新的树枝状大分子及其制备和应用.pdf

本发明公开了一种新颖的蝌蚪状含有树枝状大分子的化合物的制备和用途，这种蝌蚪状的化合物是以树枝状大分子为头部，以亲水链状化合物为尾部的化合物，本发明公开了其制备方法和用途。该蝌蚪状的化合物可以在人或动物的体内受精即正常生育过程中提高卵子的受精率。

权利要求书
1.  如下式所示的结构中一种有头有尾类似蝌蚪状的新的含树枝状大分子聚酰胺-胺的化合物，其特点为头部为近似球状的树枝状大分子聚酰胺-胺构成，尾部由一段线性的亲水链状化合物构成，形成一个似蝌蚪状的化合物，其结构如下：

。

2.  权利要求1的化合物的结构中的

代表以S-S为内核的，近似球状的高度枝化的m代树枝状大分子聚酰胺-胺，其中m为树枝状大分子的代数，m取0-50之间的整数以及0.5的倍数，其主体为聚酰胺-胺，表面可以为伯胺基，羟基，氨基乙醇，氨基乙基乙醇胺，三（羟甲基）氨基甲烷，3-甲酯基吡咯烷酮，氨基酸，羧酸钠，琥珀酰胺酸，三甲氧基硅烷等的任意一种。

3.  权利要求1的化合物，其中结构中的Linker代表一种带有三个枝岔分支的分枝状结构化合物，一个分枝与亲水链连接，另两个分枝与半个树枝状大分子的核心部分化学连接，形成一个似蝌蚪状的含树枝状大分子为头部，亲水链状化合物为尾部的化合物。

4.  权利要求1的化合物，化合物的结构中的亲水链为一段亲水的长链形状的化合物，选自聚乙烯醇，多糖，聚乙二醇，聚吡咯烷酮，聚醚，聚氧乙烯嵌段共聚物，或是它们的共聚物。

5.  权利要求4的化合物，化合物的结构中的亲水链为一段亲水的长链形状的化合物，优选聚乙二醇，分子量为100-100000。

6.  权利要求3的分枝状化合物，该分枝状化合物含有可与-SH反应的活性基团。

7.  权利要求6的分枝状化合物，优选
，
。

8.  如权利要求1-7本发明所发明的化合物的制备方法，其特征在于：
1）将以S-S为核心的树枝状大分子聚酰胺-胺Gm，其中m为树枝状大分子的代数，m取0-50之间的整数以及0.5的倍数，Gm在维生素C、二硫苏糖醇或是亚硫酸氢钠的催化下分解为带有SH健活性的半个树枝状大分子Gm的A；
2）分枝状化合物Linker与线性的亲水链化合物Hydrophilic Chain一侧偶联生成带有分枝结构的线性化合物B；
3）一倍摩尔的化合物B与两倍摩尔的化合物A在0-20度的溶剂中过夜搅拌反应，分枝的两侧分别与半个树枝状化合物A的内核的SH反应，反应得到蝌蚪状含树枝状大分子的化合物C；
4）将制备所得的蝌蚪状的化合物C在真空干燥箱中冻干24-96小时，得到最终产品备用；
反应所述结构如下
树枝状大分子化合物Gm：
；
化合物A:

；
化合物B:

其中该结构

属于Linker结构内的结构；
化合物C:

。

9.  权利要求8的方法，其中所述化学步骤1-4选用溶剂选自：甲醚、乙醚、石油醚、苯、甲苯、吡啶、四氢呋喃、三氟乙酸、氯仿、四氯化碳、3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、磷酸三（2-氯乙基）酯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、二氯甲烷、二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺、N,N'-二环己基碳二亚胺中的一种或多种。

10.  权利要求1的化合物的用途，该有头有尾类似蝌蚪状的新的化合物用途为在人或动物的体内受精即正常生育过程中极大地促进精子与卵子结合，使其非常容易形成受精卵，该发明的化合物可以使人或动物的卵子受精率至少提高3倍。

说明书新的树枝状大分子及其制备和应用
技术领域
    本发明公开了一种新颖的蝌蚪状含有树枝状大分子的化合物的制备和应用，这种蝌蚪状的化合物是以树枝状大分子为头部，以亲水链状化合物为尾部的化合物，本发明公开了其制备方法和用途。该蝌蚪状的化合物可以在人或动物的体内受精即正常生育过程中提高卵子的受精率。
背景技术
    目前，由于环境污染和生活压力日益增大，青年夫妻不孕率大幅增加，不仅使一些家庭受到困扰，也给社会带来很大的不稳定性。一些濒危的野生动物由于不能有效受孕，造成物种的灭绝。体外受精的成功率仅停留在50%左右，而且操作繁冗，无法高效且耗时耗力耗材。本发明人发明了一种全新的蝌蚪状化合物，该蝌蚪状化合物可以使精子在体内受精过程中，迅速地通过输卵管与卵子结合，结合率超过普通受孕的3倍以上，即该蝌蚪状化合物可以使人或动物在非体外受精即正常生育过程中拥有更强地孕育子代的能力。
    本发明制备的这种蝌蚪状化合物可以在哺乳动物性交过后最大程度使精子与卵子结合，具有在哺乳动物生殖领域中的自然生育过程中提高卵子受精率的能力。本发明化合物进行的动物实验表明，该有头有尾类似蝌蚪状的新的化合物在小鼠的体内受精即正常生育过程中使小鼠的卵子受精率至少提高3倍。
 
发明内容
    如下式所示的结构中一种有头有尾类似蝌蚪状的新的含树枝状大分子的化合物，其特点为头部为近似球状的树枝状大分子构成，尾部由一段线性的亲水链状化合物构成，形成一个似蝌蚪状的化合物，其结构如下：

结构中的

代表以S-S为内核的，近似球状的高度枝化的m代树枝状大分子聚酰胺-胺，其中m为树枝状大分子的代数，m取0-50之间的整数以及0.5的倍数，其主体为聚酰胺-胺，表面可以为伯胺基，羟基，氨基乙醇，氨基乙基乙醇胺，三（羟甲基）氨基甲烷，3-甲酯基吡咯烷酮，氨基酸，羧酸钠，琥珀酰胺酸，三甲氧基硅烷等的任意一种。
而结构中的Linker代表一种带有三个枝岔分支的分枝状结构化合物，一个分枝与亲水链连接，另两个分枝与半个树枝状大分子的核心部分化学连接，形成一个似蝌蚪状的含树枝状大分子为头部，亲水链状化合物为尾部的化合物。该分枝状化合物含有可与-SH反应的活性基团。该分枝状化合物，优选
，
。
1.化合物的结构中的亲水链Hydrophilic chain为一段亲水的长链形状的化合物，选自聚乙烯醇，多糖，聚乙二醇，聚吡咯烷酮，聚醚，聚氧乙烯嵌段共聚物，或是它们的共聚物。本发明优选聚乙二醇，其分子量为100-100000。
本发明所发明的化合物的制备方法，其特征在于：
1）将以S-S为核心的树枝状大分子聚酰胺-胺Gm，其中m为树枝状大分子的代数，m取0-50之间的整数以及0.5的倍数，Gm在维生素C、二硫苏糖醇或是亚硫酸氢钠的催化下分解为带有SH健活性的半个树枝状大分子Gm的A；
2）分枝状化合物Linker与线性的亲水链化合物Hydrophilic Chain一侧偶联生成带有分枝结构的线性化合物B；
3）一倍摩尔的化合物B与两倍摩尔的化合物A在0-20度的溶剂中过夜搅拌反应，分枝的两侧分别与半个树枝状化合物A的内核的SH反应，反应得到蝌蚪状含树枝状大分子的化合物C；
4）将制备所得的蝌蚪状的化合物C在真空干燥箱中冻干24-96小时，得到最终产品备用；
反应所述结构如下
树枝状大分子化合物Gm：
；
化合物A:

；
化合物B:

其中该结构

属于Linker结构内的结构；
化合物C:

。其中化学步骤1-4选用溶剂选自：甲醚、乙醚、石油醚、苯、甲苯、吡啶、四氢呋喃、三氟乙酸、氯仿、四氯化碳、3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、磷酸三（2-氯乙基）酯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、二氯甲烷、二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺、N,N'-二环己基碳二亚胺中的一种或多种。该有头有尾类似蝌蚪状的新的化合物用途为在人或动物的体内受精即正常生育过程中极大地促进精子与卵子结合，使其非常容易形成受精卵。本发明的化合物可以使人或动物的卵子受精率至少提高3倍。
本发明的制备方法具体如下：
1）将以S-S为核心的树枝状大分子聚酰胺-胺Gm（可商购），其中m为树枝状大分子的代数，m取0-50之间的整数以及0.5的倍数，Gm在维生素C（可商购）、二硫苏糖醇（可商购）或是亚硫酸氢钠（可商购）的催化下在有机溶液中还原分解为带有SH健活性的半个树枝状大分子Gm的A；
2）分枝状化合物Linker（可商购，也可制备）与一段线性的亲水性的链状化合物（可商购，也可制备）在PH为5-9的条件下，常温反应1-48小时反应偶联生成带有分支结构的化合物B，而后冻干备用；
3）一倍摩尔的化合物B与两倍摩尔的化合物A在0-20度的溶剂中过夜低速50rpm-500rpm搅拌反应，反应得到含有药物结构的树枝状化合物C；
4）将制备所得的以非易溶于水的药物结构为核心的树枝状化合物C直接洗涤后冻干备用；或是加入冻干保护剂（山梨酸钾，甘露醇，羧甲基纤维素钠等），在真空干燥箱中冻干24-96小时，得到最终产品备用；
化合物C冻干后备用，称量重量后用于动物调控性别。
    本发明的蝌蚪状的含有树枝状大分子的化合物可以在人或动物正常性交过后最大程度地促进X精子与卵子的结合，极大提高Y精子与卵子的结合，具有在人或动物生殖领域中的自然生育过程中提高卵子受精率的能力。本发明的化合物由于本身的特质也可用于一些药物的辅料应用或是作为基因载体应用。
    目前，由于环境污染和生活压力日益增大，青年夫妻不孕率大幅增加，不仅使一些家庭受到困扰，也给社会带来很大的不稳定性。一些濒危的野生动物由于不能有效受孕，造成物种的灭绝。体外受精的成功率仅停留在50%左右，而且操作繁冗，无法高效且耗时耗力耗材。本发明人发明了一种全新的蝌蚪状化合物，该蝌蚪状化合物可以使精子在体内受精过程中，迅速地通过输卵管与卵子结合，结合率超过普通受孕的3倍以上，即该蝌蚪状化合物可以使人或动物在非体外受精即正常生育过程中拥有更强地孕育子代的能力。
    本发明制备的这种蝌蚪状化合物可以在哺乳动物性交过后最大程度使精子与卵子结合，具有在哺乳动物生殖领域中的自然生育过程中提高卵子受精率的能力。本发明化合物进行的动物实验表明，该有头有尾类似蝌蚪状的新的化合物在小鼠的体内受精即正常生育过程中使小鼠的卵子受精率至少提高3倍。
    综上所述，本发明的蝌蚪状化合物的发明和应用将带来重大的社会意义和科学意义。
 
附图说明：
    图1 实施例1的终产物的核磁共振图谱。
    图2 实施例2的终产物的核磁共振图谱。
 
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不仅局限以下实施例。
制备实施例如下：
实施例1
1）将以S-S为核心的树枝状大分子聚酰胺-胺G3（商购），在亚硫酸氢钠（商购）的催化下24小时在二氯甲烷溶液中还原分解为带有SH健活性的半个树枝状大分子G3；

还原为

2）分枝状化合物Linker（可商购，也可制备）在 PH为7.5的条件下，常温条件下，与一端带羧基的另一端以甲氧基为结尾的聚乙二醇（商购）反应20小时反应偶联生成带有分支结构的化合物B，而后冻干备用；

+



n约等于100。
3）一摩尔的化合物B与两摩尔的化合物A在10度的溶剂中在N,N'-二环己基碳二亚胺和氯仿溶液中过夜低速100rpm搅拌反应，反应得到含有药物结构的树枝状化合物C；

+



4）将制备所得的以非易溶于水的药物结构为核心的树枝状化合物C在水溶液中洗涤后，在真空干燥箱中冻干48小时，得到最终产品备用；
实施例2
1）将以S-S为核心的树枝状大分子聚酰胺-胺G2（商购），在维生素C（商购）的催化下24小时在二甲基亚砜溶液中还原分解为带有SH健活性的半个树枝状大分子G2；

reduction

2）分枝状化合物LinkerA（可商购，也可制备）在 N,N-二甲基甲酰胺和三氟乙酸催化下加入乙酸酐生成LinkerB（也可商购），而后LinkerB在PH为6.5的条件下，常温下与一端带有氨基的另一端带有甲氧基结尾的聚乙二醇（商购）反应24小时反应偶联生成带有分支结构的化合物B，而后冻干备用；
，
（linkerA）
TFA；anhydr；DMF
（linkerB）

+



n约等于200
3）一摩尔的化合物B与两摩尔的化合物A在20度的石油醚的水溶液中过夜低速200rpm搅拌反应，反应得到含有药物结构的树枝状化合物C；

4）将制备所得的以非易溶于水的药物结构为核心的树枝状化合物C在水溶液中洗涤后，在真空干燥箱中冻干24小时，得到最终产品备用；
效果实验如下：
将实施例1-2制备的冻干样品以及聚乙二醇（分子量为5000，商购于sigma）和树枝状大分子聚酰胺胺PAMAM G3（商购于sigma）均称量相同重量，用蒸馏水溶液配置成10mg/100ml的物用药组，以蒸馏水作对照组，考察本发明化合物对受精率的作用。
实施例实验：
实验动物及分组
    购买用于动物实验的7周龄NIH小鼠，雌雄分开后正常饲养2周后用于实验，以此来适应实验的环境，小鼠自由取食、饮水，每天更换新鲜水，每周更换垫料1次。经观察鼠的食料量为5 g/（每只每天）。按随机分组的方法将实验动物分为5组，分别为对照组和4个用药组，每组各40只NIH雌性小鼠，分为用药组4组，具体为实施例1-2组，聚乙二醇组，PAMAM（G3）组，和空白对照组。
动物模型的建立
固定小鼠，将用药组4组所有雌鼠的阴道口均滴入3滴对应药物的药物水溶液，浓度均为10mg/100ml，分别为实施例1，实施例2，聚乙二醇组，PAMAM（G3）组的水溶液。对照组用蒸馏水滴入。而后立即将雄鼠与雌鼠同笼1天，其中雄鼠和雌鼠比例为1:1，即每组均放入40只雄鼠，1天后分笼。雌鼠饲养2个月，正常喂养，注意收集每组新生育小鼠，以免被成年鼠所伤。2月后统计新生小鼠数目及性别。
实验结果
    实验结果见表1
表1各组的新生育小鼠的性别及数目
组别新生育雄性小鼠新生育雌性小鼠生育小鼠总数目正常对照组5510实施例1组151833实施例2组151732聚乙二醇组459PAMAM组549    
    从实验结果可以看出，使用了实施例的药物后，生育的小鼠数目超出正常对照组3倍以上，可以看出使用了本发明的化合物的动物的卵子的受精率被提高了三倍以上。