环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱及其制备方法与流程

1.本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱及其制备方法。


背景技术：

2.磷脂是生物膜的重要组成部分，其固有的亲水/亲脂性可自发在水中形成闭合双分子层，成为生物膜骨架。脂质体是利用该性质发展而来的一种新型药物制剂技术，是靶向给药系统的一种新剂型，对机体毒副作用小，其脂质双分子层与生物膜有良好的相似性与组织相溶性，易于被组织吸收。
3.磷脂对脂质体有重要作用，天然磷脂由于成分复杂、稳定性差，在应用过程中难以控制，人工合成的磷脂虽然克服了天然磷脂的缺点，但也存在在体内代谢快、药效作用时间较短等劣势。合成磷脂的衍生化促进了脂质体技术在靶向及长循环技术上的进步，目前应用成熟度较高的是利用聚乙二醇对磷脂进行衍生化。其中，二硬脂甘油磷脂酰乙二醇甲氧基聚乙二醇(mpeg-dspe)是制备脂质体的重要辅料之一。mpeg-dspe一端为亲水性甲氧基聚乙二醇(mpeg)，另一端为亲脂性脂肪酸甘油酯。修饰后的脂质体的柔顺性与亲水性显著增强，通过单核巨噬细胞系统吞噬，减少了脂质体脂膜与血浆蛋白质的相互作用，延长循环时间，形成了长循环脂质体。mpeg2000-dspe作为重要的脂质体辅料，市场需求量快速增加，价格尤其昂贵，开发dspe的新合成方法有广阔的市场前景。
4.目前常见的两种胆碱类化合物为二硬脂酰磷脂酰胆碱(dspc)和二棕榈酸磷脂酰胆碱(dppc)，其末端都是二甲氨基结构，是通过将二甲胺与环氧乙烷反应制成二甲基乙醇胺，然后再与磷酰氯反应而制备。但是，反应过程中需要采用易燃易爆的二甲胺与环氧乙烷为原料，不利于工业化生产。鉴于dspc在脂质体研究方面的广泛应用，市场需求量增加，开发新型结构的二硬脂酰磷脂酰胆碱合成方法有着重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱，该二硬脂酰磷脂酰胆碱在合成过程中无需使用易燃易爆的二甲胺与环氧乙烷为原料，有利于产业化生产。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
7.本发明提供了一种环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱，其具有如下所示的结构式：
[0008][0009]
其中，r表示c
13
～c
17
的直链烷基。
[0010]
本发明还提供了所述的环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱的制备方法，包括以下步骤：
[0011]
s1.在催化剂的作用下，环氧丙烷与四氢吡咯发生加成开环反应，得到环丁基乙醇胺；
[0012]
s2.在缚酸剂的存在下，二硬脂酸甘油酯与三氯氧磷反应，得到磷酰氯中间体；
[0013]
s3.在缚酸剂的存在下，环丁基乙醇胺与磷酰氯中间体于溶剂中反应，得到所述环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱。
[0014]
本发明步骤s1中，所述环氧丙烷与四氢吡咯的摩尔比优选为1:1.5～3.0。
[0015]
本发明步骤s1中，为了避免反应剧烈以至于失控，环氧丙烷需要采用滴加的方式投料。所述反应温度优选地控制为50℃～80℃。
[0016]
本发明步骤s1中，所述开环反应的催化剂为路易斯酸型催化剂，优选为zncl
2-hac催化体系，其中醋酸与氯化锌的质量比优选为1:2。进一步地，所述催化剂的加入量为原料投料量的1wt％～3wt％。
[0017]
进一步地，步骤s1中，反应结束后，还包括分离提纯反应产物的步骤。优选地，所述分离提纯的步骤为：先对反应混合液进行常压精馏，从而蒸出水与未反应的四氢吡咯，再减压蒸馏，从而收集产品环丁基乙醇胺。其中，所述减压蒸馏的压力优选为20mmhg，收集的馏份为55～65℃/20mmhg的馏分。
[0018]
本发明步骤s2中，以二硬脂酸甘油酯和三氯氧磷为原料，在缚酸剂的作用下形成季铵盐，同时得到磷酰氯中间物。其中，所述缚酸剂包括但不限于三乙胺。
[0019]
本发明步骤s2中，所述三氯氧磷与二硬脂酸甘油酯的摩尔比优选为2:1～3:1，更优选为2:1。
[0020]
本发明步骤s2中，所述反应需要在低温下操作。同时，还需要采用滴加的方式尽量，以有效地控制反应温度。在一实施例中，所述滴加的方式为：将三氯氧磷的无水四氢呋喃溶液滴加到二硬脂酸甘油酯的无水四氢呋喃溶液。优选地，所述反应温度为0℃～10℃。
[0021]
本发明步骤s2中，反应过程中必须充分搅拌，以防止析出的盐影响传质传热。
[0022]
本发明步骤s2中，反应结束后，对反应产物进行抽滤除盐、减压蒸出溶剂，得到粘稠状产品，即为磷酰氯中间体。进一步地，得到的粗产品还需要经过四氢呋喃溶解、过滤、脱杂质处理。
[0023]
本发明步骤s3中，以环丁基乙醇胺与磷酰氯中间体为原料，在缚酸剂的作用下形成季铵盐，同时得到目标化合物。其中，所述缚酸剂包括但不限于三乙胺。
[0024]
本发明步骤s3中，所述环丁基乙醇胺与磷酰氯中间体的摩尔比优选为1:1.2～1:1.5，更优选为2:3。
[0025]
本发明步骤s3中，反应前期要在低温下操作，并且采用滴加的方式进料，以有效控制反应温度。在一实施例中，所述滴加的方式为：将磷酰氯的无水四氢呋喃溶液，滴加到环丁基乙醇胺的无水四氢呋喃溶液中。进一步地，所述反应温度为0℃～5℃。
[0026]
进一步地，步骤s3中，合成的产物经过脱盐、水解、酸化、脱溶剂、洗涤、干燥、抽滤、蒸干、打浆处理后，得到目标产物环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱。
[0027]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0028]
1.本发明提供了一种具有环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱，这种二硬脂酰磷脂
酰胆碱在合成过程中无需使用易燃易爆的二甲胺与环氧乙烷为原料，安全性高。
[0029]
2.本发明先以四氢吡咯与环氧丙烷反应得到环丁基丙醇胺，然后再二硬脂酸甘油酯的磷酰二氯缩合、水解得到产物环丁胺端基结构的二硬脂酰磷脂酰胆碱。该制备方法整体合成路线短、中间产物容易分离精制、工业化成本较低、产率高、产品质量高，比较适于工业化生产。
[0030]
3.本发明制备的环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱，比传统的dspc具有更好的稳定性，作为药用脂质体辅料安全性高。
附图说明
[0031]
图1为本发明的环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱的制备工艺流程图；
[0032]
图2为环丁基乙醇胺的气相色谱图；
[0033]
图3为环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱的核磁氢谱图。
具体实施方式
[0034]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0035]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0036]
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0037]
实施例1
[0038]
1.环氧开环
[0039]
在500ml三口瓶中加入四氢吡咯75克(1.04mol)，水19克，醋酸0.75克，氯化锌1.5克，搅拌加热到50度，开始滴加环氧丙烷43克(0.74mol)，反应2小时后，进行常压蒸馏蒸出水与未反应的四氢吡咯。常压精馏条件：回流比8：5，初馏点50℃(水与四氢吡咯的共沸点)，终馏点90.9℃，油浴温度101～154℃，物料温度78～135℃；然后减压收集55～65℃/20mmhg的馏份，得到产品95.46克，产率87.6％。原料四氢吡咯采购试剂瓶标注纯度为99％，实际气相色谱检测纯度91.7％。
[0040]
对合成的中间体化合物环丁基乙醇胺进行气相色谱分析，分析报告如图2所示。积分数据显示，纯度为96.35％。分析数据如表1所示。
[0041]
表1
[0042]
fid1
[0043]
蜂号化合物名保留时间面积高度面积％1四氢吡咯1.65414169182450261.7452 1.993203013300140.2503 2.14037198103360.0464 2.272782253841640466196.354
5 2.474142811352480.1766 2.9999689801533111.1947 4.678174559166920.2158 5.9271651821480.020总计
ꢀꢀ
8118538116897437100.000
[0044]
2.磷酰化反应
[0045]
配制溶液a：在干燥的500ml三口瓶中加入无水四氢呋喃150ml和三氯氧磷5.0g(33mmol)，搅拌均匀，冰浴冷却至0～5℃，加入三乙胺5.0g(49.5mmol)；
[0046]
配制溶液b：在干燥的250ml三口瓶中加入二硬脂酸甘油酯10.3g(16.5mmol)、thf(100ml)，摇匀；
[0047]
磁力搅拌下，将溶液b滴加到溶液a中(30min滴完)，撤去冰浴，室温反应2h，取样tlc监测(展开剂组成：石油醚/醋酸乙酯＝5/1)，反应完毕后，抽滤除盐，减压(67℃/5mmhg)蒸出溶剂，得到化合物a，17.5克。
[0048]
将物料用thf溶解后，过滤，收集滤饼晾干后为5.31克，因此实际得到产品化合物a为12.19克，理论产量12.8克，产率：95.23％。
[0049]
3.磷脂化反应
[0050]
取3.2g(24mmol)环丁基乙醇胺(分子量：130)用20ml的thf溶解。
[0051]
向250ml三口瓶中加入磷酰氯中间物(16.5mmol)thf溶液，加入三乙胺5.0g(49.5mmol)，然后滴加环丁基乙醇胺的thf溶液(30min滴完)，撤去冰浴，室温反应2h，取样tlc监测(展开剂组成：石油醚/醋酸乙酯＝5/1)，反应完毕后，抽滤除盐，加入饱和碳酸氢钠溶液100ml水解，室温反应2h以后，加入1m盐酸，调ph＝5～6，取样tlc检测(展开剂组成：二氯甲烷/甲醇＝15/1，紫外显色)，反应完毕。
[0052]
减压蒸馏，将体系中的thf尽量除掉，加入醋酸乙酯(100ml
×
3)洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤蒸干，得到乳白色固体，2.63克。收率65～70％(文献)。
[0053]
用甲醇(100ml
×
2)打浆，得到白色固体。
[0054]
以氘代氯仿(cdcl3)为溶剂的1h-nmr核磁氢谱检测谱图如图3所示，具体谱峰归属如下：
[0055]
0.8～1.5之间为硬脂酸长链烷基的特征吸收峰，相当于74个h原子；
[0056]
1.5～2.0为c＝o相邻ch2的特征吸收峰，相当于4个h原子；
[0057]
2.0～2.5为n相邻ch2的特征吸收峰，相当于7个h原子；
[0058]
3.0～4.0之间的多重峰为甘油中间碳ch的特征吸收峰，相当于7个h原子；
[0059]
4.0～4.5为与脂基o相邻ch2的特征吸收峰，相当于4个h原子；
[0060]
5.0～5.5为季铵盐基团上的与n正离子相连的h原子的特征吸收峰；
[0061]
7.3为测试溶剂氘代氯仿残余溶剂的特征吸收峰。
[0062]
由于原料纯度不是很高，分子结构复杂，因此有些谱峰可能代表多种信息以及谱峰交盖；但是总体来讲，谱图给出的基本信息以及不同碳原子上的氢原子比例与合成产物的结构基本相符。
[0063]
综上，本发明提供了一种具有环丁胺端基的二硬脂酰磷脂酰胆碱的制备方法，在合成过程中，利用环氧丙烷与四氢吡咯进行开环反应生成环丁基乙醇胺，无需使用易燃易
爆的二甲胺与环氧乙烷为原料，安全性高。且合成路线短、成本低、产率高、产品质量高，比较适于工业化生产。
[0064]
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。