摘 要

目前，肿瘤在全世界的发病率正在逐年增高，由于其高发性和高致死率，使其已成为危人类健康的重大疾病之一。现已开发出多种药物用于肿瘤的临床治疗，它们在人类对抗肿瘤疾病中发挥了不可替代的作用。美法仑是一种氨基酸氮芥类抗肿瘤药，可用于治疗多种肿瘤疾病，但是由于稳定性差，靶向性低，其临床应用受到了一定的限制。本文选用羧甲基壳聚糖作为药物载体，以能被癌细胞中高表达的组织蛋白酶L识别并剪切的多肽作为连接臂，与抗肿瘤药物美法仑结合制备了一种新型的水溶性高分子前药，以解决美法仑在临床应用中存在的不足。

前药的合成过程包括五个步骤：1.对叠氮苯甲酸与二氯亚砜反应生成对叠氮苯甲酰氯；2.多肽与美法仑酰胺化偶联；3.对叠氮苯甲酰氯与多肽修饰的美法仑酰胺化偶联；4.羧甲基壳聚糖与丙炔酸酰胺化偶联；5.叠氮基和炔基发生点击反应生成稳定的五元环结构，实现高分子前药的合成。并对产物及中间产物进行红外和核磁表征。

关键词：肿瘤；羧甲基壳聚糖；美法仑；多肽

Abstract

At present, the incidence of Malignant tumor in the world are increasing year by year. It’s high incidence and high mortality rate make it has become one of the major disease which have risk to human health. many anticancer drugs have been developed, which play an irreplaceable role in anticancer area. Melphalan is a kind of amino acid nitrogen mustard anti-tumor drugs, which is used to treat a wide variety of tumor diseases. The main obstacle for Melphalan in clinical application is due to its poor solubility and low targeting property. To solve these problems, we select carboxymethyl chitosan conjugating to Melphalan with peptidess which can be identified and cut by Cathepsin L ( highly expressed in cancer cells ) as connecting arm, to prepare a new kind of water-soluble polymer prodrug.

The total process consists of five steps. Firstly, 4-azidobenzoic acid react with thionyl chloride and generates 4- azidobenzoyl chloride. Secondly, amidation reaction occurs between Peptidess and Melphalan. Nextly, The 4- azidobenzoyl chloride coupling with the Melphalan which is modified by peptides. And then Carboxymethyl chitosan react with propiolic acid. Finally, using the click chemistry reaction between azide and alkynyl to complete the synthesis of polymeric prodrug.And do infrared and nuclear magnetic characterization for the product and intermediate.

Keywords： tumor；carboxymethyl chitosan；Melphalan；peptides

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 高分子前药 1

1.2.1 前药的概念 1

1.2.2 载体的选择 2

1.3 羧甲基壳聚糖 3

1.3.1 羧甲基壳聚糖简介 3

1.3.2 羧甲基壳聚糖的性能 3

1.3.3 羧甲基壳聚糖的应用 4

1.4 美法仑 5

1.4.1 美法仑的发现 5

1.4.2 美法仑的作用机制 5

1.4.2 美法仑的应用现状 5

1.5 智能给药系统 6

1.6 组织蛋白酶L 7

1.7 本课题的研究方案及预期目标 7

1.7.1 研究方案 7

1.7.2 预期目标 7

第2章 高分子前药的合成及表征 8

2.1 实验仪器和材料 8

2.1.1 主要仪器 8

2.1.2 实验材料 8

2.2 高分子前药的合成 9

2.2.1 对叠氮苯甲酰氯的合成 9

2.2.2 多肽与美法仑的反应 9

2.2.3 对叠氮苯甲酰氯与多肽修饰的美法仑的反应 10

2.2.4 羧甲基壳聚糖与丙炔酸的反应 10

2.2.5 对叠氮修饰的美法仑与炔基修饰的羧甲基壳聚糖反应 11

2.3 产物表征 12

2.3.1 红外光谱表征 12

2.3.2 ¹H-NMR表征 12

第3章 结果与讨论 13

3.1 羧甲基壳聚糖-美法仑高分子前药的制备工艺分析 13

3.2 反应机理分析 14

3.2.1 羧酸的卤置换反应 14

3.2.2 氮原子上的酰化反应 14

3.2.3 端炔与叠氮基的点击化学反应 15

3.3 产物表征数据 16

3.3.1 对叠氮苯甲酰氯的合成 16

3.3.2 多肽与美法仑的反应 18

3.3.3 对叠氮苯甲酰氯与多肽修饰的美法仑的反应 20

3.3.4 羧甲基壳聚糖与丙炔酸的反应 21

3.3.5 对叠氮修饰的美法仑与炔基修饰的羧甲基壳聚糖反应 22

第4章 结论与展望 23

4.1 结论 23

4.2 展望 23

参考文献 27

致谢 25

第1章 绪论

1.1 引言

目前，癌症已经变成了对人的身体有很大的危害的一类严重的疾病，人一旦得了癌症，不管用什么方法都只会治标不治本，很难治愈，所以它现在已经是排在心血管疾病之后的第二大导致人类死亡的原因。在全球范围内，每年都有越来越多的人患癌症，根据一个数据统计，到了2020年的时候，每年将会有2000万人患肿瘤疾病。进行开刀手术、定期的向人体内施加各种药物、用射线杀死癌细胞这三种方法是现在的主流方法。这些年，在大家的共同努力下，我们开发出来一批又一批的新药，它们的效果也非常的好，受到了广大民众的肯定，所以用药物进行治疗是目前用的最多的治疗方法，临床上的抗肿瘤药物有很多种类，比如说烷化剂、抗代谢类、植物类、激素平衡类药物等，它们在一定程度上让患者的生活质量有一些提高^[1]。但是其中很多抗肿瘤药物的选择性和靶向性达不到预期的目标，它们在杀死癌细胞的时候，也杀死了人体许多正常的细胞，所以有很大的副作用，所以我们经常可以看到，肿瘤患者的生活一般都是非常痛苦的。又因为小分子的抗肿瘤药物在注入人体之后，首先是到达人体的肝脏，大部分都被肝脏的首过效应代谢为没有活性的物质，所以在固定给药量下，大部分抗肿瘤药物都不能成功的到目标细胞，所以药物的生物利用度进一步被降低。为了以上各种问题不再出现，我们一方面可以研制和开发新的药物，另一方面，我们也可以改造老药，比如说变一下结构，改变一下剂型等等，现在比较热门的是把抗肿瘤药物通过共价键连到高分子上形成高分子前药，这个方法不仅可以让药物更容易溶解，让药物在人体内更好的参与代谢，而且还能增强靶向性，是一种非常有应用前景的药物传递系统。

1.2 高分子前药

1.2.1 前药的概念

前药是指在体外表现为没有任何治疗效果，但是通过给药进入体内之后，在体内的各种代谢作用下恢复生物活性，起到治疗效果的一类化合物。它的设计原理是：把抗肿瘤药和载体连接起来，它们之间的连接一般是共价化学键，这个化学键在体外是非常的稳定的，不容易断开，所以药物的活性暂时被限制了，不能发挥出来，一旦进入体内，该化学键就会在各种酶或者非酶的作用下被降解，载体和药物就分开了，药物被释放出来了所以就恢复了抗肿瘤活性。

因为载体的分子量有大有小，所以我们把前药分成了两大类：小分子前药和高分子前药。以往用在临床上的的前药有很大一部分都是小分子的，它们的主要作用是用来解决药物水溶性、组织或黏膜刺激性等问题，但是影响药物疗效的还有很多药物动力学方面的因素，对于这些因素，小分子前药基本上没有改进作用。与其相比较下，高分子前药在保留了小分子前药的很多优点的同时，还能非常有效的改善它现存的许多不理想的地方，改善药物在体内的生物降解和对肿瘤细胞的靶向选择性等问题。