水溶性的pei化壳聚糖的合成

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1、水溶性的PEI化壳聚糖的合成　　摘要：壳聚糖是天然聚多糖甲壳素的脱乙酰产物，具有生物兼容性、生物降解性、无毒性。作为天然阳离子聚合物，壳聚糖具有正电性和特殊性能，因而壳聚糖及其衍生物可广泛用作药物和基因载体。但是其水溶性不好，单纯壳聚糖转染效率也不高，这就大大限制其应用范围。为了提高壳聚糖的溶解性和转染效率，对壳聚糖进行化学修饰极其必要。聚乙二醇能够有效提高水溶性，当其与药物相连时能增大分子量，减少肾消除延长半衰期，增加药物稳定性，并且PEG链包裹在药物表面，能够遮蔽药物的抗原，降低药物的免疫原性。我们通过合成了O-聚乙二醇单甲醚-N-马来酸酐-聚乙烯亚胺壳聚糖衍生物

2、。合成的最终产物，不仅提高壳聚糖的水溶性和稳定性，提高转染效率，而且由于引入大量的活性氨基，则便于壳聚糖的进一步修饰。反应合成的中间体和最终产物都通过1HNMR和FTIR表征。　　关键词：壳聚糖；基因载体；改性；聚乙二醇；聚乙烯亚胺　　中图分类号：O636文献标识码：A6　　壳聚糖是天然聚多糖甲壳素的脱乙酰产物，具有生物兼容性、生物降解性、无毒性。作为天然阳离子聚合物，壳聚糖具有正电性和特殊性能，因而壳聚糖及其衍生物可广泛用作药物和基因载体。但是其水溶性不好，则大大限制其应用范围。为此本课题通过对壳聚糖的修饰，旨在提高其水溶性。与此同时，壳聚糖作为基因载体，其转染效率

3、也不太理想。为此我们也通过对壳聚糖的修饰，提高含氮量来提高转染效率。所以，通过修饰得到的壳聚糖衍生物水溶性好，转染效率高，稳定性好，免疫原性低，可作为更加理想的基因载体使用。　　1水溶性的PEI化壳聚糖的合成实验　　在水溶性的PEI化壳聚糖的合成实验中主要使用的是分子量2000的聚乙二醇单甲醚，当聚乙二醇与药物相连时，能够增大药物的分子量，减少肾消除延长半衰期，增加药物稳定性，并且PEG链包裹在药物表面，能够遮蔽药物的抗原，降低药物的免疫原性。　　1.1实验合成路线　　通过相关文献的查阅，为合成目标产物O-聚乙二醇单甲醚-N-马来酸酐-聚乙烯亚胺壳聚糖（mPEG-CS

4、-N-MA-PEI），设计了如下的合成路线。首先完成碘代聚乙二醇单甲醚的合成，而后完成N-邻苯二甲酸酐壳聚糖的合成，再次依次完成O-聚乙二醇单甲醚壳聚糖的合成、O-聚乙二醇单甲醚-N-马来酸酐壳聚糖的合成、O-聚乙二醇单甲醚-N-马来酸酐-聚乙烯亚胺壳聚糖的合成等。　　1.2实验仪器及药品　　1.2.1实验仪器　　NMR：BrukerAV400型核磁共振仪，真空泵（SHZ（Ⅲ）循环水式多用真空泵），FT-IR：Perkin-Elmer2000型红外光谱仪（KBr压片），真空干燥箱（DZF-150型），加热搅拌器（DF-10B集热恒温磁力搅拌器），水泵（SHZ-D（Ⅲ）

5、循环水式真空泵），旋转蒸发仪（RE-5299），透析袋（截留分子量为8000-14000，北京索莱宝科技公司）。6　　1.2.2实验试剂　　壳聚糖：南京卫康生物制品有限公司，脱乙酰度>90%，分子量48KDa；聚乙二醇单甲醚（mPEG）：韩国Hannong化学公司，分子量2KDa；聚乙烯亚胺（PEI）：武汉强龙化工有限公司，分子量2KDa；马来酸酐：成都市科龙化工试剂厂，含量99.5%；亚磷酸三苯酯：成都市科龙化工试剂厂，含量98.0%；CH3I，DMSO，甲苯，乙醚，成都市科龙化工试剂厂。　　1.3实验步骤　　1.3.1碘代聚乙二醇单甲醚（mPEGI）的制备　　称取

6、10gMPEG加入50mL三颈烧瓶中，再加入1.3mL亚磷酸三苯酯和0.6mL碘甲烷，在氮气保护下，升温至120℃，搅拌下反应8h后停止。反应完毕后冷却至室温，抽滤，所得滤液搅拌下倒入冰水中析出浅棕色固体，滤饼用乙醇索氏提取，直到提取液近乎无色为止。所得产品放置在红外灯下干燥，碾碎得浅棕色粉末。产率：89%。　　1.3.2N-邻苯二甲酸酐壳聚糖的制备　　称取5g壳聚糖和13.6g邻苯二甲酸酐加入200mL单颈瓶中，再加入100mLDMF，升温至130℃，搅拌条件下反应8h。反应完毕后冷却至室温，抽滤，所得滤液搅拌下倒入冰水中析出浅棕色固体，用乙醇洗涤两次，所得产品放置

7、在红外灯下干燥，碾碎得浅棕色粉末。产率：92%。　　1.3.3O-聚乙二醇单甲醚壳聚糖的制备　　称取1.5g邻苯二甲酸酐保护的壳聚糖，8gMPEGI和0.8gAg2O加入到500mL三口瓶中，充入氩气，再加入90mLDMF，升温至60℃，搅拌下条件下反应16h后，再加入60mL水合肼和100mL蒸馏水，升温至90℃6后接着再反应15h。反应完毕后冷却至室温，过滤，滤液浓缩，在滤液中加入硫酸钠分液，取上层黄色油状粗产物，装入透析袋中透析4天，减压浓缩，真空干燥，得浅色固体化合物。　　1.3.4O-聚乙二醇单甲醚-N-马来酸酐壳聚糖的制备　　称取1.2g