双端氨基聚乙二醇的制备及表征

中国医药工业杂志 Chinese journal of pharmaceuticals2003,34(10)文章编号:100-8255(203)10019003双端氨基聚乙二醇的制备及表征王琴梅2,潘仕荣,张静夏(1,中山大学附属第一医院,广东广州51008;2.南开大学生物活性材料教育郁重点实验室,天津300071;3屮山大学基础医学院化学教研宰,;东广州510089)擴要:釆用对甲苯磺酸酯法制备双端氨基聚乙二醇(AT-PEG),用聚乙二酵和对甲苯磺酰氯反应先制得对甲苯碳酸酯,再和氨水在高温高压下反应得到对甲苯磺酸铵盐,碱洗即得 AT-PEO关键词:双端氨基聚乙二醇;制备;表征中图分类号:0631文献标识码:A聚乙二醇[poly( ethylene glycol),PFG门具有良好的牛物、血液相容性和亲水性无免疫原性常H40 H,CHp),OH+CI-SOCHS→P45○cH叫用来修饰蛋白质、多肽、酶等生化药物5和生物医用材料。由于通过环氧乙烷或乙二醇聚合得到的PEG端基是反应活性较低的羟基,只能在较激烈的 PLG- NH; -O-SOCH3边“ NHCHCH2HOCH-CH2kN条件下与其它基团发生反应,易破坏被修饰物,实际应用时常需先进行活化。PEG传统活化方法有酯化法、氰脲酰氯法等。本文采用对甲苯磺酸酯法进图IPEG的转氨反应行活化制得分f量为4000和1000双端氨基聚40C搅拌下将2粗品溶于THF(87m1),将其逐滴乙二醇( AT- PEG,1),产率和转化率高除端基发生滴至剧烈搅拌的乙醚(435m)中,析出沉淀后过滤,改变外,不会在PEG分子链上引入其它基团,避免真空干燥得2纯品(16.01g),连同25%~28%氨水影响被修饰物的活性(160ml)置250ml耐压容器中,于140C密闭反应材料和方法6h后冷至室温,用CH2Cl2(160ml)萃取,向有机层L.1仪器与材料[约140ml,含PEG-对甲苯磺酸铵盐(3)]中加入Varian INOVA500型核磁共振仪,溶剂CLCl,内标1mol/L.NaOH水溶液(140ml),搅拌2h后静置,TMS,测试温度26.0C; Vario El型元素分析仪(德国分出有机层,水洗至中性,蒸干后即得AT-PEG4K12.25g。同法进行PEG10K的转氨反应。对甲苯磺酰氯「TsCl,广州化学试剂厂,化学纯用苯石采用酸碱滴定法测定PEG的端羟基浓度和1油醚(60~90)(1:20,()重结品1次,真空40C烘干的端氨基浓度。分别取PEG、2、3及1,用适量1d」;PEG(广¨州化学玻璃试剂公司,数均分了量分別为400THF溶解,加人乙醚后析出沉淀,过滤后于30C真和10000,于120C减压搅拌4h)空干燥。如此重复3次,得到的样品进行HNMR检l.2合成方法测和元素分析,计算氨基的摩尔数及羟基转为氨基PEG的转氨反应见图1。取PEG4K(20g5mmol)溶于CH2Cl2(100m1),加入TsCl(3.81g,的反应转化率室温反应2结果与讨论20mmol)的吡啶(76m1)溶液,充分混合,室温反应2.IPEG酯化反应24h,用3mol/LHCl(470ml)萃取,有机层加入碳2的"HNMR谱(图2)中出现了苯环的芳香质子(酸氢钠(5g)剧烈搅拌,过滤,滤液蒸干得白色粉末15d,甲基邻位的芳香质子:713,d,甲基间位的芳香质状PEG对甲苯磺酸酯(2)粗品(17.42g,87%)。f);87.80,d,可能是杂质锋;82.45为甲基单峰;重复单元CI2-CI2-O-的亚甲基质子(83.65,m);牛成的新键收稿日期:2003-0425基鱼项目:广东省科技攻关金(9622高学校重点实验(-CH;-CH2-OTs)中与硫酸酯轄相连的亚甲基质子(6访问学者基金(20123)4.15,)等特征吸收峰,说明PFG的端羟基确实发生了对甲作者简介:王琴梅(1971),女,博士,从事生物医用村料研究苯磺酸酯化反应Te}:02087755766·81632.23的生成Email:qinmeiwangl205@hotmail.com2与氨水反应不同时间后所得产物的元素分析中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals2003,34(10)!5-248-235231的合成3经NQH碱洗生成氨基游离的1反应液用量水洗至中性。 AT-PEG4K的HNMR谱见图4。图22的HNMR图谱结果见图3。由图3可见,6h后氨基转化率基本不变。高温高压下,2极易和氨水反应生成3,随着温度上升,反应速率增加,但对耐压容器的要求也提高。图4AI-PEG4K的NMR图谱为得到较高的反应速率和转化率又不致使成本过除83.65处仍保留一CH2CH2-O-中的亚甲基质高,本实验选择反应温度为140C,反应时间为6h。子峰外,在83.17和83,48处分别出现了生成的新键(NHCH2-C12-0-)中与端氨基相连的亚甲某质子峰及与氧相连的亚甲基质子峰酸碱滴定及元素分析法测得不同分子量PEG的端羟基浓度、活化后端氨基浓度及转化率见表对甲苯磺酸酯法活化PEG后,端氨基的转化率均较高,当PEG的分子量为4000时,甚至可达92.8%(元素分析法)。PEG4K比PEG10K的端羟基转化图3PEG4K的氨基转化率和反应时间曲线率高,可能的原因是:分子量小的聚合物更易溶解,表IPEG的端羟(氨)基浓度和氨基转化率[-OH]X10-/molg I元素分析法酸碱滴定法理论N4-NH×10-转化半-NH2]×104转化率mol·gAT-PFG4KAT- PEGIOK1.5778.5其分子链在溶剂中完全舒展开,端羟基都暴露在外;并测定端氨基的转化率。结果表明本法确实可以得分子量大的PEG则可能因为分子间的相互作用力到端基为氨基的PEG,步骤简单,原料易得太大而使链相互缠绕成线团状,端羟基有可能被包埋起来减少了参与反应的几率;另外,分子量越大,参考文献空间位阻越大,TsCl越难接近分子链上的端羟基,[1] Harris jM.Poly( ethylene glycol) ChemisTry:Bin即分子量增加后·宫能团之间的碰捶反应几率降低technical and Biomedical Applications LM. New因此反应转化率降低。York: Plenum Press, 1992.1-10另外从表中还可以看出,元素分析法得到的反[23 Deible CR, Petrosko I. Johnson PC,ra. Molecullar应转化率比酸碱滴定法得到的大得多。导致差异的barriers to biomaterial thrombosis hy modification of可能原因是:①酸碱滴定测大分子物质端氨基时rface proteins with polyet hylene glycol[J].Biomute目测终点判断较困难,导致测得的端氨基浓度偏低;rals1998.19(20):18851893②酸碱法测得的端羟基浓度偏高;③计算转化率[3]唐微常远,徐聆飞,等.蛋白质定点PEG化研究:g7 Cys-IFN-y的巯基专一PFG修饰J].生物化学与时,元素分析以「一OH]理论值为基数,酸碱滴定以生物物理学报,1996.28(3):312314-OH]实测值为基数[4]常远,唐,郑仲承,等氨基PEG化试剂的合成3讨论及其修饰能力的测定[门]生物化学杂志,1996,12(4):通过对甲苯磺酸酯化氨解法制得1.用496-500.HNMR、元素分析法表征各步所得聚合物的结构,[5] Suggs LJ, Shive Ms, Garcia CA,rtal. In uitro cyto-中国医药T业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals2003.34(10)xicily and in tito biocompatibility of poly( propylene[7]杨保珍,张天民,王树歧.聚乙二醇修饰超氧化物歧化Eurmarate-co-cthylene glycol hydrogels[].JBiomed酶的研究[J]药物生化技术,19985(1):1216.Mater res,1999,46(1):22-32.[8]耋炎明,高分子材料实用剖析技术[M].北京:中国石6]周文孝,袁庆辉聚乙二醇在朱化药物化学修饰中的应化出版社,1997.8081用[].中国药学杂志,1997,32(3):132-134Preparation and Identification of Amino-terminated Polyethylene GlycolWANG Qin-Mei, PAN Shi-Rong, ZHANG Jing-Xia3(I. First Afiliated Hospital, Zhongshan University, Guangzhou 510080;2. Bioactive Materials Key Lab. of/ Ministry of education, Nankai University. Tianjin 3000713. Chemistry Depf., Medical School. Zhong shan University. Guangzhou 510089)ABSTRACT: Amino terminated polyethylene glycol was synthesized from PEG by esterification withp-toluenesulfonyl chloride, and then reacting with NH, Oh at high temperature and pressure followed bybasification with NaOH.Key Words: polyethylene glycol preparation: identification文章编号:10018255(2003)100492023,3,10,10-四甲基-4,9-二氮杂十二烷-2,11-二酮肟的合成梁高林',虞燕华,陈志明(1.江苏省原子医学研究所核医学国家重点实验宰,江苏无锡21406312.复且大学药学院,上海200032)中图分类号:R981-.9文献标识码:B组织乏氧是临床上多种疾病的一项主要特征,文献采用2-甲基-丁-2-烯(2)和低沸点的亚组织氧水平在这些疾病的诊断中十分重要。Ny硝酰氯(bp-4.5~-5.5C)反应制备2-氯-2甲基comed Amersham公司的 Progno系冻干粉针药3-亚硝基丁烷(4),条件苛刻;文献用2和亚硝酸盒,其主要成分为HL91(1),化学名为3,3,10,10-异戊酯(3)在浓盐酸作用下反应,常温下析出4,但四甲基-4,9二氮杂十二烷-2,11-二酮肟,与放射性收率仅29%。本文同后法进行反应,但于-18C冷核素Tc络合后系一优良的乏氧组织显像剂,可用却析出4,收率提高至39.2%。1的合成木见文献报于心脑血管及肿瘤疾病的诊断23。目前进行1期临道,本文参考其类似物的合成方法制得,总收率床研究。14.5%。反应式如下CH3CH4C=CHCH+ CHCHCH-CHONG、浓H→CHC-CHC、 N(CH2LNH(5)收稿日期:2002-0作者简介:梁赢林(1972),男,博士研究生,专业方向:药物化学实验部分Te:021-54237411;Fax:021-542370792氯2甲基3-亚硝基丁烷(4)向2(10m,75mmol)和3(10ml,95mmol)