聚N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺－肼屈嗪前药的合成及表征

邢晓虎，张 娟，张亚洲，钟林桔

(西北大学应用化学研究所，陕西西安 710069)

肼屈嗪(HYD)是一种抑制平滑肌收缩的降压药，它通过直接作用于平滑肌从而达到降压效果[1－2]。与其他降压药物相比，HYD能够适度迟缓的显著降压[3]。但其临床应用因半衰期短，免疫介导而受限制[4]。因为PHPMA无毒、具有良好生物相容性和水溶性，非免疫原性，并且可根据需要对其结构进行修饰[5]，所以是良好的药物载体。以其为载体的大分子前药，具有良好的水溶性，且释药半衰期得以延长。本文以丁二酸酐为连接基，将HYD与PHPMA相连，合成了PHPMAHYD大分子前药。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

德国艾乐曼元素分析系统公司(VarioEL III元素分析仪);美国TA公司(DSC-2910热分析仪，温度测定范围30～400℃，升温速度10℃/min;日本岛津股份有限公司(UV-1700紫外分光光度计);德国布鲁克公司(EQUINOX-55型傅里叶红外光谱仪)。

盐酸肼屈嗪(化学纯，山东淄博化学有限公司);丁二酸酐(分析纯，天津市远航化学品有限公司);4-二甲氨基吡啶(DMAP，工业纯)，1，4-二氧六环，N，N-二环己基碳二亚胺(DCC，化学纯)，(均为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(均为化学纯，国药集团化学试剂有限公司);偶氮二异丁腈(AIBN，江苏常州瑞克化工有限公司，化学纯);二甲亚砜(DMSO)、异丙醇胺、无水碳酸氢钠、无水硫酸钠(均为化学纯，天津大茂化学试剂厂)。

1.2 合成方法

1.2.1 HPMA的合成 在150 mL的圆底瓶中，加入20 mL丙酮、9.4 g异丙醇胺、10.0 g无水NaHCO3，冰盐浴，冷却至－10℃，用恒压滴液漏斗缓慢滴加30 mL丙酮和10.5 g甲基丙烯酰氯的混合液，快速搅拌，并保持溶液温度不高于0℃，滴加完毕后，继续在0℃下反应1 h，然后升温至15℃，反应30 min后，加入9.5 g无水 Na2SO4，抽滤，留滤液减压蒸馏，除去大多数溶剂后，在－20℃下冷却结晶，抽滤，得白色固体，用丙酮重结晶4次后，干燥，称重11.2 g，产率80.4%，测定熔点69 ～70℃，文献值:70℃[6])。元素分析—质量分数(%)，C7H13N02实测值 －(理论值)%: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的烧瓶中，依次加入 8.0 gHPMA、55 mL无水乙醇，1.3 g AIBN，通氮气于液面下5 mins(排出空气)，密封并缓慢升温至60℃(油浴温度)，反应24 h后，减压蒸馏，除去大部分溶剂，并加入40 mL无水乙醚剧烈搅拌，抽滤，得到的固体，用丙酮浸泡5 h后，抽滤，得到白色粉末，干燥称重 6.8 g，产率85.2%。黏度法测得其平均分子量为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的圆底瓶中，加入40 mL新蒸的DMSO，2.8 g丁二酸酐，0.9 g DMAP，8.0 g PHPMA，搅拌溶解后，缓慢升温至70℃，反应24 h后，减压蒸馏，除去溶剂，加入30 mL丙酮，抽滤，得到白色沉淀，分别用冷的异丙醇，无水乙醚和丙酮洗涤，常温干燥。得白色固体8.2 g。

1.2.4 PHPMA-HYD的合成 在100 mL的圆底瓶中，加入新蒸的25 mL DMSO，0.9 g盐酸肼屈嗪，0.8 g DCC，4.0 g PHPMA-丁二酸酯，搅拌溶解后，加入 1.6 mL三乙胺(TEA)，缓慢升温至60℃，反应15 h后，抽滤，留滤液减压蒸馏，除去溶剂，加入40 mL丙酮，抽滤，得到沉淀，分别用冷的异丙醇、无水乙醚和丙酮洗涤后，干燥得淡黄色固体 4.1 g。用 UV[8]测定该前药的载药量为10.3%(A=0.485C+0.017，A 为吸光度，C(10－4mol/L)。

2 结果与讨论

2.1 PHPMA-HYD的合成路线

第一步反应，以无水NaHCO3作为缚酸剂，通过酰化反应得到HPMA;第二步通过AIBN引发的聚合反应，得到PHPMA;第三步，PHPMA与丁二酸酐反应，得到PHPMA-丁二酸酯;第四步反应，通过酰胺键，将HYD与PHPMA-丁二酸酯相连，得到PHPMA-HYD大分子前药，具体路线如图1所示。

2.2 PHPMA-HYD红外及DSC图谱分析

在PHPMA-HYD的IR图谱(图2)中，3 390 cm－1附近宽峰为前药中羟基的伸缩振动吸收峰，2 932，2 853，1 457 cm－1分别是与氨基相连的亚甲基的不对称、对称伸缩振动和变形振动吸收峰。1 642 cm－1左右为酰胺键中羰基的伸缩振动、1 530 cm－1与1 273 cm－1分别是酰胺键中胺基的弯曲振动和碳氮键的伸缩振动吸收峰;1 726 cm－1和1 200 ～1 000 cm－1之间的强吸收峰分别为前药中酯羰基的伸缩振动峰和C—O—C的伸缩振动峰;766 cm－1为苯环的4个邻接氢的吸收峰;以上则可说明HYD已连接到PHPMA大分子上。

图3是HYD和前药的DSC热分析图谱，从中可以看出 PHPMA-HYD的熔点为 103.4℃，HYD的熔点为273.2℃，在前药的DSC图谱中，273.2℃附近没有明显吸收峰出现，由此可以说明:PHPMA与HYD反应生成了PHPMA-HYD大分子前药，且反应产物有很高的纯度。

图1 PHPMA-HYD的合成路线Fig.1 The synthesized route of PHPMA-HYD

图2 PHPMA-HYD的红外吸收图谱Fig.2 The IR spectra of PHPMA-HYD

图3HYD和PHPMA-HYD的DSC图谱Fig.3 The DSC of HYD and PHPMA-HYD

2.3 溶剂对PHPMA-HYD前药载药量的影响

按照1.2.4节的所示方法，在反应温度和时间固定的情况下，选择不同的溶剂进行对比实验，结果见表1。

由表1数据可以看出，HYD在前药中的载药量随溶剂极性的增大而增大，并在DMSO中载药量达到最大;这是因为PHPMA每个结构单元中都有一个羟基，为极性大分子，易溶于极性溶剂[9]，DMSO作为溶剂不仅极性大，而且PHPMAHYD在该溶剂中的溶解度随温度变化差别也比较大，便于处理。所以最佳溶剂为DMSO。

表1 溶剂对PHPMA-HYD载药量影响Tab.1 The content of HYD influenced by solvents

2.4 反应温度和时间对PHPMA-HYD前药载药量的影响

在反应时间为15h，溶剂为DMSO的条件下，对不同反应温度进行对比实验，结果如图4所示。从图4可以看出，反应温度对PHPMA-HYD的载药量影响很大。当反应温度由30℃上升至60℃时，HYD在大分子前药中的载药量由2.8%增长至10.3%，可能是因为反应位阻较大，温度较低时，反应活性不高，反应进行的比较慢，但当温度高于60℃且继续升高时，载药量逐渐降低，这可能是因为在较高的温度条件下DCC，DMSO与PHPMA发生普菲茨纳 －莫法特氧化反应[8](Pfitzner-Moffatt氧化反应、Moffatt氧化反应)，使前药的载药量降低。因此，反应温度不宜过高，以60℃为宜。

图4 反应温度对PHPMA-HYD载药率的影响Fig.4 The influence of temperature to the content of HYD

在反应温度为60℃，溶剂为DMSO的条件下，对不同反应时间进行对比实验，结果如图5所示。从图5可以看出，当反应时间由5h增加至15h，载药量由5.2%增加到10.3%，但随着反应时间的增加，载药量随之降低，可能是因为反应时间过长，部分产物分解。所以反应时间以15h为宜。

图5 反应时间对PHPMA-HYD载药率的影响Fig.5 The influence of time to the content of HYD

3 结论

本文以丁二酸酐为连接基团，PHPMA为药物载体，将HYD连接到PHPMA上，得到 PHPMAHYD大分子前药。并利用FTIR、紫外吸收光谱和DSC对前药进行了表征，HYD在前药中的载药率达到10.3%，该方法操作简单，易行，具有较好的应用前景。

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