[发明专利]一种水溶性富勒烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于药物和化妆品技术领域，具体涉及一种水溶性富勒烯(C₆₀)的制备方法。

背景技术

富勒烯(Fullerene)碳簇一经问世，便发现在材料科学上和生物医学方面有广泛应用前景。生物化学方面的研究表明，C₆₀分子与生物系统相互作用可得到一些具有特殊意义的结果^[1]：

功能化的C₆₀衍生物呈现出光诱导剪切DNA的特性，并能提供有特殊功能的光诱导电子运输的载体^[2]，用低能量的光照射DNA和C₆₀羧酸的混合物时可产生选择性含鸟嘌呤链的裂解实验证实C₆₀羧酸在含水DM SO中产生单线态氧，并发现它对细胞生长和酶的活性有抑制作用，此水溶性的C₆₀衍生物在可见光的照射下在鸟嘌呤的位置破坏DNA的行为。

C₆₀衍生物有抑制HIV21蛋白酶(艾滋病病毒)活性^[3]。HIVP病毒酶的活性部位可以近似地被描述成一个线形圆筒状结构，其半径与C₆₀的半径相近。可以设想如果用C60分子堵住病毒活性中心的洞口，切断病毒赖以生存的营养供给，就可以。

清楚自由基和作为神经保护剂

一些具有电子亲和力的富勒醇成为适合的试剂，用于生物体系的自由基和水溶性的抗氧化剂，以减少有病血液中的自由基的浓度和抑制不正常或有病细胞的生长，但由于C₆₀是一种非极性分子，仅能溶于对生物体有害的非极性有机溶剂如苯、甲苯、二氯苯中，所以阻碍了它在生物化学和医学方面的研究和应用。因此合成水溶性的C₆₀衍生物显得极为重要。富勒烯的水溶化目前主要有物理方法和化学方法。

物理方法主要有下列三种方式：

第一是Williams，Rene M.等人利用特殊的结构体将C₆₀富勒烯包裹起来，得到包裹微粒^[4]。其结构式如下所示，利用人工膜结构也可包覆C₆₀分子。1996年，Dr.Williams利用微脂囊(liposomes)将C₆₀富勒烯及C₆₀衍生物包裹起来，分子可以在氧化还原作用中发挥作用。

第二种方式是Scrivens等利用一些助溶剂来制备C₆₀富勒烯的悬浮液，C₆₀富勒烯的悬浮液较容易进入人体肌肤^[5]，但该方法应用极为有限。

第三种方式是利用一些亲水性的分子与C₆₀富勒烯做结合来增加C₆₀富勒烯分子的溶解性^[6]。到目前为止，这是被研究探讨最多的功能性C₆₀制造方式。许多种类的水溶性分子发现可与C₆₀富勒烯结合增加C₆₀溶解度。目前来说这种亲水性的分子主要有以下几种：聚乙烯基吡咯烷酮^[7]、环式糊精^[8]、异硬脂酸^[9]、甲氧基氨基聚乙二醇^[10]。其结构式如下所示：

上述三种方式，富勒烯与其它分子之间并没有发生化学反应，没有形成共价键，因而结合不紧密，包合物结构不稳定，易被氧化。

富勒烯C₆₀的水溶化的化学方法是在富勒烯的表面引入羧酸基，Tokuyama等合成了合成出了含羧酸基的富勒烯^[11]，其结构式如下所示，但是由于其制备过程复杂，原料难以制备，其应用受到限制。