具体合成如下:①以1,2,3,4,6-O-五乙酰基-α-甘露糖d1为底物与1-炔丁醇在BF3·OEt2作用下发生成醚反应,得到炔基化衍生物D;②I-n-4和D在五水合硫酸铜和抗坏血酸钠催化下于60 ℃条件下发生Click反应,生成衍生物III-n-1;③III-n-1在LiOH碱性条件下脱去乙酰基保护,得到目标衍生物III-n。各步反应产率如表4.1所示。
在合成目标衍生物III-n时,我们采取I-n-4先与带保护基的甘露糖发生Click反应,再脱保护的策略,而不是先脱去甘露糖保护基再与I-n-4进行Click反应,主要是考虑到脱去乙酰基保护的甘露糖衍生物极性大,不太适合用柱层析分离纯化,而且该衍生物较树形分子的分子量小,也不适用于透析法纯化,除此之外,若先脱去保护基再进行Click反应,则会存在未偶联完全的缺陷糖树形分子与偶联完全的目标产物极性相似的问题,会造成分离纯化困难。而如果I-n-4先与带保护基的甘露糖衍生物发生Click反应,由于底物上的羟基均被乙酰基保护,因此产物的极性也会相对较小,可以通过柱层析纯化以获得纯的完全偶联甘露糖的树形分子,再脱去乙酰基保护,通过透析法除去杂质即可得到纯的Bola型糖树形分子III-n。
5 总结与展望
5.1 工作总结
本论文的主要工作是基于Bola型树形分子独特的结构和性质优势,及其在生物医学领域巨大的应用潜力,以中间疏水片段为烷基链,两端亲水头基为PAMAM树枝状分支结构的Bola型树形分子作为主体结构,对其末端基团进行衍生化,设计合成了一系列Bola型树形分子衍生物,并研究了它们的自组装性质和生物活性。开展本论文工作时,考虑到两亲性可能对Bola型树形分子衍生物自组装及生物活性等性质产生影响,我们通过改变中间疏水烷基链的长度,设计合成了不同碳链长度的Bola型树形分子衍生物,并且还通过改变亲水头基的种类和数量,设计合成了不同类型、不同代数的Bola型树形分子衍生物。本论文工作有望在丰富Bola型树形分子结构多样性的基础上,进一步拓展其应用范围,为发展新型的Bola型树形分子并将其应用于生物医药领域奠定基础。
在本论文的第一部分工作中,我们将Bola型树形分子与核苷类抗癌药物吉西他滨进行共价偶联,得到了Bola型树形分子-吉西他滨缀合物I-n和II-n,并通过核磁氢谱、碳谱以及高分辨质谱对其结构进行了表征。然后我们制备了目标衍生物I-n和II-n的纳米自组装体,并通过测定CAC、粒径、Zeta电位等方式对其自组装性质进行了表征。进一步,我们探究了Bola型两亲树形分子结构中疏水和亲水基团比例的改变对自组装体形成的影响,发现缀合物的自组装特性会随着碳链长度的变化而变化。其中,中间碳链长度为16的I-3达到了最佳的亲水亲脂比例,表现出最优的自组装特性,能够在水中自组装形成稳定的纳米粒子。接下来我们研究了目标衍生物I-3的体外释药特性,发现酶能够促进吉西他滨从树形分子-吉西他滨缀合物中有效且持续释放。更重要的是,通过研究缀合物的抗肿瘤活性和细胞摄取途径发现该缀合物可以通过内吞作用进入细胞,不受核苷转运蛋白的影响,从而在Panc-1和HepG2细胞上产生显著增强的抗肿瘤细胞增殖活性。进一步的作用机制研究表明缀合物I-3可以通过诱导癌细胞凋亡抑制癌细胞生长,且不会对细胞膜造成明显损伤而产生细胞毒性,因此没有明显诱导坏死的效果。综上所述,Bola型树形分子-吉西他滨缀合物是一类极有潜力的自组装前药纳米递送系统,有望改善吉西他滨的药代动力学特性,从而提高疗效并降低其毒副作用。
参考文献(略)