大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇單甲醚2000的制備及其性能研究

2015年5月中國糧油學(xué)報，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-聚乙二醇單甲醚2000的制備及其性能研究陳龍衛延安(南京理工大學(xué)化工學(xué)院,南京210094)摘要以聚乙二醇單甲醚2000為原料,先將其氧化為聚乙二醇單甲醚2000羧基衍生物,再制備成高活性的聚乙二醇單甲醚2000酰氯,與磷脂反應制備了大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇單甲醚2000( MPEC2000 -SPE)。產(chǎn)物結構經(jīng)' HMR和IR進(jìn)行了表征。質(zhì)量比為m(大豆粉末磷脂):m(羧基化聚乙二醇單甲醚) =3:1,產(chǎn)物收率為85.29% ;通過(guò)TEM觀(guān)察了產(chǎn)物在水中形成膠束的大小,通過(guò)熒光探針技術(shù)研究了產(chǎn)物的臨界膠束濃度用以表征產(chǎn)物的熱力學(xué)穩定性,通過(guò)乳化力來(lái)表征產(chǎn)物的動(dòng)力學(xué)穩定性,試驗表明,產(chǎn)物在水溶液中.形成的膠束粒徑為30~80 nm,臨界膠束濃度為2x10 -6 mol/L,形成膠束的熱力學(xué)穩定性?xún)?yōu)于小分子膠束,產(chǎn)物的動(dòng)力學(xué)穩定性?xún)?yōu)于大豆粉末磷脂。關(guān)鍵詞羧基化聚乙二醇單甲醚 大豆粉末磷脂 大 豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇單甲醚2000臨界膠束濃度中圖分類(lèi)號:TQ645.9文獻標識碼:A文章編號:1003 -0174(2015)05 -0111 -05聚乙二醇單甲醚-(二硬脂?；字Ｒ掖及?其通常采用柱層析或者全合成方法制備{9-10],反應衍生物( MPEG - DSPE) 是兩親性聚合物,它在水中步驟較多,反應困難,產(chǎn)率較低,因此較高純度的.可形成聚合物膠束,這種膠束是一種核-殼結構,尺DSPE的價(jià)格非常昂貴，因此尋找能替代DSPE的物寸100 nm左右。其通常是用于包覆疏水性藥物，以質(zhì)具有重要意義。增加疏水性藥物在人體血液中的溶解度從而發(fā)揮藥大豆磷脂主要由大豆磷脂酰膽堿( SPC)和大豆效”。這種聚合物膠束還可利用聚乙二醇分子鏈段磷脂酰乙醇胺( SPE)組成，它是加工大豆油的一種形成的立體位阻層阻礙人體血液內高密度脂蛋白的.副產(chǎn)物,價(jià)格便宜,其中SPE中的脂肪酸主要由油攻擊和細胞的吞噬從而延長(cháng)藥物在體內的作用時(shí)酸,亞油酸,棕櫚酸,硬脂酸和亞麻酸組成,存在較間,使其不至于在達到病變部位之前被消耗{2-4)。同多的不飽和脂肪酸,具有軟化血管,降低膽固醇和.時(shí)這種納米聚合物膠束利用EPR效應而具有被動(dòng)靶降低血壓的功能"-131。用其作為原料制備的向作用,從而使其在抗癌靶向藥物中得到廣泛的應MPEG - SPE不僅成本低于MPEG - DSPE而且更有用'5]。利于人類(lèi)心血管的健康。因此研究采用工業(yè)級大目前抗癌靶向藥物價(jià)格普遍較高,這與藥物本豆磷脂和MPEG2000為原料制備大豆磷脂酰乙醇身的原料來(lái)源和制備方法有重要關(guān)系，因此選擇低胺-聚乙二醇單甲醚2000( MPEG2000 -SPE)。由成本的原料和簡(jiǎn)便的制備方法較為重要。目前報道于反應是大分子之間進(jìn)行的,為了盡可能提高反應的制備MPEC - DSPE的方法大致分為兩大類(lèi), -類(lèi)的轉化率,我們設計將MPEG2000氧化為聚乙二醇是直接使用MPEG與DSPE在羰基二咪唑的作用下單甲醚2000羧基衍生物(CMPEG2000),而后制縮合制備f°0] ,另一類(lèi)為將MPEG的羥基轉化為有較備成高活性的聚乙二醇單甲醚2000酰氯。由于高活性的中間體活性酯,然后與DSPE的氨基反應形大豆磷脂是-種混合磷脂不僅有SPE還含有游離成酰胺鍵7-8。這些制備方法都是使用高純度的DSPE為原料,DSPE的分子量較大且結構比較復雜，的脂肪酸中國煤化工采用丙酮萃取的辦法將YHCNMHG酸除去,然后利收稿日期:2014 -01 -06作者簡(jiǎn)介:陳龍，男,1988年出生.碩士,天然產(chǎn)物改性用MPEC及其衍生物(包括MPEC-SPE)在無(wú)水通訊作者:衛延安,男,1969年出生,副教授,天然產(chǎn)物改性乙醚中不溶解的特性將末參與反應的磷脂除去。112中國糧油學(xué)報2015年第5期R,一R,- -R,-H-0- -CHHC-o_-_C-_NH，H2C---o_-_出、(CH,),+A-NH(腦磷脂)口OFB-N(CH4)(卵磷脂)H;C一-0--c1D--C(O)CI(聚乙二醇單甲醚2000酰氯)三乙胺A--NH一C- -D四氫呋喃B-NH(CH)s45C，4h離心分離三乙胺鹽酸鹽干燥r三乙胺鹽酸鹽?稱(chēng)重A-NH--D無(wú)水乙醚A一-NH-DY離心分離> 產(chǎn)物B-NH(CH),B-NH(CH);圖1 MPEG -SPE的制備過(guò)程圖反應過(guò)程中將產(chǎn)生三乙胺的鹽酸鹽,利用其在四管中固體,放人真空干燥箱中室溫干燥24 h。氫呋喃中不溶解的特性將其分離,干燥稱(chēng)重,用來(lái).1.3 CMPEG2000 的制備表征聚乙二醇單甲醚2000酰氯的轉化率。具體參照文獻[ 14]。過(guò)程見(jiàn)圖1。1.4聚乙二醇單 甲醚2000酰氯的制備稱(chēng)取2 g CMPEG2000加人到10 mL二氯甲烷材料與方法中，再向反應體系中加入20 mL二氯亞砜[15],回流反1.1 試驗儀器應6 h。減壓蒸餾,加入無(wú)水乙醚沉淀,抽濾，得到白AVANCE(II)500MHz型核磁共振儀(DMSO為色固體。溶劑,TMS為內標):瑞士Bruker; Nicolet iS10 FTIR1.5 MPEG2000 - SPE的制備型紅外光譜儀:賽默^飛世爾科技公司;FL3 - TCSPC分別稱(chēng)取4.0.4.6.5.2.6.0.6.8.7.2 g大豆粉熒光光譜儀:法國HoribaJobinYvon; MPEG ( Mn =末磷脂溶解到30 mL三氯甲烷中,移人到150 mL的2 000) :海安石油化工廠(chǎng);三氧化鉻:上海凌峰化學(xué)試三口燒瓶中,加人3 mL的三乙胺,磁力攪拌,升溫到劑有限公司;工業(yè)大豆磷脂:廣州倚得磷脂有限公45C,將2g聚乙二醇單甲醚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燒1.2大豆粉末磷脂的制備瓶中。反應4 h。反應結束后,旋蒸除去三氯甲烷和工業(yè)級大豆磷脂含有一定量的游離脂肪酸,應未反應的三乙胺。再加入50 mL四氫呋哺沉淀出三當在反應進(jìn)行前除去,過(guò)程:稱(chēng)取12g大豆磷脂加乙胺的鹽酸鹽,離心分離,離心管底部固體干燥后稱(chēng)人到100mL丙酮中,攪拌至固體出現，減壓抽濾,重,用于計中國煤化工酰氯的轉化率。濾餅加人到2支20mL離心管中,分別加人10mL上層液體旅CYHCN MH G無(wú)水乙醚沉淀出丙酮,在4 000 r/min 的轉速下離心2 min, 倒出液未反應的聚乙二醇單甲醚2000酰氯和MPEG體,重復多次,直至離心管中液體無(wú)色時(shí),取出離心.2000 - SPE,干燥稱(chēng)重。第30卷第5期陳龍等大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇單甲醚2000的制備及其性能研究1132結果與討論2.1結構分析用出出9H,c-CH-C-C-C-0-CH,n圖2和圖3為m(大豆粉末磷脂):m(羧基化聚HHH,nj乙二醇單甲醚)=3:1時(shí)產(chǎn)物的紅外和核磁譜圖。HHc-C-C-C-C-0-CHo 0H2HH .!0kH,C-0-p-o-cIR:1 650 cm~'(-C(0) NH- -的羰基伸縮振動(dòng)峰),oeCH,1 533 cm~'(-C(0)NH-的氨基面內彎曲振動(dòng)峰)，01100cm-'(C--0--C伸縮振動(dòng)峰)'HNMR(DMSOiCH,d,):8p=0. 83(-CH,a),1.21~1. 28(脂肪酸上的dHC HPCH,飽和碳一-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(重復單元一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圖3MPEG-SPE的HNMR譜圖2.2 反應物料最佳的質(zhì)量比(-CH=CH-,p)。圖2為產(chǎn)物的紅外譜圖,將大豆粉末磷脂和CM-圖4為反應物料質(zhì)量比對聚乙二醇單甲醚2000PEG的紅外譜圖進(jìn)行比較,可以看出大豆粉末磷酯酰氯轉化率的影響。聚乙二醇單甲醚2000酰氯轉的紅外譜圖中1616cm-1處出現的是伯氨基的剪式化率通過(guò)產(chǎn)生的三乙胺鹽酸鹽的質(zhì)量表述,方法如振動(dòng)。CMPEG的紅外譜圖中1 100 cm-'處出現的是下:C--0-C的伸縮振動(dòng)峰,產(chǎn)物的紅外譜圖中出現的n產(chǎn)物=n三乙肢鹽酸鹽=m三乙胺鹽酸鹽/137. 651650cm-'處的峰是形成的酰胺鍵的羰基蜂,在聚乙二醇單甲醚2000酰氯轉化率= np物/1533cm-'處出現的是仲酰胺的氨基峰,而在1616幾總的聚乙二醇單甲200氟cm-1處出現的吸收峰消失,并且在1100cm-'處出結果表明,當m(大豆粉末磷脂):m(羧基化聚現了C-0-C的伸縮振動(dòng)峰,由此證明MPEG-SPE乙二醇單甲醚) =3:1,產(chǎn)物轉化率為85. 2% ,達到最的生成。圖3為產(chǎn)物的核磁譜圖,產(chǎn)物在無(wú)水乙醚佳工藝條件。中進(jìn)行多次離心分離,完全除去了未反應的腦磷脂盛88和卵磷脂,而從產(chǎn)物的核磁譜圖中可以看到磷脂的特征位移表明MPEG分子鏈已經(jīng)與SPE發(fā)生了反獎84-82 t應,因此從IR和' HNMR譜圖中證實(shí)反應產(chǎn)物含有80 tMPEG - SPE。78上180]160-14011745 em"幾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 (羧基化聚乙二醇單甲醚2000)膜80_I 650emo-圖4反應物料質(zhì)量比對聚乙二醇 單甲醚2000酰氯轉化率的影響Vh 738 emr2.3MPEG2000 - SPE的膠束粒徑1 616 cm-14000 3000 20001 000 500MPEG2000-SPE是一種聚合物表面活性劑,當波數/cm-'其在水中濃中國煤化工J形成以疏水鏈注:a為聚乙二醇單甲醚羧基衍生物,b為大豆磷脂酰乙醇胺-端為核,親水MHCNMHGT以用來(lái)運輸藥聚乙二醇單甲醚200,0為大豆粉末磷脂。物，當其達到一定的納米尺寸時(shí)具有靶向特性。本82MPEG-SPE的IR譜圖部分采用透射電子顯微鏡測定MPEG2000-SPE的.第30卷第5期陳龍等大豆磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇單甲醚2000的制備及其性能研究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中國煤化工_'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