透析法改进药物的聚乙二醇前药化工艺

陈卓，石蕊，谭李玉，李梦琦

(1.西安医学院 药学院，陕西 西安 710021;2.陕西省人民医院眼科，陕西 西安 710068)

自1975 年Ringsdorf 提出聚合物-药物共连体系以来，聚乙二醇(PEG)逐渐成为重要的药物衍生化载体［1］。PEG 化的药物由于结构的改变，本身虽然不再具有原药物的活性，但在体内特定区域的酶的作用下，可以重新裂解出原药物，产生活性及靶向性，此类药物称为PEG 化前药。PEG 化前药不仅具有良好的水溶性和生物相溶性［2］，且由于其能够阻碍血浆成分的吸附，使PEG 化前药在体循环中可以“隐形”于网状内皮系统的摄取，从而提高其生物利用度。药物的PEG 前药化还可以使原本的小分子药物转化为高分子前药，由于高分子药物难以通过角膜等生理屏障吸收［3］，从而使其在不改变其活性的前提下不跨过角膜等生理屏障，以大幅减轻其局部使用时的全身副作用。

PEG 化前药通过将药物与PEG 或单端甲基PEG 通过共价键偶联的方式制备。然而，药物的PEG 衍生化反应如果仅靠其端基的羟基作为反应基团，由于PEG 的分子质量较大，两端的羟基活性较差，效率往往不高。因此，使用PEG 对药物进行衍生化时常引入更加活泼的基团对其进行活化。聚乙二醇单甲醚琥珀酰亚胺酯(mPEG-NHS)可以与药物中极常见的氨基进行反应，反应活性高且条件温和，得到了广泛的应用。但目前文献中所报道的衍生化工艺常涉及反复重结晶及柱层析［4-5］，且收率较低，成为了此类研究的瓶颈。

本研究拟采用透析法对后处理工艺进行改进，并使用典型的氨基药物磺胺(SA)为模式化合物，与聚乙二醇2000 单甲醚琥珀酰亚胺酯(mPEG2000-NHS)合成mPEG2000-SA。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

单甲醚聚乙二醇2000 琥珀酰亚胺琥珀酸酯(mPEG2000-NHS)，化学纯;磺胺、DMAP、DMSO(使用前经500 ℃活化的4A 分子筛浸泡除水);硅胶H等试剂均为分析纯;双蒸水。

BRUKER TENSOR 27 型傅里叶变换红外光谱仪;UV-1780 型紫外分光光度计;FD-1000 型冷冻干燥机;PSL-1810 型磁力搅拌低温槽。

1.2 磺胺聚乙二醇单甲醚前药的制备

称取 磺 胺3. 5 g (20 mmol)、DMAP 0. 6 g(5 mmol)于10 mL DMSO 中，搅拌下将溶有mPEG2000-NHS 8 g (4 mmol)的10 mL DMSO 溶液滴入，滴毕升温至50 ℃，反应24 h。将反应液倾入50 mL 水中，混匀后加入截留分子量为2 000 透析袋中，透析4 d。期间每隔24 h 更换外液一次，外液使用TLC 检测磺胺残留，至无磺胺检出后停止透析。将袋内液体经磁力搅拌低温槽冻结2 h，冷冻干燥，得白色粉末6.5 g，收率76%。

2 结果与讨论

2.1 磺胺聚乙二醇单甲醚前药的红外表征

产物经傅里叶变换红外光谱与mPEG-NHS 相比较发现:其2 888.46 cm－1处极强的PEG CH2的C—H 峰未变，3 426.79 cm－1处增加磺胺中—NH2与苯环共轭产生强吸收峰;1 700 ～1 800 cm－1新出现的两峰为苯环碳碳双键伸缩峰及酰胺 C O 伸缩峰，其向高波数移动是由于苯环上的磺酰基吸电子基团，并与新出现的1 532.61 cm－1处的酰胺Ⅱ带吸收峰相呼应;新出现的649.38 cm－1处的吸收峰是磺胺中对取代苯的特征区，并与1 900 cm－1左右的苯环C—H 弯曲振动的弱峰呼应。这说明磺胺已与mPEG 连接得到目标产物。

2.2 后处理工艺

在药物的聚乙二醇衍生化反应工艺中，产物的分离是关键。但由于PEG 的分子量大，含有PEG的各种杂质与产物的物理化学性质往往由PEG 主导，显得十分类似。使其不论由重结晶、硅胶柱层析，葡聚糖凝胶层析分离都十分困难，需反复进行，导致收率降低。本研究使用透析法进行后处理，反应时使磺胺大大过量(摩尔比5∶1)，使mPEG-NHS全部转化为mPEG-SA，由于聚乙二醇衍生化研究中所使用的药物常为已有成熟工艺的药物，故这种合成策略是合理的。反应剩余的SA 与DMAP 都可以通过透析法与大分子的产物分离。该工艺的另一项优势是反应可以使用溶解度较好但熔点高不易除去的DMSO 为溶剂，反应后不必处理，在透析时一并除去。

3 结论

以聚乙二醇2000 单甲醚琥珀酰亚胺酯、模式化合物磺胺为原料，76%的收率制备了聚乙二醇2000单甲醚磺胺(mPEG-SA)，并通过透析法将该反应常用的复杂后处理工艺减少为一步，从而提高了收率。

［1］ Ringsdorf H.Structure and properties of pharmacologically active polymers［J］. J Polym Sci Polym Symp，1975，51:135-153.

［2］ Harris J M.Introduction to biotechnical and biomedical applications of poly(ethylene glycol)［C］//Poly(ethylene glycol)Chemistry.New York:Plenum Press，1992:1-14.

［3］ 严忠勤，钟裕国，温玉明.趋淋巴抗癌药丝裂霉素-右旋糖酐偶联物的合成及生物学性质的研究［J］. 中国药物化学杂志，1999，4(9):240-244.

［4］ 叶海，张灿，沈文斌，等. 灯盏乙素聚乙二醇前药的合成与表征［J］.中国天然药物，2006，4(4):283-285.

［5］ 邓家欣，蔡正艳，陶涛.聚乙二醇单甲醚-琥珀酰基半胱氨酸的合成［J］. 中国医药工业杂志，2009，40(5):331-333.