[发明专利]一种新型阳离子类脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的单链阳离子类脂及其制备方法和在荷基因纳米载体中的应用，属 于化学技术领域。

背景技术

基因治疗是现代癌症治疗的热点，并且正在逐步变成现实。基因治疗的主要目的是成功 的将遗传物质传递到目标组织、器官或者细胞。然而裸露的治疗基因容易被核酸酶降解，表 现出很差的细胞摄取效率。因此制备安全高效的基因载体就成为成功的基因治疗的一个必要 条件。

病毒载体可以有效的转染遗传物质进入宿主细胞，但是它们有很多不足，比如容易致癌， 致突变，可能诱导免疫应答从而使得转基因表达消失。因此人们越来越多的把目光投向了非 病毒载体。非病毒载体中的纳米载体有一系列的工艺优势，比如制备简单，储存稳定，耐热 压灭菌和冷冻干燥等等。阳离子纳米载体由于可以静电吸附基因，构成稳定的荷基因纳米复 合物而日益得到了广泛的研究。目前的研究主要集中在体外实验，毒性仍然是这类载体应用 于基因治疗的主要障碍，而载体的毒性则主要取决于制备过程中使用的阳离子类脂。

单链阳离子类脂，如溴化十六烷基三甲铵(CTAB)，被作为表面活性剂广泛用于多种纳 米载体的制备，其制备的阳离子纳米载体展现出较强的荷基因能力和较高的转染效率。但是 据报道单链的阳离子脂质和双链的相比毒性较高，影响了细胞的耐受和基因的转染。有学者 指出，含有酯键的单链阳离子脂质由于可以易生物降解和代谢，毒性则会大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效低毒的单链阳离子类脂；本发明的另一目的在于提供该 单链阳离子类脂的制备方法；本发明的再一目的在于应用该单链阳离子类脂作为表面活性剂 用于荷基因纳米载体的构建。

本发明的技术方案是：

本发明合成了一种作为乳化剂的单链阳离子类脂，具有如下结构通式：

式(IV)

其中n为4-12的整数，R为碳原子数为8-20的直链烷烃基团。

优选的，n为5-8，R为10-14的直链烷烃基团；更优选地，n为6，R为12的直链烷 烃基团。

本发明单链阳离子类脂的制备方法包括如下步骤：

式(I)

式(II)

式(III)

式(IV)

(1)赖氨酸在碱性条件下加入二碳酸二叔丁酯(Boc)保护氨基，得式(I)所示二碳酸 二叔丁酯(Boc)保护的赖氨酸；于二碳酸二叔丁酯(Boc)保护的赖氨酸中加入直链烷烃的 二醇混合用无水二氯甲烷溶解，在催化剂4-二甲氨基吡啶，脱水剂1-乙基-(3-二甲基氨基 丙基)碳二亚胺盐酸盐和三乙胺或者N，N’-二环己基碳二亚胺的混合物作用下反应，形成第一 个酯键，得到式(II)的产物；

(2)于甘氨酸烷基二醇酯中加入烷酸用无水二氯甲烷溶解，在催化剂4-二甲氨基吡啶， 脱水剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和三乙胺或者N，N’-二环己基碳二亚胺 的混合物作用下反应，形成第二个酯键，得式(III)中的产物；之后用硅胶柱分离纯化，加 入饱和浓盐酸反应脱去二碳酸二叔丁酯(Boc)保护基得式(IV)中最终的产物。

本发明单链阳离子类脂的制备方法优选的包括如下步骤：

(1)赖氨酸用1-3mol/L的氢氧化钠溶解，二碳酸二叔丁酯(Boc)用四氢呋喃稀释后 滴加进入赖氨酸溶液中，冰浴反应1-3小时，之后室温反应，每隔2-5小时加入氢氧化钠 控制pH值在8-9，反应24-48小时后，萃取分离，减压蒸干水，即得二碳酸二叔丁酯(Boc) 保护的赖氨酸；

(2)二碳酸二叔丁酯(Boc)保护的赖氨酸和直链烷烃的二醇混合，加入催化剂4-二甲 氨基吡啶，脱水剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和三乙胺或者N，N’-二环己 基碳二亚胺的混合物，用无水二氯甲烷溶解，冰浴反应1-3小时，再室温搅拌24-72小时 后，同(1)中后处理得到式(II)的产物；

(3)上述(2)中产物加入烷酸，催化剂4-二甲氨基吡啶，脱水剂1-乙基-(3-二甲基 氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和三乙胺或者N，N’-二环己基碳二亚胺的混合物，用无水二氯甲烷 溶解，冰浴反应1-3小时，再室温搅拌24-72小时后，同(1)中后处理得式(III)中的产 物；