一种碱基可电离脂质及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种碱基可电离脂质及其制备方法与应用。本发明专利技术碱基可电离脂质的结构如式(Ⅰ)所示。本发明专利技术制备碱基可电离脂质方法所用原料廉价易得，步骤简单，反应条件温和、易于实现，产物分离便捷。所制备的碱基可电离脂质可有效递送核酸药物，并具有高的转染效率与高的生物安全性。生物安全性。生物安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种碱基可电离脂质及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及一种碱基可电离脂质及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]基因疗法是指将外源基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷或基因表达异常引起的疾病，其治疗的对象已经由单基因遗传病逐步拓展到恶性肿瘤、感染性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病、代谢性疾病等重大疾病，具有广阔的应用前景。但是核酸对核酸酶较为敏感，在进入靶细胞前便被降解为小分子核苷酸而失去治疗作用，并且核酸药物较大的分子量和负电荷特性阻碍其进入靶细胞。因此，开发安全有效的核酸递送载体，以提高核酸药物的稳定性和穿透细胞膜的能力是发挥基因治疗应用潜力的关键。
[0003]目前比较常见的核酸递送载体主要分为两类，即病毒载体和非病毒载体。其中病毒载体发展较早，转染效率较高，但是存在安全性低、脱靶效应等问题。非病毒载体大多为人工合成，种类繁多，结构性能更加可控，包括可电离脂质体、阳离子聚合物、纳米粒子等，其中可电离脂质体的应用最为广泛。在酸性条件下，可电离脂质可质子化获得正电荷，通过静电作用结合带负电的核酸药物，保护核酸药物免受核酸酶降解，同时掩蔽核酸药物负电荷有利于其被靶细胞摄取，显著提高了转染效率。此外，在生理pH条件下，可电离脂质呈电中性，显著降低了细胞毒性，展现出巨大的临床转化潜力。
[0004]但是，目前已上市的可电离脂质数量较少，而且需要进一步筛选及优化，严重制约了核酸药物制剂及基因治疗的发展。因此，开发兼具高转染效率与高生物安全性的可电离脂质化合物迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的旨在提供一种碱基可电离脂质及其制备方法与应用。本专利技术制备碱基可电离脂质方法所用原料廉价易得，步骤简单，反应条件温和、易于实现，产物分离便捷。所制备的碱基可电离脂质可有效递送核酸药物，并具有高的转染效率与高的生物安全性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案如下：
[0007]本专利技术的第一方面提供一种碱基可电离脂质，所述碱基可电离脂质的结构如式(Ⅰ)所示；
[0008][0009]其中，Base为碱基基团，所述碱基基团为嘌呤碱基或嘧啶碱基；R1、R2独立地选自取代或未被取代的C8‑
24
烷基，或，取代或未被取代的C8‑
24
烯基，或，取代或未被取代的C8‑
24
炔基；R3为取代或未被取代的C1‑6烷基，或氢；X为氧或氮；L1、L2独立地选自取代或未被取代的C1‑2烷基，或—CH2CH2COO—，或—CH2CH2CONH—，或—CH2CH2OCO—，或—CH2CH2NHCO—；n选自1
‑
8的正整数；m选自1
‑
8的正整数。
[0010]根据本专利技术优选的，式(Ⅰ)中，碱基基团为腺嘌呤(A)基、鸟嘌呤(G)基、胞嘧啶(C)基、胸腺嘧啶(T)基或尿嘧啶(U)基。优选的，式(Ⅰ)中，碱基基团为胸腺嘧啶(T)基或尿嘧啶(U)基。
[0011]根据本专利技术优选的，式(Ⅰ)中，R1、R2独立地选自C8‑
24
烷基；R3为氢；X为氮；L1、L2独立地选自C1‑2烷基，n为1，m为1；优选的，式(Ⅰ)中，R1、R2独立地选自C8‑
12
烷基，L1、L2为乙基。
[0012]优选的，所述碱基可电离脂质选自以下化合物之一：
[0013][0014]本专利技术第二方面在于提供根据本专利技术第一方面所述碱基可电离脂质的制备方法，包括步骤：于有机溶剂中，在催化剂的作用下，碱基羧酸(Ⅱ)和有机胺(Ⅲ)经反应，得到碱基可电离脂质；
[0015][0016]其中，式(Ⅱ)、(Ⅲ)中，Base、n、R1、R2、R3、L1、L2、X以及m与式(Ⅰ)化合物中的含义相同。
[0017]根据本专利技术优选的，碱基羧酸(Ⅱ)和有机胺(Ⅲ)可市购获得，或者按现有方法制备得到。
[0018]优选的，当R1、R2独立地选自C8‑
24
烷基，R3为氢，X为氮，L1、L2独立地选自C1‑2烷基，m为1时，有机胺(Ⅲ)的制备方法包括步骤：于乙腈中，在碳酸钾的作用下，N
‑
叔丁氧羰基
‑
1,
2
‑
乙二胺和1
‑
溴烷烃经反应得到中间体1；在盐酸的1,4
‑
二氧六环溶液的作用下，中间体1经反应得到中间体2，即有机胺(Ⅲ)。
[0019]进一步优选的，N
‑
叔丁氧羰基
‑
1,2
‑
乙二胺的摩尔量和乙腈的体积比为0.01
‑
1mol/L；碳酸钾和N
‑
叔丁氧羰基
‑
1,2
‑
乙二胺的摩尔比为1
‑
3:1；N
‑
叔丁氧羰基
‑
1,2
‑
乙二胺和1
‑
溴烷烃的摩尔比为1:2
‑
2.5；N
‑
叔丁氧羰基
‑
1,2
‑
乙二胺和1
‑
溴烷烃的反应温度为60
‑
100℃，反应时间为60
‑
80h；中间体1的摩尔量和盐酸的1,4
‑
二氧六环溶液的体积比为0.1
‑
10mol/L；盐酸的1,4
‑
二氧六环溶液的浓度为1
‑
5mol/L；中间体1的反应温度为室温，反应时间为1
‑
5h。
[0020]根据本专利技术优选的，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、乙醚、环氧丙烷、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙腈、吡啶、苯酚、苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚、N,N
‑
二甲基甲酰胺或三乙醇胺中的一种或两种以上的组合；碱基羧酸(Ⅱ)的摩尔量和有机溶剂的体积比为0.01
‑
10mol/L。
[0021]根据本专利技术优选的，所述催化剂选自N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)、二环己基碳二亚胺(DCC)、二异丙基碳二亚胺(DIC)、1
‑
(3
‑
二甲胺基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)、1
‑
羟基苯并三唑(HOBT)、O
‑
苯并三氮唑
‑
四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU)或O
‑
苯并三氮唑
‑
N,N,N',N'
‑
四甲基脲四氟硼酸(TBTU)中的一种或两种以上的组合；催化剂和碱基羧酸(Ⅱ)的摩尔比为2
‑
3:1。
[0022]根据本专利技术优选的，碱基羧酸(Ⅱ)和有机胺(Ⅲ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱基可电离脂质，其特征在于，所述碱基可电离脂质的结构如式(Ⅰ)所示；其中，Base为碱基基团，所述碱基基团为嘌呤碱基或嘧啶碱基；R1、R2独立地选自取代或未被取代的C8‑
24
烷基，或，取代或未被取代的C8‑
24
烯基，或，取代或未被取代的C8‑
24
炔基；R3为取代或未被取代的C1‑6烷基，或氢；X为氧或氮；L1、L2独立地选自取代或未被取代的C1‑2烷基，或—CH2CH2COO—，或—CH2CH2CONH—，或—CH2CH2OCO—，或—CH2CH2NHCO—；n选自1
‑
8的正整数；m选自1
‑
8的正整数。2.根据权利要求1所述碱基可电离脂质，其特征在于，式(Ⅰ)中，碱基基团为腺嘌呤(A)基、鸟嘌呤(G)基、胞嘧啶(C)基、胸腺嘧啶(T)基或尿嘧啶(U)基；优选的，式(Ⅰ)中，碱基基团为胸腺嘧啶(T)基或尿嘧啶(U)基。3.根据权利要求2所述碱基可电离脂质，其特征在于，式(Ⅰ)中，R1、R2独立地选自C8‑
24
烷基；R3为氢；X为氮；L1、L2独立地选自C1‑2烷基，n为1，m为1；优选的，式(Ⅰ)中，R1、R2独立地选自C8‑
12
烷基，L1、L2为乙基。4.根据权利要求3所述碱基可电离脂质，其特征在于，所述碱基可电离脂质选自以下化合物之一：
5.如权利要求1
‑
4任意一项所述碱基可电离脂质的制备方法，包括步骤：于有机溶剂中，在催化剂的作用下，碱基羧酸(Ⅱ)和有机胺(Ⅲ)经反应，得到碱基可电离脂质；其中，式(Ⅱ)、(Ⅲ)中，Base、n、R1、R2、R3、L1、L2、X以及m与式(Ⅰ)化合物中的含义相同。6.根据权利要求5所述碱基可电离脂质的制备方法，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：i、所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、乙醚、环氧丙烷、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙腈、吡啶、苯酚、苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚、N,N
‑
二甲基甲酰胺或三乙醇胺中的一种或两种以上的组合；碱基羧酸(Ⅱ)的摩尔量和有机溶剂的体积比为0.01
‑
10mol/L；ii、所述催化剂选自N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)、二环己基碳二亚胺(DCC)、二异丙基碳二亚胺(DIC)、1
‑
(3
‑
二甲胺基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)、1
‑
羟基苯并三唑(HOBT)、O
‑
苯并三氮唑
‑
四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU)或O
‑
苯并三氮唑
‑
N,N,N',N'
‑
四甲基脲四氟硼酸(TBTU)中的一种或两种以上的组合；催化剂和碱基羧酸(Ⅱ)的摩尔比为2
‑
3:1；
iii、碱基羧酸(Ⅱ)和有机胺(Ⅲ)的摩尔比为1:1
‑
1.1；iv、反应温度为室温，反应时间为10
‑
30h；v、碱基羧酸(Ⅱ)和有机胺(Ⅲ)反应所得反应液的后处理方法包括步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜新义，孙唯一，赵坤，付志鹏，赵晓天，荆卫强，韩茂森，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：