大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇单甲醚2000的制备及其性能研究

2015年5月中国粮油学报，Vol. 30,No.5第30卷第5期Journal of the Chinese Cereals and Oils AssociationMay 2015大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇单甲醚2000的制备及其性能研究陈龙卫延安(南京理工大学化工学院,南京210094)摘要以聚乙二醇单甲醚2000为原料,先将其氧化为聚乙二醇单甲醚2000羧基衍生物,再制备成高活性的聚乙二醇单甲醚2000酰氯,与磷脂反应制备了大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇单甲醚2000( MPEC2000 -SPE)。产物结构经' HMR和IR进行了表征。质量比为m(大豆粉末磷脂):m(羧基化聚乙二醇单甲醚) =3:1,产物收率为85.29% ;通过TEM观察了产物在水中形成胶束的大小,通过荧光探针技术研究了产物的临界胶束浓度用以表征产物的热力学稳定性,通过乳化力来表征产物的动力学稳定性,试验表明,产物在水溶液中.形成的胶束粒径为30~80 nm,临界胶束浓度为2x10 -6 mol/L,形成胶束的热力学稳定性优于小分子胶束,产物的动力学稳定性优于大豆粉末磷脂。关键词羧基化聚乙二醇单甲醚 大豆粉末磷脂 大 豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇单甲醚2000临界胶束浓度中图分类号:TQ645.9文献标识码:A文章编号:1003 -0174(2015)05 -0111 -05聚乙二醇单甲醚-(二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺)其通常采用柱层析或者全合成方法制备{9-10],反应衍生物( MPEG - DSPE) 是两亲性聚合物,它在水中步骤较多,反应困难,产率较低,因此较高纯度的.可形成聚合物胶束,这种胶束是一种核-壳结构,尺DSPE的价格非常昂贵，因此寻找能替代DSPE的物寸100 nm左右。其通常是用于包覆疏水性药物，以质具有重要意义。增加疏水性药物在人体血液中的溶解度从而发挥药大豆磷脂主要由大豆磷脂酰胆碱( SPC)和大豆效”。这种聚合物胶束还可利用聚乙二醇分子链段磷脂酰乙醇胺( SPE)组成，它是加工大豆油的一种形成的立体位阻层阻碍人体血液内高密度脂蛋白的.副产物,价格便宜,其中SPE中的脂肪酸主要由油攻击和细胞的吞噬从而延长药物在体内的作用时酸,亚油酸,棕榈酸,硬脂酸和亚麻酸组成,存在较间,使其不至于在达到病变部位之前被消耗{2-4)。同多的不饱和脂肪酸,具有软化血管,降低胆固醇和.时这种纳米聚合物胶束利用EPR效应而具有被动靶降低血压的功能"-131。用其作为原料制备的向作用,从而使其在抗癌靶向药物中得到广泛的应MPEG - SPE不仅成本低于MPEG - DSPE而且更有用'5]。利于人类心血管的健康。因此研究采用工业级大目前抗癌靶向药物价格普遍较高,这与药物本豆磷脂和MPEG2000为原料制备大豆磷脂酰乙醇身的原料来源和制备方法有重要关系，因此选择低胺-聚乙二醇单甲醚2000( MPEG2000 -SPE)。由成本的原料和简便的制备方法较为重要。目前报道于反应是大分子之间进行的,为了尽可能提高反应的制备MPEC - DSPE的方法大致分为两大类, -类的转化率,我们设计将MPEG2000氧化为聚乙二醇是直接使用MPEG与DSPE在羰基二咪唑的作用下单甲醚2000羧基衍生物(CMPEG2000),而后制缩合制备f°0] ,另一类为将MPEG的羟基转化为有较备成高活性的聚乙二醇单甲醚2000酰氯。由于高活性的中间体活性酯,然后与DSPE的氨基反应形大豆磷脂是-种混合磷脂不仅有SPE还含有游离成酰胺键7-8。这些制备方法都是使用高纯度的DSPE为原料,DSPE的分子量较大且结构比较复杂，的脂肪酸中国煤化工采用丙酮萃取的办法将YHCNMHG酸除去,然后利收稿日期:2014 -01 -06作者简介:陈龙，男,1988年出生.硕士,天然产物改性用MPEC及其衍生物(包括MPEC-SPE)在无水通讯作者:卫延安,男,1969年出生,副教授,天然产物改性乙醚中不溶解的特性将末参与反应的磷脂除去。112中国粮油学报2015年第5期R,一R,- -R,-H-0- -CHHC-o_-_C-_NH，H2C---o_-_出、(CH,),+A-NH(脑磷脂)口OFB-N(CH4)(卵磷脂)H;C一-0--c1D--C(O)CI(聚乙二醇单甲醚2000酰氯)三乙胺A--NH一C- -D四氢呋喃B-NH(CH)s45C，4h离心分离三乙胺盐酸盐干燥r三乙胺盐酸盐➢称重A-NH--D无水乙醚A一-NH-DY离心分离> 产物B-NH(CH),B-NH(CH);图1 MPEG -SPE的制备过程图反应过程中将产生三乙胺的盐酸盐,利用其在四管中固体,放人真空干燥箱中室温干燥24 h。氢呋喃中不溶解的特性将其分离,干燥称重,用来.1.3 CMPEG2000 的制备表征聚乙二醇单甲醚2000酰氯的转化率。具体参照文献[ 14]。过程见图1。1.4聚乙二醇单 甲醚2000酰氯的制备称取2 g CMPEG2000加人到10 mL二氯甲烷材料与方法中，再向反应体系中加入20 mL二氯亚砜[15],回流反1.1 试验仪器应6 h。减压蒸馏,加入无水乙醚沉淀,抽滤，得到白AVANCE(II)500MHz型核磁共振仪(DMSO为色固体。溶剂,TMS为内标):瑞士Bruker; Nicolet iS10 FTIR1.5 MPEG2000 - SPE的制备型红外光谱仪:赛默^飞世尔科技公司;FL3 - TCSPC分别称取4.0.4.6.5.2.6.0.6.8.7.2 g大豆粉荧光光谱仪:法国HoribaJobinYvon; MPEG ( Mn =末磷脂溶解到30 mL三氯甲烷中,移人到150 mL的2 000) :海安石油化工厂;三氧化铬:上海凌峰化学试三口烧瓶中,加人3 mL的三乙胺,磁力搅拌,升温到剂有限公司;工业大豆磷脂:广州倚得磷脂有限公45C,将2g聚乙二醇单甲醚2000酰氯溶解到20 mL三氯甲烷中,使用滴液漏斗逐滴加入到三口烧1.2大豆粉末磷脂的制备瓶中。反应4 h。反应结束后,旋蒸除去三氯甲烷和工业级大豆磷脂含有一定量的游离脂肪酸,应未反应的三乙胺。再加入50 mL四氢呋哺沉淀出三当在反应进行前除去,过程:称取12g大豆磷脂加乙胺的盐酸盐,离心分离,离心管底部固体干燥后称人到100mL丙酮中,搅拌至固体出现，减压抽滤,重,用于计中国煤化工酰氯的转化率。滤饼加人到2支20mL离心管中,分别加人10mL上层液体旅CYHCN MH G无水乙醚沉淀出丙酮,在4 000 r/min 的转速下离心2 min, 倒出液未反应的聚乙二醇单甲醚2000酰氯和MPEG体,重复多次,直至离心管中液体无色时,取出离心.2000 - SPE,干燥称重。第30卷第5期陈龙等大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇单甲醚2000的制备及其性能研究1132结果与讨论2.1结构分析用出出9H,c-CH-C-C-C-0-CH,n图2和图3为m(大豆粉末磷脂):m(羧基化聚HHH,nj乙二醇单甲醚)=3:1时产物的红外和核磁谱图。HHc-C-C-C-C-0-CHo 0H2HH .!0kH,C-0-p-o-cIR:1 650 cm~'(-C(0) NH- -的羰基伸缩振动峰),oeCH,1 533 cm~'(-C(0)NH-的氨基面内弯曲振动峰)，01100cm-'(C--0--C伸缩振动峰)'HNMR(DMSOiCH,d,):8p=0. 83(-CH,a),1.21~1. 28(脂肪酸上的dHC HPCH,饱和碳一-CH2,b),1.47(-CH2-CH,- -COOR,c),b,1.98(- -CH2- -C= =C,d),2.07(一NH- -C(0)- CH2,hCH,e),2. 25(一CH2- -COOR,f),2. 72(C=C- -CH2-aCH,C=C,g) ,3.2(0- -CH3,h),3.3-3. 8(重复单元一CH2- -CH2-0- ,i),3.85(-P- -0-CH,- CH2,i),火。4. 01 (一CH2-0- -P(0)一, k),4. 12 (一NH-C6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 ppm(0)一,1),4. 17(P(0)-0- -CH2,m),4. 25(CH2-CH- -CH2-,n),5. 05(CH2- CH- -CH2-,o),5. 31图3MPEG-SPE的HNMR谱图2.2 反应物料最佳的质量比(-CH=CH-,p)。图2为产物的红外谱图,将大豆粉末磷脂和CM-图4为反应物料质量比对聚乙二醇单甲醚2000PEG的红外谱图进行比较,可以看出大豆粉末磷酯酰氯转化率的影响。聚乙二醇单甲醚2000酰氯转的红外谱图中1616cm-1处出现的是伯氨基的剪式化率通过产生的三乙胺盐酸盐的质量表述,方法如振动。CMPEG的红外谱图中1 100 cm-'处出现的是下:C--0-C的伸缩振动峰,产物的红外谱图中出现的n产物=n三乙肢盐酸盐=m三乙胺盐酸盐/137. 651650cm-'处的峰是形成的酰胺键的羰基蜂,在聚乙二醇单甲醚2000酰氯转化率= np物/1533cm-'处出现的是仲酰胺的氨基峰,而在1616几总的聚乙二醇单甲200氟cm-1处出现的吸收峰消失,并且在1100cm-'处出结果表明,当m(大豆粉末磷脂):m(羧基化聚现了C-0-C的伸缩振动峰,由此证明MPEG-SPE乙二醇单甲醚) =3:1,产物转化率为85. 2% ,达到最的生成。图3为产物的核磁谱图,产物在无水乙醚佳工艺条件。中进行多次离心分离,完全除去了未反应的脑磷脂盛88和卵磷脂,而从产物的核磁谱图中可以看到磷脂的特征位移表明MPEG分子链已经与SPE发生了反奖84-82 t应,因此从IR和' HNMR谱图中证实反应产物含有80 tMPEG - SPE。78上180]160-14011745 em"几a68t 120崇1.82.02.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8e 100M 738 cmym(大豆粉末磷脂): m (羧基化聚乙二醇单甲醚2000)膜80_I 650emo-图4反应物料质量比对聚乙二醇 单甲醚2000酰氯转化率的影响Vh 738 emr2.3MPEG2000 - SPE的胶束粒径1 616 cm-14000 3000 20001 000 500MPEG2000-SPE是一种聚合物表面活性剂,当波数/cm-'其在水中浓中国煤化工J形成以疏水链注:a为聚乙二醇单甲醚羧基衍生物,b为大豆磷脂酰乙醇胺-端为核,亲水MHCNMHGT以用来运输药聚乙二醇单甲醚200,0为大豆粉末磷脂。物，当其达到一定的纳米尺寸时具有靶向特性。本82MPEG-SPE的IR谱图部分采用透射电子显微镜测定MPEG2000-SPE的.第30卷第5期陈龙等大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇单甲醚2000的制备及其性能研究11[3]Venkataraman S, Ong W L, OngZ Y, et al. The role of1994, 59(17): 4805 - 4820PEG architecture and molecular weight in the gene transfec-[10]Alcaraz M L, PengL, Klotz P, et al. Synthesis and proper-tion performance of PEGylated poly ( dimethylaminoethylties of photoactivatable phospholipid derivatives designed tomethacrylate) based cationic polymers [ J]，Biomaterials ,probe the membrane - associate domains of proteins [J].2011, 32(9): 2369 -2378The Journal of Organic Chemitry, 1996, 61(1): 192 -201[4]Owens II D E, Peppas N A. Opsonizaion, biodistribution,[11]Panthee D R, Pantalone V R, Saxton A M. Modifier QTLand pharmacokinetics of polymeric nanoparticles [J]. Inter-for fatty acid composition in soybean oil[J ]. Euphytica,national jourmal of pharmaceutics, 2006, 307(1): 93- 1022006, 152(1):67 -73[5]Ferrari M. Nanogeometry: beyond drug delivery[J]. Nature [12]Spencer M M, Landau - Ellis D, Meyer EJ, et al. 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When the mass ratio: m(soybean phospholipids powder): m( hyroxyation methoxy polyethylene glycol) =3: 1 ,the product yield is 85.2% ;the particle size of micelles which product formed in aqueous solutin observed by TEM，the eritical micelle concentra-tion of the product was studied by fluorescence probe technology to characterize the thermodynamie stability of theproduet, the kinetic stability of the product is characterized by emulsifying power, the results showed that: the particlesize of micelles of the product in aqueous solution is between 30 ~ 80 nm with the eritical micelle concentation of2x10 -6 mol /L, the thermodynamic stability of mieclles was superior t中国煤化工_'ynamic stability ofthe product was better than soybean phospholipids powder.THCNMHG,Key words Hydroxylation methoxy polyethylene glycol, soybean pnospnouplas powuer, suybean phosphatidylethanolamine - methoxy polyethylene glycols 2000, critial micelle concentration