米托蒽醌-脂肪醇前药及其纳米静电复合物及制备方法

本发明属于药物制剂新辅料和新剂型领域，具体涉及米托蒽醌-脂肪醇前药及其纳米静电复合物及制备方法。

背景技术：

1、近年来，癌症的发病率和死亡率逐年提高，严重威胁着人们的健康。化疗是目前治疗癌症的主要手段。米托蒽醌(mitoxantrone，mto)是根据阿霉素结构改造而得到的蒽环类抗肿瘤药物，作用机理主要是嵌入dna而抑制核酸的合成，可选择性杀伤增殖期肿瘤细胞，临床上主要用于治疗急性非淋巴细胞白血病和晚期乳腺癌以及非霍奇金淋巴瘤等。在蒽环类抗肿瘤药物中，米托蒽醌(mitoxantrone，mto)因其无氨基糖结构，不产生自由基，且有抑制脂质过氧化作用，心脏毒性较阿霉素低。然而，市售盐酸米托蒽醌注射液因其肿瘤选择性差，静脉注射后在体内的广泛分布会引发严重的不良反应，如脱发、血尿、肾功能减退、心脏毒性、骨髓抑制等。此外，米托蒽醌分子结构是由蒽醌母核以及含有氨基和羟基的侧链组成，这一独特的结构使得其亲水性和亲脂性均不强，在水中和有机溶剂中的溶解度均较差。以上问题都限制了米托蒽醌的制剂开发和临床应用。如何实现对米托蒽醌的高效递送仍是亟待解决的难题。

2、前药是通过化学结构修饰后，得到体外无活性或活性较小，在体内经酶或非酶的转化释放出活性药物而发挥药效。前药策略可以改善药物自身溶解度低、稳定性差、副作用大等问题。但小分子前药缺乏肿瘤靶向性，在体内会被迅速清除或过早降解，导致治疗效率低下。因此，有大量研究将前药策略和纳米药物递送系统相结合，以实现化疗药物的高效低送。纳米药物递送系统的构建通常需要用到载体，而现有的载体主要存在两个不可忽视的问题，即载体材料的安全性以及药物与载体材料的亲和性。载体材料的毒副作用以及其与药物亲和性较差是限制纳米制剂发展的主要原因。

3、根据米托蒽醌的结构特点，其侧链上含有呈正电的氨基基团，有望与带负电荷的化合物如胆固醇硫酸钠及其类似物等通过静电作用力结合。此外，考虑到胆固醇硫酸钠及其类似物的疏水性较强，增强米托蒽醌的疏水性有望进一步提高两者之间的亲和性，进而提高纳米复合物的稳定性。胆固醇硫酸钠及其类似物进入体内后可以快速水解成胆固醇，而成为体内的固有成分之一，安全性高，毒性极小。基于此，本发明利用脂肪醇增强米托蒽醌的疏水性，构建米托蒽醌-脂肪醇前药。在前药结构中引入氧化还原敏感的单硫键、二硫键、单硒键以及二硒键，以实现在肿瘤高氧化还原微环境的可控激活。米托蒽醌-脂肪醇前药与胆固醇硫酸钠或其类似物组装形成纳米静电复合物，并加入dspe-peg2000以增强纳米静电复合物的体内循环时间。不同碳链长度的脂肪醇的疏水性不同，因此会对前药纳米静电复合物的稳定性、细胞毒性和药效学产生影响。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了米托蒽醌-脂肪醇前药及其纳米静电复合物及制备方法，具体为米托蒽醌-脂肪醇前药及其与胆固醇硫酸钠或其类似物形成的纳米静电复合物。米托蒽醌-脂肪醇前药选自米托蒽醌-直链脂肪醇前药，其中脂肪醇的碳链长度不同。该米托蒽醌-脂肪醇前药与胆固醇硫酸钠或其类似物形成的纳米静电复合物，具有粒径较小且分布均一、包封率高、稳定性好、抗肿瘤效果好和安全性好的优点。不同碳链长度的脂肪醇的疏水性不同，因此会对前药纳米静电复合物的稳定性、细胞毒性和药效学产生影响，为开发基于胆固醇硫酸钠或其类似物的前药纳米递送系统提供新的策略和更多的选择，满足了临床对于高效-低毒化疗制剂的迫切需求。

2、为实现上述目的，本发明所述的米托蒽醌-脂肪醇前药的合成方法，包括如下步骤：

3、(1)制备二元酸酐：将二元酸加入乙酸酐中搅拌溶解后，得到二元酸酐；反应结束后将上述反应液减压抽滤除去过量的乙酸酐；

4、(2)制备脂肪醇二元酸单边酯：将步骤(1)所得的二元酸酐用二氯甲烷溶解，加入脂肪醇，然后逐滴滴加二氯甲烷溶解的4-二甲氨基吡啶(damp)，反应结束后采用层析柱法分离，得到脂肪醇二元酸单边酯；

5、(3)制备米托蒽醌-脂肪醇前药：将步骤(2)所得的脂肪醇二元酸单边酯用n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶解，然后逐滴加入用n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶解的苯并三氮唑-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯(hbtu)，进行活化，活化结束后加入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶解的n,n-二异丙基乙胺(dipea)进行反应，最后加入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶解的米托蒽醌原料药进行反应，再经制备液相分离纯化得终产物米托蒽醌-脂肪醇前药；

6、上述步骤(1)中所述二元酸为单硫代二元酸、单硒代二元酸、二硫代二元酸或二硒代二元酸，其中，所述的单硫代二元酸为单硫代二乙酸、单硫代二丙酸或单硫代二丁酸；所述的单硒代二元酸为单硒代二乙酸、单硒代二丙酸或单硒代二丁酸；所述的二硫代二元酸为2,2'-二硫代二乙酸、3,3'-二硫代二丙酸或4,4'-二硫代二丁酸；所述的二硒代二元酸为2,2'-二硒代二乙酸、3,3'-二硒代二丙酸或4,4'-二硒代二丁酸；

7、上述步骤(1)中所述反应过程具体为室温下氮气保护条件下进行；

8、上述步骤(1)中，所述二元酸：乙酸酐为1:(1-10)mmol/ml；

9、上述步骤(1)中，所述搅拌溶解后，需继续搅拌2-4h；

10、上述步骤(2)中所述的脂肪醇为饱和直链脂肪醇；所述的直链脂肪醇为正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正庚醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、正十二醇、正十三醇、正十四醇、正十五醇、正十六醇；

11、上述步骤(2)中，按摩尔比，4-二甲氨基吡啶(damp)：脂肪醇：二元酸酐＝1：(1-10)：(2-15)；

12、上述步骤(2)中所述反应，具体为氮气保护下室温反应12-24h；

13、上述步骤(2)中，所述层析柱法分离的洗脱剂为环己烷和乙酸乙酯；

14、上述步骤(3)中，按摩尔比，脂肪醇-二元酸单边酯：苯并三氮唑-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯(hbtu)：n,n-二异丙基乙胺(dipea)：米托蒽醌＝1：(1-10)：(2-6)：(0.5-10)，优选为1：(1-2)：(2-4)：(0.3-2)：(0.8-2)；

15、上述步骤(3)中，所述的活化具体为，在氮气保护下冰浴活化10-30min；

16、上述步骤(3)中，所述的加入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶解的n,n-二异丙基乙胺(dipea)进行反应，具体为在氮气保护下室温反应2-4h；

17、上述步骤(3)中，所述的加入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶解的米托蒽醌原料药进行反应，具体为氮气保护下室温反应24-48h；

18、上述步骤(3)中，制备的米托蒽醌-脂肪醇前药质量纯度在95％以上；

19、本发明提供如下式所示的米托蒽醌-脂肪醇前药：

20、

21、其中，n＝1～3；

22、r为直链c3-c16烃基；优选地，r为c4-c16饱和直链烃基；

23、x为二硫键、单硫键、二硒键或单硒键中的一种；

24、所述的r为不饱和烃基时，不饱和烃基中含有的烯基、炔基、或烯基与炔基数目之和为1-5个；

25、本发明还提供了米托蒽醌-脂肪醇前药纳米静电复合物，所述的米托蒽醌-脂肪醇前药纳米静电复合物的制备方法如下：

26、a.米托蒽醌-脂肪醇前药、胆固醇硫酸钠或其类似物和peg修饰剂溶解到二甲基亚砜(dmso)中；

27、b.在探头超声下边超声边将上述步骤a所得溶液缓缓滴加到水中，形成均匀的前药纳米静电复合物；

28、c.采用离心法或超滤法除去上述步骤b所得前药纳米静电复合物中的dmso，得到不含任何有机溶剂的纳米胶体溶液，即为米托蒽醌-脂肪醇前药纳米静电复合物；

29、上述步骤a中所述的胆固醇硫酸钠或其类似物为胆固醇硫酸钠、去氢胆酸钠、去氧胆酸钠、鹅去氧胆酸、甘氨胆酸、胆酸、齐墩果酸中的一种；

30、上述步骤a中所述的米托蒽醌-脂肪醇前药：胆固醇硫酸钠或其类似物：peg修饰剂的摩尔比为1：(0.1-10)：(0.1-1)，

31、上述步骤a中所述的peg修饰剂为两亲性聚合物，包括甲氧基聚乙二醇2000-二硬脂酸磷脂酰乙醇胺(mpeg2000-dspe)、维生素e聚乙二醇琥珀酸酯(tpgs)或胆固醇-peg(ch-peg)中的一种；所述的peg修饰剂的分子量为1000-5000；

32、上述步骤b中所述超声方法中，超声的功率为20-100w，超声的时间为1-10min；

33、上述步骤b中所述水的体积为步骤a中二甲基亚砜(dmso)体积的8-20倍；

34、上述步骤b中所述的米托蒽醌-脂肪醇前药纳米静电复合物的粒径为100～170nm，粒径分布均匀，载药量为20～40％；

35、本发明的有益效果：

36、(1)本发明设计合成了含有不同脂肪醇侧链的米托蒽醌-脂肪醇前药，合成方法简单易行；并制备了粒径较小、粒度分布均一的米托蒽醌-脂肪醇前药纳米静电复合物，制备方法简单易行；

37、(2)考察了不同长度脂肪醇侧链对前药纳米静电复合物制剂学性质和抗肿瘤活性等方面的影响。结果表明：米托蒽醌-脂肪醇前药的纳米静电复合物能有效提高米托蒽醌的疗效，降低其毒副作用；不同碳链长度的脂肪醇会对米托蒽醌-脂肪醇前药纳米静电复合物的制剂学性质与抗肿瘤活性产生显著影响。

38、(3)本发明为开发新的前药，以及其纳米静电复合物作为纳米药物递送系统提供了更多的选择，满足了临床对于高效、高稳定性、低毒化疗制剂的迫切需求。