[发明专利]环氧化合物与阳离子聚合物及它们的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环氧化合物和阳离子聚合物及其制备技术领域，具体涉及一种环氧化合物与阳离子聚合物及它们的制备方法。

背景技术

随着生物化学与分子生物学的不断发展，人们对核酸（DNA，RNA）功能认识不断加深，对引起各种疾病的分子机理也有了进一步的认识。在已知的人类疾病中有数千种疾病是与基因相关的，其主要原因是基因缺陷和基因缺失。现人们经过探索，通过将适当的外源基因引入人体细胞内来弥补基因的缺陷或缺失，表达出相应的蛋白质，以从根本上消除产生疾病症状的内在因素，由此而产生了一种新的治疗方法，称之为基因治疗。基因治疗为多种常见的疑难疾病带来了希望，如癌症，糖尿病，囊性纤维化病，艾滋病和心血管疾病等。

基因治疗成功的关键是要能把用于治疗的基因高效的导入细胞内，而将治疗基因高效的导入细胞则需要安全有效的基因载体，因为没有载体的裸基因进入血清或细胞内会被血清的网状内皮系统所吞噬或被细胞的内涵体中的核酸酶降解。因此，开发安全有效的基因载体是基因治疗成功的前提条件。

现已开发的基因载体包括病毒载体和非病毒载体，尽管病毒载体具有相对较高的转染效率，但是存在免疫原性、致癌性、宿主基因插入整合等弊端，从而限制了临床应用。非病毒载体虽无免疫原性，便于大规模生产，但转染效率低于病毒载体，并且大多非病毒载体也具有较高的细胞毒性。因此，开发细胞毒性低，转染效率高的非病毒基因载体是促进基因治疗发展的基础。

现在研究的非病毒载体主要包括阳离子脂质体和阳离子聚合物，阳离子聚合物载体具有优异的DNA结合及保护能力，便于进行靶向性及生物适用性改性，成为基因载体研究中的一个重要研究对象。文献中报道了很多合成阳离子聚合物基因载体如聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、聚酰胺基胺、聚氨基酯、聚脒、壳聚糖、带有阳离子侧基的聚烯烃等类型。其中聚乙烯亚胺（PEI）是广泛研究的一类阳离子聚合物基因载体，其分子量为25kDa的树枝状聚乙烯亚胺（bPEI 25KDa）虽转染效率较高，已经作为评估阳离子聚合物基因载体转染效率高低的参照标准，但是因该基因载体的细胞毒性较大，且在有血清条件下的转染效率还会降低到无血清条件下的1/2，从而限制了其在临床上的应用。

发明内容

本发明的首要目的是，提供一种可用于制备阳离子聚合物的环氧化合物。

本发明次要目的是提供一种制备上述环氧化合物的方法。

本发明的第三目的是针对现有技术存在的问题，提供一种阳离子聚合物，该阳离子聚合物作为基因载体，其细胞毒性低、在无血清和有血清条件下转染效率均较高。

本发明的第四目的是提供一种上述阳离子聚合物的制备方法。

本发明提供的环氧化合物，其特征在于该化合物的结构式如下：

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本发明提供的上述环氧化合物的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：

（1）将N，N’-二羟乙基乙二胺和有机碱加入溶剂中，并于冰水浴内搅拌至其完全溶解，然后将完全溶解在溶剂中的二碳酸二叔丁酯以2~4s/滴的速度滴加，滴加完毕后，室温反应8~24h，减压蒸馏，再依次用乙酸乙酯重结晶、柱分离即得中间化合物N，N’-2Boc-N，N’-二羟乙基乙二胺，其中N，N’-二羟乙基乙二胺、二碳酸二叔丁酯和有机碱的摩尔比为1：2.1~2.5：2.1~2.5；

（2）在室温下，将N，N’-2Boc-N，N’-二羟乙基乙二胺、环氧氯丙烷、氢氧化钠、相转移催化剂、溶剂和水一起进行搅拌混合，待固体物质基本溶解后加热至35~45℃反应4~8h，抽滤，滤液减压蒸馏，并通过柱层析分离即可，其中N，N’-2Boc-N，N’-二羟乙基乙二胺、环氧氯丙烷、氢氧化钠、相转移催化剂和水的摩尔比为1： 3~10： 3~10： 0.05~0.1： 0.1~0.2，溶剂的量则以35~45℃能够基本溶解反应物N，N’-2Boc-N，N’-二羟乙基乙二胺为限。

以上方法中所用的有机碱为三乙胺或N，N’-二异丙基乙胺；相转移催化剂为四丁基溴化铵（TBAB）、四丁基氯化铵或四丁基碘化铵中的任一种，优选四丁基溴化铵；溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

以上方法步骤（1）的反应时间优选12~16h；N，N’-二羟乙基乙二胺、二碳酸二叔丁酯和有机碱的摩尔比优选1：2.2~2.3：2.2~2.3。

以上方法步骤（2）中所用的氢氧化钠优选片状的。