性胆酸螯合剂的平衡吸附量为1.215mmol/g。