聚乙二醇单甲醚偶联的丝裂霉素C 前药的合成

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)

翼状胬肉是我国西北地区最常见的眼表疾病之一，临床主要采用手术中联用抗代谢药物丝裂霉素C(MMC)为治疗手段，目前没有其他成熟、等效的替代方案。丝裂霉素C 属于抗肿瘤抗生素，毒副作用较大，用丝裂霉素C 滴眼虽能有效阻止胬肉复发，但有较强的眼内毒副作用［1］。翼状胬肉生长的主要过程发生在眼表，而丝裂霉素C 的眼内副作用则常由角膜吸收所导致。药物的分子量对角膜吸收的影响很大，高分子药物难以通过角膜吸收［2］。本研究将丝裂霉素C 与聚乙二醇(PEG)制备为高分子前药，以减少其角膜吸收，从而使其在翼状胬肉等结膜、眼表疾病的应用中，降低全眼副作用。

PEG 为线性结构，具有良好的水溶性和生物相溶性，无毒、无免疫性、无致畸性且无抗原性［3］，是FDA 批准的药用合成聚合物之一［4］。在药物化学研究领域，PEG 可用来与药物通过化学反应形成共价键结合得到新药［5］。PEG 的接枝主要靠其端基的羟基作为化学反应的功能基团，由于PEG 的分子质量一般较大，两端的羟基活性较差，因此，一般情况下对天然产物及有机小分子药物的修饰，PEG 不直接与药物反应，而是采用连接臂对PEG 活化，引入更加活泼的基团与药物连接。PEG 与药物偶联常用的连接臂有乙酰基［6］、琥珀酸［7］、曼尼希基［8］等。MMC 上有3 个胺基，可以与琥珀酸的一个羧基以酰胺键连接，而琥珀酸的另一个羧基则可以与PEG 以酯键连接，在琥珀酸与MMC 连接时，由于酰胺键不易形成，为了提高反应收率，我们使用N-琥珀酰亚胺(NHS)活化的mPEG 琥珀酸酯与MMC 反应，提高了反应收率。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

丝裂霉素C、聚乙二醇2000 单甲醚均为化学纯;琥珀酸酐、吡啶、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二酰亚胺盐酸盐(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺、N-甲基吗啉、DMAP、DMSO(使用前经500 ℃活化的4A分子筛浸泡除水)均为分析纯;双蒸水;硅胶H。

UV-1780 紫外分光光度计;FD-1000 冷冻干燥机;PSL-1810 磁力搅拌低温槽。

1.2 实验方法

合成路线如下:

1.2.1 单甲醚聚乙二醇2000 琥珀酸酯(化合物1)的制备 向500 mL 圆底瓶中加入mPEG2000 20 g(10 mmol)，琥珀酸酐7.5 g(75 mmol)及5 mL 吡啶，氮气保护下回流反应24 h，蒸去溶剂，用饱和碳酸氢钠溶液溶解得混悬液，超声后用60 mL 乙酸乙酯萃取，水相调pH 至2，用60 mL 氯仿提取，氯仿层干燥后蒸干，得白色固体15 g，m.p.50 ～53 ℃。

1.2.2 单甲醚聚乙二醇2000 琥珀酰亚胺琥珀酸酯(mPEG2000-NHS，化合物2)的制备 向500 mL 圆底瓶中加入单甲醚聚乙二醇2000 琥珀酸酯(化合物1)15 g(7.5 mmol)，琥珀酰亚胺5 g(44 mmol)，1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二酰亚胺盐酸盐5 g(24 mmol)及5 mL N-甲基吗啉，加入二氧六环300 mL溶解后，在氮气保护下回流反应8 h。蒸去溶剂，用氯仿溶解，2 mol/L 盐酸60 mL 洗涤，氯仿层干燥后蒸干，得黄色油状物7 g，N2保护下保存。

1.2.3 丝裂霉素C-聚乙二醇单甲醚前药(mPEGMMC 化合物3)的制备 称取丝裂霉素C 0.05 g(0.15 mmol)、DMAP 0.036 g (0.3 mmol)于5 mL DMSO 中，搅拌，滴加溶有mPEG2000-NHS 0. 23 g(0.1 mmol)的2 mL DMSO 溶液，滴毕升温至50 ℃，反应24 h。将反应液直接倾入20 mL 水中，混匀后加入截留分子量为2000 透析袋中，透析4 d，期间每隔24 h 更换外液一次，通过TLC 法检测外液中的MMC，至无MMC 检出后结束透析。将袋内液体冷冻干燥得灰色粉末31 mg。

2 结果与讨论

2 mg 丝裂霉素C(MMC)与丝裂霉素C-聚乙二醇单甲醚前药(mPEG-MMC 化合物3，灰色粉末)7 mg分别使用双蒸水溶解，分别转移入250 mL 容量瓶中，定容，得待测液。分别使用紫外分光光度计扫描其全波长，结果见图1。

由图1 可知，灰色粉末与MMC 的紫外吸收曲线基本一致。由于该粉末在截留分子量2000 的透析袋中保留，可知其为mPEG2000 化的高分子化合物，其紫外吸收又与MMC 一致，因此可确证其为mPEG-MMC(化合物3)。

图1 丝裂霉素C(MMC)与丝裂霉素C-聚乙二醇单甲醚前药(mPEG-MMC)的紫外全波长光谱图Fig.1 UV spectra of MMC and mPEG-MMC

3 结论

以聚乙二醇2000 单甲醚及丝裂霉素C 为底物，经三步反应，制备了丝裂霉素C 的聚乙二醇单甲醚衍生物高分子前药，并通过紫外法对其结构进行了表征。从而获得一种有望减少丝裂霉素C 在眼表疾病应用中经角膜吸收导致的眼内副作用，具更大治疗窗的丝裂霉素C 前药。

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