聚乙二醇化殼聚糖的合成

朱坤明，王建偉*，黃 娟

（1.浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，浙江 杭州 310014；2.浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 杭州 310023）

聚乙二醇化殼聚糖的合成

朱坤明1，王建偉1*，黃 娟2

（1.浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，浙江 杭州 310014；2.浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 杭州 310023）

對(duì)殼聚糖C(6)-OH進(jìn)行聚乙二醇醚化接枝，制備聚乙二醇化殼聚糖衍生物，以提高其作為新型抗腫瘤藥物載體對(duì)病理部位的選擇性。實(shí)驗(yàn)中，殼聚糖C(2)-NH2和聚乙二醇單甲醚(MPEG)分別用鄰苯二甲酸酐保護(hù)氨基和利用Arbuzov重排實(shí)現(xiàn)聚乙二醇單甲醚碘化，而后C(6)-OH與碘代聚乙二醇單甲醚(MPEGI)醚化、脫保護(hù)，得到6-O-聚乙二醇單甲醚殼聚糖 （CS-MPEG）。通過(guò)FTIR和1H NMR，確證了最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，通過(guò)1H-NMR計(jì)算得MPEG接枝率為78%。

殼聚糖；聚乙二醇；藥物載體

0 前言

聚乙二醇（polyethylene glycol， MPEG）是一類線性、不帶電荷、無(wú)毒性、無(wú)抗原性、免疫原性、生物相容性好、溶解性好的高分子，既能溶于水溶液中也能溶于有機(jī)溶劑中，是少數(shù)被FDA許可用于食品醫(yī)藥的材料之一[1-2]。MPEG兼具親水性與柔韌性，是改善大分子水溶性的常用材料[3]，廣泛應(yīng)用于高聚物的接枝改性。目前已有在殼聚糖上接枝不同分子量MPEG的報(bào)道[4]。

圖1 6-O-聚乙二醇?xì)ぞ厶牵–S-MPEG）的合成路線

MPEG是一種兩親性生物材料，經(jīng)過(guò)MPEG修飾后的殼聚糖具有較好的溶解性，能夠維持殼聚糖原有的分子結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度，并且在殼聚糖側(cè)鏈也能進(jìn)行各種化學(xué)修飾或反應(yīng)[1]，MPEG改善了殼聚糖及殼聚糖衍生物的細(xì)胞毒性、增加了生物相容性，MPEG化殼聚糖在多肽藥物、基因藥物傳輸以及生物功能材料上具有廣泛的應(yīng)用[5]。

MPEG修飾殼聚糖的改性方法主要有接枝、交聯(lián)、嵌段共聚[8]。MPEG修飾殼聚糖能發(fā)生在氨基上[6-8]，也能在 C-6 的羥基上[1，7]。 但是，在氨基上修飾會(huì)引起殼聚糖基本骨架的改變，導(dǎo)致它失去原本的物理化學(xué)和生物化學(xué)活性[1]。盡管在C-6羥基上MPEG化的報(bào)道很少，但由于它可以保障游離氨基以進(jìn)行其他衍生化和對(duì)殼聚糖基本骨架影響較小而不斷被重視[8]。濾，濾渣用乙醇索氏提取4 d，提取后剩余物過(guò)濾、干燥，得8.421 g土黃色固體，產(chǎn)率89.2%。

1.2.3 CS-MPEG的合成與表征

用5 mL水溶解的1.032 g KOH滴加到10 mL水溶解的2.967g AgNO3中，抽濾得灰色沉淀。取 0.77 g（3.3mmol）加入至 250 mL 燒瓶中，再加4.571 g（2mmol） MPEGI、0.582 g （2mmol）鄰苯二甲酰殼聚糖、40mLDMF，于60℃下加熱回流16 h。然后，加30 mL 85%水合肼和60 mL水，升溫至90℃，反應(yīng)15 h。加200mL水，過(guò)濾，將濾液減壓蒸除溶劑至黏稠狀，轉(zhuǎn)移至透析袋透析3d，冷凍干燥，得2.609 g產(chǎn)品，產(chǎn)率67.9%。聚合物采用FTIR，1H-NMR進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

Nicolet 6700傅立葉變換顯微紅外光譜儀；ANANCE（500 M）核磁共振波譜儀；Buchi R-210旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。

殼聚糖 （CS，Mw50，000，脫乙酰度≥91%）；聚乙二醇單甲醚2000（MPEG）；鄰苯二甲酸酐（PA）。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 碘代聚乙二醇（MPEGI）的合成

稱取MPEG 60 g（30mmol）于100mL燒瓶中，加入24mL亞磷酸三苯酯（90mmol）和13mL（90 mmol）碘甲烷，油浴加熱回流6 h。自然冷卻后，加入甲苯震蕩搖勻。在攪拌下，逐漸慢慢加入無(wú)水乙醚至有沉淀析出，停止攪拌，低溫使沉淀完全。抽濾，用冰乙醚洗滌濾渣，真空減壓干燥。得53 g黃色固體，產(chǎn)率88.3%。

1.2.2 N-鄰苯二甲?；鶜ぞ厶堑暮铣?/p>

稱取殼聚糖 4.967 g（31mmol-NH2）、13.797 g鄰苯二甲酸酐（93mmol）于250mL燒瓶中，加入100mLDMF，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于130℃油浴反應(yīng)7 h，趁熱倒進(jìn)冰水中，有大量深黃色物質(zhì)析出，過(guò)

圖2 殼聚糖a和聚乙二醇-殼聚糖b紅外吸收譜圖

2 結(jié)果與討論

2.1 聚乙二醇-殼聚糖（CS-MPEG）的表征

CS-MPEG與CS的紅外譜圖相比 （圖2），在1110 cm-1（C-O伸縮振動(dòng)）明顯增強(qiáng)，2886 cm-1（C-H伸縮振動(dòng)）增強(qiáng)，3400 cm-1（O-H伸縮振動(dòng)）減弱或消失，說(shuō)明聚乙二醇已經(jīng)接枝到殼聚糖上。

圖3氫譜中，δ3.1 ppm單峰處為殼聚糖C（2）上的質(zhì)子峰，δ3.3 ppm處單峰為 MPEG側(cè)鏈-OCH3上的質(zhì)子峰，δ3.6 ppm的一簇峰為MPEG側(cè)鏈-OCH2CH2上H及殼聚糖C（3~6）上的質(zhì)子峰，δ3.7~4.0 ppm處為殼聚糖C（1）縮醛上的質(zhì)子峰，證明MPEG已接枝至殼聚糖上。MPEG接枝率計(jì)算公式為通過(guò)1H-NMR質(zhì)子比計(jì)算得MPEG接枝率為78%。

圖3 6-O-聚乙二醇?xì)ぞ厶?H-NMR譜圖（D2O）

3 結(jié)論

本論文以聚乙二醇、殼聚糖為原料，利用Arbuzov重排實(shí)現(xiàn)聚乙二醇單甲醚碘化，通過(guò)鄰苯二甲酸酐保護(hù)殼聚糖氨基，而后C（6）-OH與碘代聚乙二醇單甲醚（MPEGI）醚化、脫保護(hù)，得到6-O-聚乙二醇單甲醚殼聚糖。制備條件溫和，產(chǎn)率較高。所制備的聚合物有望作為新型抗腫瘤藥物的載體。

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Abstract：This paperwas focused on etherification through C （6）-OH of chitosan using MPEG， in order to obtain a novel kind of chitosan derivative which will be used as a new anticancer drug carrier to improve the selectivity of the drug against tumor tissues.In this experiment，C （2）-NH2of chitosan was protected by phthalic anhydride and iodination of MPEG was based on Arbuzov rearrangement， then C （6）-OH could react with MPEGI.After deprotection of amino group， chitosan-O-polyethylene glycol （CS-MPEG）graft copolymerwas obtained.The structure of productswere confirmed by FTIR and1H-NMR，and the grafting ratio calculated by1H-NMR wasMPEG 78%.

Keywords：chitosan;polyethylene glycol;drug carrier

Synthesis of PE Gylated Chitosan

ZHU Kun-m ing1， WANG Jian-wei1*， HUANG Juan2
（1.College of Pharmaceutical Science，Zhejiang University of Technology，Hangzhou，Zhejiang 310014， China；2.College of Biological and Chemical Engineering，Zhejiang University of Science and Technology，Hangzhou， Zhejiang 310023， China）

1006-4184（2017）9-0028-03

2017-03-19

朱坤明（1991-），男，安徽阜陽(yáng)人，碩士研究生，主要從事抗腫瘤藥物載體的構(gòu)建。

*通訊作者：王建偉，E-mail:312885101@qq.com。