吡硫醇聚乙二醇前药的合成与表征

广东药学院学报Journal of Guangdong Pharmaceutical College Oct 2009, 25(5)493吡硫醇聚乙二醇前药的合成与表征张围宇,王红,蔡波涛,胡春玲(湖北中医学院药学院湖北武汉430065)摘要:目的合成吡硫醇聚乙二醇前体药物,对目标化合物进行初步体外释放及刺激性试验研究。方法以单甲氧基聚乙二醇40009原料,与丁二酸酐反应后再与N羟基丁二酰亚胺缩合得到活泼酯最后与吡硫醇反应得到目标化合物;用薄层色谱、紫外、红外、核磁共振氢谱对其结构进行表征。结果与结论合成产物的结构表征结果表明单甲氧基聚乙二醇4000成功地连接到了吡硫醇上;初步的体外降解及刺激性试验表明该前药具有一定缓释作用,且能显著减小对注射部位及血管的刺激作用。关键词:吡硫醇;单甲氧基聚乙二醇;前药;结构表征中图分类号:R914文献标识码:A文章编号:1006-8783(200)05-0493-03Synthesis and characterization of pyritinol-PEGZHANG Wei-yu, WANGCAI Bo-tao, HU Chun-ling( School of Pharmacy, Hubei University ofChinese Medicine WuhanAbstract: Objective To synthesize and characterize pyritinol-PEG prodrug, and assess its in witro releaseand imitation. Methods mPEGAK was first reacted with succinic anhydride, and then treated with Nhydroxyl succinic anhydride, finally, reacted with pyritinol to give the target pyritinol-PEG which is theharacterized by TlC, UV, FTiRand'H-NMR. Conclusion The structural characterization of the target compound showed that mPEGAKwas bonded to pyritinol. This prodrug has slow-release profile during in vitro release test, and significantlylow vascular irritationKey words: pyritinol; methoxy polyethyleneglycol; prodrug; synthesis高分子量的聚乙二醇及其单甲氧基聚乙二醇等枝状及注射部位乃至整个上肢皮肤水肿、发硬、痒痛由于其良好的水溶性、生物相容性和无免疫原性,以等不良反应。作者通过采用单甲氧基聚乙二醇的活及无毒等优点,在前体药物的制备中有越来越多的化酯与吡硫醇合成前体药物3叫6,以期改善吡硫醇应用2。吡硫醇临床上主要用于脑震荡综合症、药物半衰期短以及刺激性大的问题。脑外伤后遗症、脑炎及脑炎后遗症等的头胀痛、头晕、失眠、记忆力减退注意力不集中、情绪变化等症1实验部分状的改善,亦用于脑动脉硬化、老年痴呆等。临床主1.1仪器与试剂要用其盐酸盐,因其半衰期短,口服给药需每天3次很不方便;静脉滴注时,药物对血管黏膜有刺激RE52AA旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);作用易发生注射部位血管肿胀,疼痛呈青紫色树78HW1型恒温磁力搅拌器(杭州仪表电机有限公司);SKFG01电热恒温鼓风干燥器(湖北省黄石市医疗器械厂);SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵(郑州长收稿日期:2009-07-01;修回日期:2009-10-1l城科工贸有限公司);UV-1700紫外可见分光光度计作盒领蓄(魏.读联女研亮生.m,(日山中国煤化工(郑州长城仪器hgye6:m:通讯作者:王红(198-),有CNMHG上海精密科学仪女,教授,硕士生导师,主要从事新药研究与开发,器公司); Perkin-Elmer Spectrum20FTR光谱仪Email:wanghonghb502@yahoo.com.cne(美国PE公司);AS60(600MHz)高分辨率核磁共广东药学院学报第25卷振仪;ZF6型三用紫外线分析仪(上海嘉鹏科技有85%,mp56.3-58.2℃。限公司)。1.2.2吡硫醇聚乙二醇前药的合成“参照文药用单甲氧聚乙二醇400(mPEC4K)(南京威献进行合成试验研究。称取干燥的mPEC4K尔化工有限公司);吡硫醇(质量分数:98.5%,水A4.0g(0.1mmoL),用50 mL DMF溶解,0~5℃分:0.17%,批号:080519,上海新云化工有限公司提搅拌20min,依次加入NHs0.23g(0.2mmoL)和供);丁二酸酐、二环己基碳酰亚胺(DCC)、N羟基DCC0.62g(0.3mmoL),0~5℃搅拌10min,依次琥珀酰亚胺(NHS)、对二甲氨基吡啶(DMAP)、薄层加入吡硫醇0.48g(0.13mmoL)和DMAP0.16g层析硅胶GF2s均为化学纯,N,N二甲基甲酰胺(0.13mmoL)。0~5℃反应2h,30~35℃下反应(DMF)、三氯甲烷、二氯甲烷、乙醚、甲醇、吡啶、丙20h,停止反应,反应液过滤,滤液在快速搅拌下加酮均为分析纯。人冷乙醚180mL,搅拌5min后置冰箱中静置301.2方法mn。过滤得浅米黄色固体,将固体用30mL水溶解2.1单甲氧基聚乙二醇4000琥珀酸单酯过滤滤液用二氯甲烷萃取(35mLx3),用1mol/L(mPEC4K-A)的合成参照文献[7-8]进行合成HCl洗涤(10mLx2)后再用水洗(15mL×2)。加试验研究。称取干燥的单甲氧基聚乙二醇4000人适量无水硫酸钠干燥,静置过夜。过滤干燥剂滤(mPEG400)40g(10mmoL),溶于150mL三氯甲液再用0.45μm微孔滤膜过滤滤液浓缩快速搅烷中加入丁二酸酐2.0g(20mmoL)和1.6mL吡拌下加入冷无水乙醚沉淀产物,过滤得浅米黄色粉啶,加热回流反应48h,减压回收溶剂,残余物中加末,40℃真空干燥24h(干燥剂为P2O3),得浅米入饱和 NaHcO3溶液150mL使溶解,过滤,用80黄色粉末(吡硫醇的载药量4.89%),mp56.5mL乙酸乙酯萃取2次,水相冷却至0℃后用2mo59.2℃。L的HC酸化至pH2左右,用二氯甲烷100mL分32结果与讨论次萃取,合并二氯甲烷层,无水Na2SO4干燥过夜。滤去干燥剂,浓缩至粘稠,快速搅拌下加入冷无水乙2.1合成醚300mL,放入冰箱静置,待产品完全析出后过滤,吡硫醇聚乙二醇前药的合成路线如下。抽干,P2O3干燥,称重,得mPEC4KS35g,产率为CHaocH2 CH20+cH CH20+CH,CH,OHCH]OCH CH20-t CH CH20-CH CH2COOHNOHCH3OCH2CH20-tCH2CH2o-CH2CH20CH2CHC-0-NDMAPDCCS-SCH3OCH2CH20-tCH2CH20-CH2CH20-C-CH2CH,C-R2.2表征醇前药,用DMF溶解,分别点样于同一硅胶板上,以221熔点测定用毛细管法对目标化合物与吡丙酮石油醚甲醇(体积比1:1:1)为展开剂展开,硫醇进行熔点测定得目标化合物的熔点为565-取出V凵中国煤化工检视吡硫醇斑点59.2℃,明显低于吡硫醇的215.9~217.7℃,推断与CNMH徉值相差较大目标化合物是不同于吡硫醇的其他物质说明目标化合物是不同于吡硫醇的其他物质。2.2.2薄层色谱鉴別称取吡硫醇、吡硫醇聚乙二2.2.3紫外色谱鉴别分别称取吡硫醇及目标化第5期张围宇,等吡硫醇聚乙二醇前药的合成与表征495合物少量溶于01mLHC中,经适当稀释得3结论定浓度的溶液,分别在200-400mm波长范围内进行紫外扫描。结果:吡硫醇的0.1mol·LHCl本研究合成了吡硫醇聚乙二醇前药,经熔点测溶液在295.20mm有最大吸收,目标化合物的0.1定、薄层色谱紫外图谱红外光谱核磁共振氢谱表mdl·LHCl溶液在29740m有最大吸收。结果征,表明 mPEGAK成功地连接到了吡硫醇上。通过表明:目标化合物具有吡硫醇分子的基本结构最大初步的体外降解及刺激性试验该前药具有一定缓吸收波长发生红移,mPEG已经连接在吡硫醇上。释作用,且能显著减小在注射过程中对注射部位及224红外光谱表征将目标化合物和各步反应血管的刺激作用产物用压片法进行红外扫描,各图谱进行对比得到参考文献:目标化合物中可能的基团352540cm(酚羟基[1] GREENWALD RB, CHOE YH, MCGUIRE J,eal伸缩振动);1735.68cm(酯羰基上羰基伸缩振Efective drug delivery by pegylated drug conjugates[J]动);145532cm1,1349.52cm,1297.18cminRe,2003,55(2):217-250.[2] GREENWALD RB. PEG drugs: an overview[J]. J94967cm(均为聚乙二醇骨架伸缩振动);110825Controll Releas, 2001, 74(2): 159-17cm(醚健不对称伸缩振动);2869.55cm-(吡啶[3] ABUCHOWSKI A, MCCOYRR, PALCZUK N C Effect of环上碳氢伸缩振动)。表明mPEG已经连接在吡硫covalent attachment of polyethylene glycol on immunogenicity醇上and circulating life of bovine liver catalase [J. J Biol2.2.5核磁共振氢谱表征由于mPEG4K的相对Chem,1977,252(11):3582-3586.[4] ABUCHOWSKI A, VAN ES T, PALCZUK N C. Alteration分子质量及氡的个数远超过所载的吡硫醇,所以在of immunological proprties of bovinealbumin by图谱上很难看到吡硫醇的氡信号,无法准确积分氢covalent attachment of polyethylene的个数。各氢的化学位移(8)如下:2.6~2.8Chem,977,252(11):3578-3581(-0-C0-CH2-CH2C0-0-),3.3~3[5]公伟薛春佳冯军,等单甲氧基聚乙二醇修饰L门冬(一0CH3),3.4~3.8(—0CH2),4.2~4.3酰胺酶的研究[J].中国医药工业杂志,2005,38(5)336-339(一CH2-0-C0-)。[6] LEE H, PARK TG. Preparation and characterization of2.3初步体外释放及刺激性试验mono-PEGylated ipidermal growth factor: evalution of in231体外释放试验参照文献[11-12]采用透vitro biologic activity[ J]. Pharm Res, 2002, 19(6): 845析袋与紫外分光光度法,分别在0.1mol·L的HCl0.1mol·L的NaOH、及0.1mol·L'的[]熊成东王亚辉袁明龙等聚乙二醇衍生物的合成研究进展[门.高分子通报,2003,26(1):39-43pH72的磷酸盐缓冲液3种不同的环境中对吡硫醇[8] YUKIO N, KAZUNORI K,MASA0K, et al. poly( ehylene聚乙二醇前药做了体外释放研究。结果:吡硫醇与glycol )and cyclodextrin as novel building units for单甲氧基聚乙二醇4000琥珀酸单酯的物理混合物ssembly and polyrotaxanes[ J]. Polym Pre在酸性、中性、碱性条件下,24h释放率均达90%以997,38(2):529-533上;吡硫醇聚乙二醇前药24h后的降解情况分别为[9]叶海张灿沈文斌等灯盏乙素聚乙二醇前药的合成与表征[J].中国天然药物,20064(4):283-286酸性条件下释放36%、碱性条件下53%、中性条件[1o] GRENWALD RE, PENDRI A, CONOVER C,ea!Dng下26%;前药在不同条件下的释放速率大小为:碱deliver systems: 2, Camptothecin 20-0-poly ethlene性>酸性>中性。glycol)ester transport forms[J].J Med Chem, 1996, 39232刺激性试验参照文献3,通过小鼠抓20):1938-1940挠试验、大鼠舔足试验、大鼠尾静脉刺激性试验对吡[11]常军郑玉斌段久芳,等.含5-氟尿嘧啶的聚乙二醇酯的制备与表征[J]现代化工,2006,26(3):40-42硫醇聚乙二醇前药做初步刺激性考察。小鼠抓挠试[12]孟繁娜,唐星符纯美盐酸吡硫醇无痛型注射液的制验结果:供试组与阳性对照组、阴性对照组比较差异备[J沈阳药科大学学报,2006,23(12):754-756.均有显著性(P<0.01)。大鼠舔足试验结果:供试[13] LOVELL M W. Less-painful emulsion formulations for组与阳性对照组比较差异有显著性(P<0.05),供中国煤化工 hromycin[J.J试组与阴性对照组比较差异有显著性(P<0.01)。(14CNMHG大鼠尾静脉刺激性试验结果:供试组的刺激性与阳with bile salt formulations for a macrolide antibiotic[J]性对照组比较显著减小。int J Pharm,1995,114:65-74