聚N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺－肼屈嗪前藥的合成及表征

邢曉虎，張 娟，張亞洲，鐘林桔

(西北大學應用化學研究所，陜西西安 710069)

肼屈嗪(HYD)是一種抑制平滑肌收縮的降壓藥，它通過直接作用于平滑肌從而達到降壓效果[1－2]。與其他降壓藥物相比，HYD能夠適度遲緩的顯著降壓[3]。但其臨床應用因半衰期短，免疫介導而受限制[4]。因為PHPMA無毒、具有良好生物相容性和水溶性，非免疫原性，并且可根據需要對其結構進行修飾[5]，所以是良好的藥物載體。以其為載體的大分子前藥，具有良好的水溶性，且釋藥半衰期得以延長。本文以丁二酸酐為連接基，將HYD與PHPMA相連，合成了PHPMAHYD大分子前藥。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

德國艾樂曼元素分析系統公司(VarioEL III元素分析儀);美國TA公司(DSC-2910熱分析儀，溫度測定范圍30～400℃，升溫速度10℃/min;日本島津股份有限公司(UV-1700紫外分光光度計);德國布魯克公司(EQUINOX-55型傅里葉紅外光譜儀)。

鹽酸肼屈嗪(化學純，山東淄博化學有限公司);丁二酸酐(分析純，天津市遠航化學品有限公司);4-二甲氨基吡啶(DMAP，工業純)，1，4-二氧六環，N，N-二環己基碳二亞胺(DCC，化學純)，(均為成都化工股份有限公司);三乙胺、甲基丙烯酰氯、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，乙腈(均為化學純，國藥集團化學試劑有限公司);偶氮二異丁腈(AIBN，江蘇常州瑞克化工有限公司，化學純);二甲亞砜(DMSO)、異丙醇胺、無水碳酸氫鈉、無水硫酸鈉(均為化學純，天津大茂化學試劑廠)。

1.2 合成方法

1.2.1 HPMA的合成 在150 mL的圓底瓶中，加入20 mL丙酮、9.4 g異丙醇胺、10.0 g無水NaHCO3，冰鹽浴，冷卻至－10℃，用恒壓滴液漏斗緩慢滴加30 mL丙酮和10.5 g甲基丙烯酰氯的混合液，快速攪拌，并保持溶液溫度不高于0℃，滴加完畢后，繼續在0℃下反應1 h，然后升溫至15℃，反應30 min后，加入9.5 g無水 Na2SO4，抽濾，留濾液減壓蒸餾，除去大多數溶劑后，在－20℃下冷卻結晶，抽濾，得白色固體，用丙酮重結晶4次后，干燥，稱重11.2 g，產率80.4%，測定熔點69 ～70℃，文獻值:70℃[6])。元素分析—質量分數(%)，C7H13N02實測值 －(理論值)%:C，58.23(58.74);H，9.85(9.77);N，9.98(9.79)。

1.2.2 PHPMA的合成 向100 mL的燒瓶中，依次加入 8.0 gHPMA、55 mL無水乙醇，1.3 g AIBN，通氮氣于液面下5 mins(排出空氣)，密封并緩慢升溫至60℃(油浴溫度)，反應24 h后，減壓蒸餾，除去大部分溶劑，并加入40 mL無水乙醚劇烈攪拌，抽濾，得到的固體，用丙酮浸泡5 h后，抽濾，得到白色粉末，干燥稱重 6.8 g，產率85.2%。黏度法測得其平均分子量為17 000(K:1.1 ×10－4，α:0.67[7])。

1.2.3 PHPMA-丁二酸酯的合成 在100 mL的圓底瓶中，加入40 mL新蒸的DMSO，2.8 g丁二酸酐，0.9 g DMAP，8.0 g PHPMA，攪拌溶解后，緩慢升溫至70℃，反應24 h后，減壓蒸餾，除去溶劑，加入30 mL丙酮，抽濾，得到白色沉淀，分別用冷的異丙醇，無水乙醚和丙酮洗滌，常溫干燥。得白色固體8.2 g。

1.2.4 PHPMA-HYD的合成 在100 mL的圓底瓶中，加入新蒸的25 mL DMSO，0.9 g鹽酸肼屈嗪，0.8 g DCC，4.0 g PHPMA-丁二酸酯，攪拌溶解后，加入 1.6 mL三乙胺(TEA)，緩慢升溫至60℃，反應15 h后，抽濾，留濾液減壓蒸餾，除去溶劑，加入40 mL丙酮，抽濾，得到沉淀，分別用冷的異丙醇、無水乙醚和丙酮洗滌后，干燥得淡黃色固體 4.1 g。用 UV[8]測定該前藥的載藥量為10.3%(A=0.485C+0.017，A 為吸光度，C(10－4mol/L)。

2 結果與討論

2.1 PHPMA-HYD的合成路線

第一步反應，以無水NaHCO3作為縛酸劑，通過?；磻玫紿PMA;第二步通過AIBN引發的聚合反應，得到PHPMA;第三步，PHPMA與丁二酸酐反應，得到PHPMA-丁二酸酯;第四步反應，通過酰胺鍵，將HYD與PHPMA-丁二酸酯相連，得到PHPMA-HYD大分子前藥，具體路線如圖1所示。

2.2 PHPMA-HYD紅外及DSC圖譜分析

在PHPMA-HYD的IR圖譜(圖2)中，3 390 cm－1附近寬峰為前藥中羥基的伸縮振動吸收峰，2 932，2 853，1 457 cm－1分別是與氨基相連的亞甲基的不對稱、對稱伸縮振動和變形振動吸收峰。1 642 cm－1左右為酰胺鍵中羰基的伸縮振動、1 530 cm－1與1 273 cm－1分別是酰胺鍵中胺基的彎曲振動和碳氮鍵的伸縮振動吸收峰;1 726 cm－1和1 200 ～1 000 cm－1之間的強吸收峰分別為前藥中酯羰基的伸縮振動峰和C—O—C的伸縮振動峰;766 cm－1為苯環的4個鄰接氫的吸收峰;以上則可說明HYD已連接到PHPMA大分子上。

圖3是HYD和前藥的DSC熱分析圖譜，從中可以看出 PHPMA-HYD的熔點為 103.4℃，HYD的熔點為273.2℃，在前藥的DSC圖譜中，273.2℃附近沒有明顯吸收峰出現，由此可以說明:PHPMA與HYD反應生成了PHPMA-HYD大分子前藥，且反應產物有很高的純度。

圖1 PHPMA-HYD的合成路線Fig.1 The synthesized route of PHPMA-HYD

圖2 PHPMA-HYD的紅外吸收圖譜Fig.2 The IR spectra of PHPMA-HYD

圖3HYD和PHPMA-HYD的DSC圖譜Fig.3 The DSC of HYD and PHPMA-HYD

2.3 溶劑對PHPMA-HYD前藥載藥量的影響

按照1.2.4節的所示方法，在反應溫度和時間固定的情況下，選擇不同的溶劑進行對比實驗，結果見表1。

由表1數據可以看出，HYD在前藥中的載藥量隨溶劑極性的增大而增大，并在DMSO中載藥量達到最大;這是因為PHPMA每個結構單元中都有一個羥基，為極性大分子，易溶于極性溶劑[9]，DMSO作為溶劑不僅極性大，而且PHPMAHYD在該溶劑中的溶解度隨溫度變化差別也比較大，便于處理。所以最佳溶劑為DMSO。

表1 溶劑對PHPMA-HYD載藥量影響Tab.1 The content of HYD influenced by solvents

2.4 反應溫度和時間對PHPMA-HYD前藥載藥量的影響

在反應時間為15h，溶劑為DMSO的條件下，對不同反應溫度進行對比實驗，結果如圖4所示。從圖4可以看出，反應溫度對PHPMA-HYD的載藥量影響很大。當反應溫度由30℃上升至60℃時，HYD在大分子前藥中的載藥量由2.8%增長至10.3%，可能是因為反應位阻較大，溫度較低時，反應活性不高，反應進行的比較慢，但當溫度高于60℃且繼續升高時，載藥量逐漸降低，這可能是因為在較高的溫度條件下DCC，DMSO與PHPMA發生普菲茨納 －莫法特氧化反應[8](Pfitzner-Moffatt氧化反應、Moffatt氧化反應)，使前藥的載藥量降低。因此，反應溫度不宜過高，以60℃為宜。

圖4 反應溫度對PHPMA-HYD載藥率的影響Fig.4 The influence of temperature to the content of HYD

在反應溫度為60℃，溶劑為DMSO的條件下，對不同反應時間進行對比實驗，結果如圖5所示。從圖5可以看出，當反應時間由5h增加至15h，載藥量由5.2%增加到10.3%，但隨著反應時間的增加，載藥量隨之降低，可能是因為反應時間過長，部分產物分解。所以反應時間以15h為宜。

圖5 反應時間對PHPMA-HYD載藥率的影響Fig.5 The influence of time to the content of HYD

3 結論

本文以丁二酸酐為連接基團，PHPMA為藥物載體，將HYD連接到PHPMA上，得到 PHPMAHYD大分子前藥。并利用FTIR、紫外吸收光譜和DSC對前藥進行了表征，HYD在前藥中的載藥率達到10.3%，該方法操作簡單，易行，具有較好的應用前景。

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