一种具有酸降解功能的厚朴酚聚合物及其制备方法及其应用与流程

1.本发明属于有机化学和高分子合成领域，特别涉及一种具有酸降解功能的厚朴酚聚合物及其制备方法及其应用。


背景技术：

2.厚朴酚是从厚朴药材中分离得到的一种羟基化双酚类化合物，由于其具有优异的抗氧化、抗癌、抗抑郁、抗炎及抑制血管平滑肌细胞的增殖等性能，在中医治疗疾病方面得到了广泛的应用。近几年的研究表明，厚朴酚还可与多种分子靶标相互作用，包括转录因子、生长因子及其细胞因子等。
3.由于厚朴酚有着诸多优异的药理作用，前人对厚朴酚进行了大量的研究和开发，但由于厚朴酚自身具有较强的疏水性，水溶性较差，容易降低组织吸收和给药时的药效；同时结构中存在酚羟基，在光和氧存在的条件下，稳定性不佳，这些因素仍然是影响厚朴酚生物利用度和临床疗效的主要障碍。
4.针对这些使用厚朴酚治疗上的不足，人们努力设计新的药物载体系统，以提高药物在体内的溶解度和稳定性，同时保留其治疗效果。为此，人们尝试用脂质体和环糊精对厚朴酚进行包封。由于这种包封是基于物理包裹，而非化学偶联，在采用传统的脂质体作为药物载体进行药物包封时，存在药物包封效率低、血液清除快、储存稳定性差、单核吞噬系统非特异性摄取、药物容易从脂质体释放等问题。为了进一步改善厚朴酚的生物利用度和水溶性，后续的学者有采用厚朴酚上的羟基，与羧基物质反应，形成酯键，再将其制备成纳米粒，用以提高厚朴酚药物在血浆中的稳定性，延长静脉注射给药的半衰期，但一般情况下，在同样的酸性条件下，酯键的降解速率远比缩醛键的降解缓慢。
5.缩醛键是一种具有酸敏感的化学键，也是高分子药物载体领域设计酸响应聚合物的重要组成部分。因此，可利用厚朴酚结构上的羟基，设计出含有缩醛键和丙烯酸酯键的厚朴酚的前体药物，再利用前体药物上的丙烯酸酯键与过量的巯基试剂反应制成寡聚物，再与聚乙二醇二丙烯酸酯反应，制得两亲性的聚合物。一方面实现了厚朴酚药物以缩醛键的形式化学偶联到聚合物的分子链中，药物负载量高，储存方便，同时结构中含有缩醛键，可用于后续的控制释放；另一方面，合成的聚合物为两亲性的，可以在水里组装成胶束。


技术实现要素：

6.本发明的目的：针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种具有酸降解功能的厚朴酚聚合物及其制备方法及其抗菌应用。
7.实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种具有酸降解功能的厚朴酚聚合物，其特征在于，该聚合物结构具有如下所示结构：
[0008][0009]
n是聚乙二醇二丙烯酸酯上的重复单元的聚合度n＝15-25，r是如下取代基之一：
[0010][0011]
本发明制备方法的技术方案是：利用前体药物上的丙烯酸酯键与过量的巯基试剂反应制成寡聚物，再与聚乙二醇二丙烯酸酯反应，制得厚朴酚聚合物，所述前体药物是由2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯和厚朴酚反应制得，对应的2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯的结构式为：
[0012][0013]
厚朴酚的结构式为：
[0014][0015]
前体药结构为：
[0016][0017]
本发明制备方法的进一步设置是：包括以下步骤：步骤一：将厚朴酚溶于第一溶剂中，充分搅拌，在酸性催化剂条件下，加入2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯，然后在温度为20-35℃的条件下发生反应，反应时间为3-5h，反应结束后，加少许有机碱将体系调成中性，采用柱层析纯化，制得厚朴酚前体药物；步骤二：将厚朴酚前体药物与二巯基试剂加入到第一溶剂中，混合均匀后，在有机碱的催化作用下，反应0.2-1h，之后将聚乙二醇二丙烯酸酯加入到体系中，反应1.5-3h，然后将聚合物缓慢滴加到大量的第二溶剂中，沉淀得到聚合物，收集沉淀物，置于真空干燥箱中，干燥20h以上。
[0018]
本发明制备方法的再进一步设置是：所述第一溶剂为二氯甲烷，所述酸性催化剂为对甲苯磺酸；所述有机碱为三乙胺；所述第二溶剂为无水乙醚。
[0019]
本发明制备方法的再进一步设置是：步骤一中厚朴酚的质量分数是20％-40％，2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯与厚朴酚的的投料摩尔比为：2.05-2.3:1，酸性催化剂的加入量是第一溶剂质量的0.3％-0.7％；步骤二中，厚朴酚前体药物官能团与聚乙二醇二丙烯酸酯中官能团的总摩尔量与二巯基试剂的官能团摩尔量比例为：1:1-1.02，第一溶剂的质量是
厚朴酚前体药物质量的10-12倍，有机碱的加入量是第一溶剂质量的0.5％-1.2％。
[0020]
本发明应用的方案是：厚朴酚聚合物的微球作为药物传输载体对大肠杆菌的抗菌应用。
[0021]
本发明的原理：利用2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯制备出厚朴酚前体药物，将其用于和二巯基试剂反应，形成寡聚物，再与聚乙二醇二丙烯酸酯反应形成聚合物，其合成路线如下：
[0022][0023]
n是聚乙二醇二丙烯酸酯上的重复单元的聚合度n＝15-25，r是如下取代基之一：
[0024][0025]
对应的巯基试剂为如下：
[0026][0027]
本发明的有益效果：一、本发明所使用的各种原料廉价易得，本发明所使用的各种原料廉价易得，反应条件温和、速率快、操作简单易行；二、本发明得到的厚朴酚前体药物是厚朴酚通过缩醛键偶联在丙烯酸酯上，既有效的提高了厚朴酚的负载率，保留了厚朴酚的药效，同时利用前体药物存在的丙烯酸酯活泼双键，在碱性条件下，发生巯基-烯迈克加成
反应，经沉淀聚合制备成微球，进一步提高了厚朴酚的稳定性；三、微球含有缩醛键，这是一种酸敏感基团，可在有水的酸性条件下降解，释放出厚朴酚，发挥疗效，降解机理如下：
[0028][0029]
r是对应的参与反应的巯基试剂上的部分结构。
[0030]
下面结合附图对本发明做进一步描述。
附图说明
[0031]
图1为本发明实施例1制得的厚朴酚前体药物核磁图谱；
[0032]
图2为本发明实施例1制得的聚合物酸降解前后的凝胶渗透色谱图；
[0033]
图3为本发明实施例1提供的聚合物酸降解前后的核磁氢谱图；
[0034]
图4为本发明实施例1提供的聚合物胶束粒径分布；
[0035]
图5为本发明实施例1提供的聚合物胶束电镜形貌。
具体实施方式
[0036]
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。
[0037]
实施例1，一种具有酸降解功能的厚朴酚聚合物的制备，步骤一：将厚朴酚2.33g溶于10g二氯甲烷，加入对甲苯磺酸6.0mg，采用磁力搅拌，将其置于水浴中，带体系成均一相后，向其中加入2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯2.86g，反应4h。然后向反应体系加入少许的三乙胺，淬灭对甲苯磺酸催化剂，将体系旋蒸，采用柱层析方法过柱，展开剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比5:1)，将收集到的产物浓缩，得到纯的厚朴酚的前体药物。将其置于真空干燥箱中，保压24h，备用，之后对其进行核磁氢谱表征，得到的核磁图谱如图1。核磁信息为：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ7.18
–
7.07(m,6h),6.40(d,j＝17.3hz,2h),6.12(dd,j＝17.3,10.4hz,2h),6.01(ddt,j＝16.7,9.9,6.7hz,2h),5.84(d,j＝10.5hz,2h),5.24(dq,j＝10.5,5.2hz,2h),5.15
–
5.05(m,4h),4.23(q,j＝4.8hz,4h),3.80
–
3.70(m,2h),3.61(ddd,j＝16.6,10.6,4.9hz,2h),3.39(d,j＝6.7hz,4h),1.34(t,j＝4.8hz,6h).
[0038]
步骤二：将上述步骤二中得到的厚朴酚前体药物0.4084g，3,6-氧杂辛二硫醇0.3646g于2.5ml的二氯甲烷中，加入40μl的三乙胺，反应0.5h后，加入聚乙二醇二丙烯酸酯(数均分子量600)0.6g，反应2h，将其缓慢滴加到大量的无水乙醚中，得到沉淀物，收集沉淀物，将其置于真空干燥箱中，备用。
[0039]
步骤三：取少许的聚合物于色谱及的四氢呋喃中，溶解后，经聚四氟乙烯的滤膜过滤，测其分子量，测完后，向其中加入7μl的浓盐酸，再次测分子量，得到的结果如图2，可以观察到，加酸后，出峰滞后，数均分子量由6048降低到4316。
[0040]
步骤四：称取约40mg的聚合物，加入1.30ml的氘代氯仿，二等分，向其中一份加入5
μl的浓盐酸，快速用核磁管盖子密封，上下震荡混合好后，打核磁，得到聚合物酸降解前后的核磁，如图3。在图3的a图，可以很明显的观察到在6.40ppm，6.12ppm,5.84ppm处，没有看到有氢出峰，这说明单体中的不饱和丙烯酸酯键参与了反应，同时可看到有其他的非反应活性位点上的氢出峰的保留，这说明双键完全参与反应，形成聚合物，而加了酸后的核磁图谱如图3中的b图，从中可以很明显的看到，加入酸后在5.24ppm处的缩醛键上的氢出峰完全消失，缩醛键上1.34ppm处的甲基的氢出峰也完全消失，同时可以看到在9.81ppm处，出现了乙醛上的醛基的氢出峰，在2.23ppm处，出现了乙醛上的甲基的氢出峰，积分两处的比例，为1:3，属于降解产生的乙醛物质，核磁信息为：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ9.81(s,1h),2.23(s,3h).同时可以看到，缩醛键断裂后，除了产生乙醛物质氢出峰位置变动比较大之外，产生的对应的醇类的物质，氢出峰位置变动不大。同时，经分析，降解产物有厚朴酚单体产生，核磁氢谱信息为：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ7.12(d,j＝8.5hz,4h),6.98(d,j＝8.1hz,2h),6.06
–
5.92(m,2h),5.08(dd,j＝25.5,16.1hz,4h),3.39(dd,j＝13.1,6.5hz,6h).
[0041]
步骤五：取20mg聚合物于0.5ml的四氢呋喃中，缓慢滴加到20ml蒸馏水中，搅拌，24h，测粒径分布，如图4，粒径的平均粒径是385.5nm。另取少许滴于硅片上，待晾干后，喷金，测电镜，测得的扫描电镜图片如图5，可以看出，聚合物的形貌呈球状。
[0042]
本发明实施例中厚朴酚聚合物的应用，称取实施例1得到的微球1g分别溶于10ml乙醇溶液中，再用90ml无菌生理盐水稀释，搅拌均匀，制成药品供试液。另分别制备相同浓度(相同质量浓度，10mg/ml)的曲酸溶液作为对照。将灭菌的lb琼脂培养基加热至熔化，待冷却至40℃时，再将lb琼脂培养基倒入无菌培养皿中。待平板自然晾干后，分别移取待测药品供试液、供试菌悬液，均匀涂布于平板上，每个处理3次重复，涂布后再倒置(先涂供试菌液100μl，再涂布10μl待测药品供试液)；供试菌分别为大肠埃希菌标准菌株atcc25922、金黄色葡萄球菌标准菌株atcc25923、铜绿假单胞菌。
[0043]
标准菌株atcc27853、李斯特菌标准菌株atcc19115(广东环凯微生物科技有限公司)。另设置对照组，涂菌，以等量无菌生理盐水代替药液。将做好的细菌平板在37℃恒温培养24h，统计菌落个数，有实验得知本发明提供的微球对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等菌有显著的抑制效果。相比单独使用曲酸抑菌效果更好，其中对铜绿假单胞菌的抑菌效果最好，抑菌率最高可达99.2％，本发明所制备的微球，在医药和化学领域具有十分优秀的潜在价值。

技术特征：
1.一种具有酸降解功能的厚朴酚聚合物，其特征在于，该聚合物结构具有如下所示结构：n是聚乙二醇二丙烯酸酯上的重复单元的聚合度n＝15-25，r是如下取代基之一：2.根据权利要求1所述的具有酸降解功能的厚朴酚聚合物的制备方法，其特征在于，利用前体药物上的丙烯酸酯键与过量的巯基试剂反应制成寡聚物，再与聚乙二醇二丙烯酸酯反应，制得厚朴酚聚合物，所述前体药物是由2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯和厚朴酚反应制得，对应的2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯的结构式为：厚朴酚的结构式为：前体药结构为：3.根据权利要求2所述的具有酸降解功能的厚朴酚聚合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将厚朴酚溶于第一溶剂中，充分搅拌，在酸性催化剂条件下，加入2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯，然后在温度为20-35℃的条件下发生反应，反应时间为3-5h，反应结束后，加少许有机碱将体系调成中性，采用柱层析纯化，制得厚朴酚前体药物；步骤二：将厚朴酚前体药物与二巯基试剂加入到第一溶剂中，混合均匀后，在有机碱的催化作用下，反应0.2-1h，之后将聚乙二醇二丙烯酸酯加入到体系中，反应1.5-3h，然后将聚合物缓慢滴加到大量的第二溶剂中，沉淀得到聚合物，收集沉淀物，置于真空干燥箱中，干燥20h以上。4.根据权利要求3所述的具有酸降解功能的厚朴酚聚合物的制备方法，其特征在于：所述第一溶剂为二氯甲烷，所述酸性催化剂为对甲苯磺酸；所述有机碱为三乙胺；所述第二溶剂为无水乙醚。5.根据权利要求4所述的具有酸降解功能的厚朴酚聚合物的制备方法，其特征在于：步
骤一中厚朴酚的质量分数是20％-40％，2-(乙烯氧基)乙基丙烯酸酯与厚朴酚的的投料摩尔比为：2.05-2.3:1，酸性催化剂的加入量是第一溶剂质量的0.3％-0.7％；步骤二中，厚朴酚前体药物官能团与聚乙二醇二丙烯酸酯中官能团的总摩尔量与二巯基试剂的官能团摩尔量比例为：1:1-1.02，第一溶剂的质量是厚朴酚前体药物质量的10-12倍，有机碱的加入量是第一溶剂质量的0.5％-1.2％。6.根据权利要求1所述具有酸降解功能的厚朴酚聚合物的应用，其特征在于：厚朴酚聚合物的微球作为药物传输载体对大肠杆菌的抗菌应用。

技术总结
本发明属于有机化学和高分子合成领域，特别涉及一种具有酸降解功能的厚朴酚聚合物及其制备方法及其应用。本发明采用如下技术方案：一种具有酸降解功能的厚朴酚聚合物，其特征在于，该聚合物结构具有如下所示结构：。通过采用上述方案，本发明提供一种新型的具有酸降解功能的厚朴酚聚合物及其制备方法及其抗菌应用。厚朴酚聚合物及其制备方法及其抗菌应用。厚朴酚聚合物及其制备方法及其抗菌应用。


技术研发人员：黄帅帅 张明 孙旻一 王雪 任雨 岑东 翁国斌
受保护的技术使用者：宁波市鄞州区第二医院（宁波市鄞州区第二医院医共体总院,宁波市泌尿肾病医院）
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/12