[发明专利]酶和pH双重响应性共聚物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种酶和pH双重响应性共聚物，其特征在于分子结构如下：

2.一种酶和pH双重响应性共聚物的制备方法，其特征在于按如下步骤：

(一)、制备第一代线形-树枝状嵌段共聚物PNVP-Phe-Lys-b-G₁

(1)、制备具有黄原酸酯末端的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)PNVP-X；

(2)、制备(2-丙烯酰氨基乙基)氨基甲酸叔丁酯

以三乙胺为缚酸剂，用(2-氨基乙基)氨基甲酸叔丁酯与丙烯酰氯反应制备(2-丙烯酰氨基乙基)氨基甲酸叔丁酯，(2-丙烯酰氨基乙基)氨基甲酸叔丁酯的分子结构如下：

(3)、制备具有末端单Boc保护氨基的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)PNVP-NHBoc

在反应容器中加入正丁胺、PNVP-X、三-(2-羧乙基)膦(TCEP)，正丁胺，PNVP-X和TCEP三者的物质的量比为1:100～120:280～320，每mL二氯甲烷中溶有0.1～1g PNVP-X，按物质的量计再加入占前述三者总量0.05％～0.25％的三丁基膦(PBu₃)，搅拌溶解后，加入(2-丙烯酰氨基乙基)氨基甲酸叔丁酯和正己胺，PNVP-X、(2-丙烯酰氨基乙基)氨基甲酸叔丁酯和正己胺的物质的量比为1:1～1.5:1～2，搅拌反应4～10h；用石油醚共沉淀2～6次，再在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得具有单Boc保护氨基末端的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)PNVP-NHBoc，PNVP-NHBoc的分子结构如下：

(4)、制备具有末端氨基的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)PNVP-NH₂

在反应容器中加入PNVP-NHBoc和CH₂Cl₂，其中每mL CH₂Cl₂中含有0.01～0.04mmol的PNVP-NHBoc，搅拌溶解，加入稀盐酸将pH调节为4～5，搅拌反应4～8h，用NaOH溶液调节pH为中性，过滤，在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得具有末端氨基的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)PNVP-NH₂，PNVP-NH₂的分子结构如下：

(5)、制备具有末端Fmoc氨基苯丙氨酸的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)PNVP-Phe-NHFmoc在反应容器中加入N-芴甲氧羰基-L-苯丙氨酸和浓度v/v＝1/1的乙醇水溶液，每mL乙醇水溶液中含有0.01～0.05g的N-芴甲氧羰基-L-苯丙氨酸，搅拌溶解，加入PNVP-NH₂和1-羟基苯并三唑(HOBt)，其中PNVP-NH₂、HOBt、N-芴甲氧羰基-L-苯丙氨酸的物质的量比为1:1～3:3～6，搅拌20～40min后加入N,N-二异丙基碳二亚胺(DIC)，PNVP-NH₂与DIC物质的量比为1:4～8，搅拌反应18～30h；粗产物用冷乙醚共沉淀2～5次，在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得PNVP-Phe-NHFmoc，PNVP-Phe-NHFmoc的分子结构如下：

(6)、制备具有末端氨基苯丙氨酸的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)PNVP-Phe-NH₂

在反应容器中加入PNVP-Phe-NHFmoc、4-甲基哌啶和二甲基甲酰胺(DMF)，其中PNVP-Phe-NHFmoc和4-甲基哌啶的物质的量比为1:15～20，4-甲基哌啶和DMF的体积比为1:3～6，搅拌反应20～40min，用冷乙醚共沉淀2～3次，在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得PNVP-Phe-NH₂，PNVP-Phe-NH₂的分子结构如下：

(7)、制备PNVP-Phe-Lys-NHBoc

在反应容器中加入N-9-芴甲氧羰基-N-叔丁氧羰基-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(Boc)-OH)和DMF，每mL的DMF中含有0.02～0.04mmol的Fmoc-Lys(Boc)-OH，搅拌溶解，加入PNVP-Phe-NH₂和HOBt，其中PNVP-Phe-NH₂、HOBt、Fmoc-Lys(Boc)-OH的三者的物质的量比为1:1～3:2～4，搅拌20～40min后加入N,N-二异丙基碳二亚胺(DIC)，PNVP-NH₂与DIC物质的量比为1:3～6，搅拌反应18～30h，粗产物用冷乙醚共沉淀2～5次，在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得PNVP-Phe-Lys-NHBoc，PNVP-Phe-Lys-NHBoc的分子结构如下：

(8)、制备PNVP-Phe-Lys-NH₂

在反应容器中加入PNVP-Phe-Lys-NHBoc和CH₂Cl₂，其中每mL CH₂Cl₂中含有0.01～0.04mmol的PNVP-Phe-Lys-NHBoc，搅拌溶解，加入稀盐酸调节pH为4～5，搅拌反应4～10h，用NaOH溶液调节pH为中性，在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得PNVP-Phe-Lys-NH₂，PNVP-Phe-Lys-NH₂的分子结构如下：

(9)、制备异亚丙基-2,2-二(羟甲基)丙酸酐

先用2,2-二(羟甲基)丙酸与2,2-二甲氧基丙烷反应制备异亚丙基-2,2-二(羟甲基)丙酸，再以得到的异亚丙基-2,2-二(羟甲基)丙酸为原料，以N,N'-二环己基碳二亚胺为脱水剂制备异亚丙基-2,2-二(羟甲基)丙酸酐；

(10)、制备PNVP-Phe-Lys-b-G₁

在反应容器中加入PNVP-Phe-Lys-NH₂、异亚丙基-2,2-二(羟甲基)丙酸酐、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、三乙胺(NEt₃)和DMF，其中DMAP、PNVP-Phe-Lys-NH₂、异亚丙基-2,2-二(羟甲基)丙酸酐和NEt₃四者的物质的量比为1:3～6:6～10:1500～2000，NEt₃和DMF的体积比为1:2～5，搅拌反应30～50h后，用冷乙醚共沉淀2～6次，在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得PNVP-Phe-Lys-b-G₁，PNVP-Phe-Lys-b-G₁的分子结构如下：

(二)、制备第二代线形-树枝状嵌段共聚物PNVP-Phe-Lys-b-G₂

(1)、制备PNVP-Phe-Lys-b-G₁-OH

在反应容器中加入PNVP-Phe-Lys-b-G₁和甲醇/四氢呋喃(THF)混合溶液，其中每mL甲醇/四氢呋喃(THF)混合溶液中含有0.001～0.004mmol的PNVP-Phe-Lys-b-G₁，甲醇/四氢呋喃(THF)混合溶液的甲醇和THF的体积比为1:1～3，加入浓硫酸调节pH至2～4，搅拌反应15～30h，用氨水中和，过滤，旋蒸，在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得PNVP-Phoce-Lys-b-G₁-OH，PNVP-Phe-Lys-b-G₁-OH的分子结构如下：

(2)、制备第二代线形-树枝状嵌段共聚物PNVP-Phe-Lys-b-G₂

在反应容器中加入PNVP-Phe-Lys-b-G₁-OH、异亚丙基-2,2-二(羟甲基)丙酸酐、DMAP、吡啶/CH₂Cl₂混合溶液，其中PNVP-Phe-Lys-b-G₁-OH、DMAP、异亚丙基-2,2-二(羟甲基)丙酸酐的物质的量比为1:1～4:2～5，吡啶与CH₂Cl₂体积比为v:v＝1～2:1，每mL吡啶/CH₂Cl₂混合溶液中含有0.01～0.04mmol的PNVP-Phe-Lys-b-G₁-OH，搅拌反应36～60h后，用冷乙醚共沉淀2～6次，在蒸馏水中透析2～5天，冷冻干燥，制得PNVP-Phe-Lys-b-G₂，PNVP-Phe-Lys-b-G₂的分子结构如下：

(三)、制备第三代和第四代线形-树枝状嵌段共聚物PNVP-Phe-Lys-b-G₃和PNVP-Phe-Lys-b-G₄

用步骤二(2)得到的PNVP-Phe-Lys-b-G₂代替步骤二(1)中的PNVP-Phe-Lys-b-G₁，重复步骤二(1)和步骤二(2)，得到PNVP-Phe-Lys-b-G₃；再以此步骤中得到的PNVP-Phe-Lys-b-G₃代替步骤二(1)中的PNVP-Phe-Lys-b-G₁，重复步骤二(1)和步骤二(2)，得到PNVP-Phe-Lys-b-G₄，

PNVP-Phe-Lys-b-G₃的分子结构如下：

PNVP-Phe-Lys-b-G₄的分子结构如下：

3.如权利要求1所述的酶和pH双重响应性共聚物的应用，其特征在于用于制备抗癌药物的靶向释放载体。