專利名稱：非對(duì)稱膠凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的膠凝劑/增稠劑、所述膠凝劑/增稠劑的制備方法、膠凝劑/增稠劑在制備凝膠/增稠的溶液中的應(yīng)用以及由此制得的凝膠/增稠的溶液。
背景技術(shù)：
通過低分子量的增稠劑或膠凝劑使有機(jī)溶劑或水進(jìn)行熱可逆的膠凝或增稠對(duì)于溢出液(spilled fluids)和食用油的硬化、油漆、化妝材料的增稠以及其他一些技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域具有特別重要的意義。這些膠凝劑/增稠劑分子通過非共價(jià)相互作用如疏水性相互作用、π-π相互作用、電相互作用、氫鍵或這些作用的組合實(shí)現(xiàn)自組裝。雖然在上個(gè)十年間已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了若干膠凝劑/增稠劑分子，但是仍需要可以通過便宜、可再生的原料容易地合成，并且能夠膠凝或增稠寬范圍的溶劑的穩(wěn)定的膠凝劑/增稠劑。
WO 03/084508記載了可起膠凝劑作用的三取代的環(huán)己烷化合物。由于各取代基(Xn-Amn-Yn)包含氨基酸或寡肽部分(Am)，這些適宜用作膠凝劑的化合物是對(duì)稱的。盡管這些取代基可以不同，但是優(yōu)選它們是相同的。
WO 03/084508還記載了作為前藥的以下化合物。但并未提出此化合物作為膠凝劑或增稠劑的應(yīng)用。相反地，為了制成穩(wěn)定的凝膠而將該前藥與膠凝劑混合。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的膠凝劑或增稠劑。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供基于易得和經(jīng)濟(jì)的起始原料的膠凝劑/增稠劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供能夠膠凝或增稠寬范圍的溶劑的膠凝劑或增稠劑，使得膠凝劑或增稠劑適用于多種應(yīng)用中。在以下提供的對(duì)本發(fā)明的討論和其實(shí)施方案中將闡明本發(fā)明的其他目的。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過由氨基酸、寡肽或其衍生物制備膠凝劑或增稠劑可以實(shí)現(xiàn)上述目的。本發(fā)明的膠凝劑或增稠劑包含被三個(gè)取代基以某種方式官能化的核(含碳原子的環(huán))，這些取代基中的至少一個(gè)是氨基酸衍生的基團(tuán)，它們通過酰胺、脲、硫代酰胺、氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯鍵連接至所述核。
因此，本發(fā)明涉及非對(duì)稱、三取代的環(huán)狀有機(jī)化合物——特別是膠凝劑或增稠劑，所述環(huán)被一個(gè)或兩個(gè)X-Am-Yn基團(tuán)取代且其中剩余的一個(gè)或兩個(gè)取代基是-X-Z基團(tuán)，其中各X獨(dú)立地選自-N(H)-、-C(O)-、-NH-C(O)-、-OC(O)-、-OC(S)-、-C(S)-和-NHC(S)-部分；各Am獨(dú)立地是基于一個(gè)氨基酸或其衍生物或者若干氨基酸或它們的衍生物的部分；各Y獨(dú)立地選自以下組中-OR、-N(OH)R、-NR2、-C(O)R、-C(O)-NR2、-C(O)-OR、-C(S)R、-C(S)-NR2、-C(S)-OR和R，其中各R獨(dú)立地選自H，或取代或未取代的支鏈、環(huán)狀或直鏈烷基、烯基或炔基，它們可含有芳香、酯或醚部分或一個(gè)或多個(gè)其它雜原子，并且可具有1至40個(gè)碳原子；各Z獨(dú)立地選自以下組中-OH、-COOH、-C(O)NHR、-NHC(O)R和-NHR，其中各R獨(dú)立地選自如上所定義的基團(tuán)；以及n＝1或2。
所述三個(gè)取代基優(yōu)選地基本上平均分布于所述環(huán)結(jié)構(gòu)，即在六元環(huán)中所述環(huán)優(yōu)選為1，3，5-取代的環(huán)。
本發(fā)明的增稠劑或膠凝劑是非對(duì)稱的，因?yàn)樗鋈〈哪z凝劑/增稠劑的至少兩個(gè)取代基相互不同；特別是在所述增稠劑或膠凝劑含有兩個(gè)相同的-X-Am-Yn基團(tuán)的情況下，-X-Z基團(tuán)應(yīng)與-X-Am-Yn基團(tuán)不同，并且在所述增稠劑或膠凝劑含有兩個(gè)相同的-X-Z基團(tuán)的情況下，-X-Am-Yn應(yīng)與-X-Z基團(tuán)不同。優(yōu)選地，由于至少存在一個(gè)不代表任何由-X-Am-Yn代表的部分的-X-Z基團(tuán)，因此本發(fā)明的增稠劑或膠凝劑是非對(duì)稱的。更具體而言，至少一個(gè)取代基優(yōu)選不含如此處所定義的Am基團(tuán)。
已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的非對(duì)稱化合物(特別是缺乏C3對(duì)稱性)非常適用于制備高度均勻、澄清的凝膠或增稠的流體，特別是溶液。更具體而言，已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的凝膠可包含具有相對(duì)低的厚度(舉例而言約2-10nm，如約5nm)的凝膠纖維(gel-fibres)。
已發(fā)現(xiàn)增稠劑/膠凝劑可制備其中由所述膠凝劑/增稠劑形成的凝膠結(jié)構(gòu)(如凝膠纖維)在外觀上高度均質(zhì)的凝膠。
而且，已發(fā)現(xiàn)可以本發(fā)明的增稠劑或膠凝劑制備高度透明的增稠的流體(溶液)或凝膠。
本發(fā)明進(jìn)一步提供當(dāng)存在于凝膠或增稠的流體(如增稠的溶液)中時(shí)顯示觸變性行為(thixotropic behaviour)的膠凝劑/增稠劑。
因此本發(fā)明的凝膠/增稠的流體非常適用于其中要求澄清的外觀的應(yīng)用，如例如施用于眼睛的用于局部施用的化妝品或藥品、或除臭劑。該特征還適用于位于表面上的涂層。澄清的凝膠或增稠的溶液或其它增稠的流體在此處定義為至少可透過某些可見光的、基本不含裸眼可視的顆粒的凝膠、溶液或流體。
本發(fā)明令人感興趣的一方面是發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)可使非對(duì)稱的膠凝劑或增稠劑具有不同親水性的取代基。因此，相對(duì)于WO 03/084508中所記載的膠凝劑而言，凝膠具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。
由于本發(fā)明膠凝劑/增稠劑的非對(duì)稱性質(zhì)，所述膠凝劑/增稠劑可具有疏水側(cè)(由一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)疏水的取代基形成)以及親水側(cè)(由剩下的相對(duì)親水的取代基形成)。
因此，本發(fā)明特別涉及三取代的膠凝劑或增稠劑，其中X-Z基團(tuán)比X-Am-Y基團(tuán)更親水，或其中X-Z基團(tuán)比X-Am-Y基團(tuán)更疏水。
特別優(yōu)選一個(gè)或兩個(gè)所述基團(tuán)是親水性的而剩余的基團(tuán)是疏水性的。
親水性X-Z基團(tuán)的實(shí)例為COOH、C(O)NH(CH2)2OH、C(O)NH(CH2)2O(CH2)2OH。
疏水性X-Am-Y基團(tuán)的實(shí)例為AmPheAmβNA、AmPheAm癸基、AmPheAm-2庚基、AmMetAmβNA和AmTyrAmβNA。特別適宜作為疏水性基團(tuán)的是其中Am包含疏水性氨基酸殘基、特別是選自Phe、Tyr、Met、Leu、Ala、Nle(正亮氨酸)的氨基酸殘基的-X-Am-Yn基團(tuán)。其它的疏水性天然氨基酸殘基是源自Val、Trp和Ile的殘基。此外，具有疏水性Y基團(tuán)的親水性Am(如Ser)可用作疏水性基團(tuán)，如SerβNA。
不受任何理論的限制，可設(shè)想當(dāng)用作膠凝劑/增稠劑時(shí)，可形成具有結(jié)構(gòu)與WO 03/084508中所公開的對(duì)稱的膠凝劑的纖維不同的膠凝劑/增稠劑的纖維的凝膠/增稠的溶液或具有的其它增稠的流體。本發(fā)明的這些特殊的非對(duì)稱化合物可組裝入具有疏水性內(nèi)部及親水性外部的堆疊的餅狀(stacked pie-like)(楔形的)結(jié)構(gòu)中(見圖7，右側(cè)為本發(fā)明的非對(duì)稱膠凝劑；左側(cè)為對(duì)稱膠凝劑)。
因此，采用本發(fā)明的非對(duì)稱膠凝劑/增稠劑，如今基本上可在膠凝劑堆中包含單獨(dú)的分子(如生物活性分子，如藥物)，從而使疏水性分子在親水性溶劑(如水)中增溶和/或穩(wěn)定化。由于對(duì)稱的膠凝劑/增稠劑先天不具有這種疏水性內(nèi)部，因此他們不適用于該目的。從而，本發(fā)明的這種膠凝劑/增稠劑特別適于結(jié)合疏水性物質(zhì)，特別是在水中于20℃下溶解度低于10mg/ml的物質(zhì)。
此外，由于可由本發(fā)明膠凝劑/增稠劑獲得的纖維結(jié)構(gòu)的原因，可認(rèn)為個(gè)別纖維具有較低的聚集成更厚的束的傾向，因此本發(fā)明的膠凝劑/增稠劑的“纖維/束”的厚度通常較薄且也更均質(zhì)，從而產(chǎn)生澄清的凝膠。
還可將如權(quán)利要求1所定義的化合物用作中間體化合物以制備權(quán)利要求1的另一化合物。
本發(fā)明的增稠劑或膠凝劑可由下式之一代表，其中A代表增稠劑或膠凝劑的環(huán)(核)，且各X、Y、Z以及Am可代表相同或不同的X、Y、Z以及Am。
或 已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的化合物適合用作膠凝劑或增稠劑，特別是有機(jī)溶劑、水或它們的混合物的膠凝劑或增稠劑。此處增稠劑被定義為當(dāng)溶解于溶劑中時(shí)能增加溶劑粘度的化合物。膠凝劑是可在適宜環(huán)境下導(dǎo)致溶劑膠凝的物質(zhì)。術(shù)語凝膠為本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的。特別地，凝膠通常定義為當(dāng)翻轉(zhuǎn)制備其的容器時(shí)不會(huì)觀察到即刻的流動(dòng)。凝膠可由膠凝劑與溶劑或其它流體，如乳液、懸浮液或分散液混合而形成。
本發(fā)明的化合物還可以用作手性識(shí)別色譜載體(用于分離對(duì)映異構(gòu)體，參見，如G.Gubitz等，Biopharm.Drug Dipos.22(2001)29l-336)。
Ranganathan等人在文獻(xiàn)Biopolymers，54(2000)289-295中公開了基于其中寡肽分枝結(jié)構(gòu)連接于其上的苯核的肽樹狀聚合物(peptidedendrimer)的晶體信息。所公開的所有化合物都基于谷氨酰胺作為寡肽中唯一的氨基酸。其中提及第三級(jí)樹狀聚合物不結(jié)晶，而是形成凝膠。然而更低級(jí)的樹狀聚合物結(jié)晶。
國際專利申請(qǐng)00/35998中公開了可基于氨基酸的、用于二氧化碳的膠凝劑。對(duì)于其他介質(zhì)的膠凝在該專利中未提及。所公開的化合物為高度氟化的，使得它們不適于極性介質(zhì)、特別是水性介質(zhì)的膠凝或增稠。
JP 2000 072736中公開了苯三甲酰胺及其作為廢油、內(nèi)燃機(jī)燃料、潤滑油等的固化劑的應(yīng)用。苯基的取代基中含有與氨基酸殘基連接的-NHR，其中R為8至22個(gè)碳原子的烷基。這些基團(tuán)極性相對(duì)弱并且體積大，使得所公開的苯三甲酰胺不適于極性介質(zhì)、特別是水性介質(zhì)的膠凝或增稠。
本發(fā)明的環(huán)狀有機(jī)增稠劑或膠凝劑可為三取代的環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳族或雜芳族化合物。使用其中三取代的環(huán)僅由碳原子形成的增稠劑或膠凝劑已獲得極好結(jié)果。
本發(fā)明包括取代基為任何立體取向的膠凝劑/增稠劑。使用其中所有取代基處于平伏位置(即在膠凝劑/增稠劑具有環(huán)己基核時(shí)該化合物為“順式，順式”構(gòu)型)的膠凝劑/增稠劑已獲得極好結(jié)果。
在本專利中，環(huán)烷基被定義為4至18個(gè)碳原子的飽和或不飽和環(huán)烷基。優(yōu)選為包括5或6元環(huán)的環(huán)烷基，特別是環(huán)戊基、環(huán)戊二烯基或環(huán)己基。值得注意的是術(shù)語環(huán)烷基也涵蓋多環(huán)系統(tǒng)(annulated multiplering)。實(shí)例為十氫萘(decahydranaphtalene)、dodecahydraphenalene和十六氫芘。
雜環(huán)烷基定義為環(huán)中含有一個(gè)或多個(gè)雜原子(即非碳的原子)的飽和或不飽和環(huán)烷基。雜環(huán)烷基優(yōu)選包含一個(gè)或多個(gè)稠合或偶聯(lián)的4至16元環(huán)，更優(yōu)選為5至6元環(huán)。處于環(huán)中的雜原子優(yōu)選為氧、硫和氮。若存在的話，優(yōu)選環(huán)上存在1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)雜原子。它們可相同或不同。值得注意的是，術(shù)語雜環(huán)烷基也涵蓋多環(huán)系統(tǒng)。實(shí)例為四氫吡喃、四氫噻喃、二氧六環(huán)、反-六氫-異苯并二氫吡喃(isochroman)和反-氫-異硫代二氫苯并噻喃(isothiochroman)。
芳基定義為具有芳香性的6至18個(gè)碳原子的其中環(huán)系統(tǒng)僅含有碳原子的環(huán)狀基團(tuán)。值得注意的是術(shù)語芳基也涵蓋稠合或偶聯(lián)的多環(huán)系統(tǒng)。實(shí)例有苯基、萘基、蒽基和芘。優(yōu)選地，所述三取代的芳環(huán)是三取代的苯環(huán)。
雜芳基為環(huán)中一個(gè)或多個(gè)碳原子被雜原子置換的芳基。可存在于環(huán)中的雜原子優(yōu)選為氧、硫和氮。優(yōu)選為環(huán)中存在一個(gè)、二個(gè)或三個(gè)雜原子。它們可以相同或不同。值得注意的是術(shù)語雜芳基也涵蓋稠合或偶聯(lián)的多環(huán)系統(tǒng)。實(shí)例為呋喃、吡啶、吡嗪、喹啉和噻吩。
A優(yōu)選為代表環(huán)己基或苯基。優(yōu)選地，環(huán)己基或苯基是1，3，5-取代的。在更為優(yōu)選的實(shí)施方案中，A為1，3，5-取代的環(huán)己基。
各X可相同或不同。相應(yīng)地，Am和Z基團(tuán)可各自獨(dú)立地通過與C＝O、C＝S或NH基團(tuán)相連而連接至A。X-Am-Yn基團(tuán)中各X的選擇取決于各Am基團(tuán)是連接在它們的NH2-端還是它們的COOH-端。若氨基酸或寡肽通過其NH2-端連接，則具體的X是-C(O)-、-C(S)-、-OC(O)-、-OC(S)-、-NH-C(O)-或-NHC(S)-。同樣地，若氨基酸或寡肽通過其COOH-端連接則具體的X是NH基團(tuán)。
各Am基團(tuán)基于氨基酸或其衍生物。原則上，任何包含至少一個(gè)-NH或-NH2基團(tuán)及至少一個(gè)-COOH基團(tuán)的基團(tuán)被認(rèn)為是氨基酸。應(yīng)理解的是各Am不代表完整的氨基酸。氨基酸經(jīng)其NH2-端連接至相應(yīng)的X基團(tuán)并且經(jīng)其COOH-端連接至相應(yīng)的Y基團(tuán)，反之亦然。該連接可為如酰胺、脲、硫代酰胺或氨基甲酸酯鍵。因此，NH2-端的一個(gè)或兩個(gè)H原子，以及COOH-端的-OH不存在于整體結(jié)構(gòu)中。
所有Am基團(tuán)也可能基于多于一個(gè)的氨基酸及其衍生物，并因此包含肽如二肽、三肽或較高級(jí)的寡肽。優(yōu)選地，各寡肽基于最高12個(gè)、更優(yōu)選為2至5個(gè)氨基酸，形成其中氨基酸頭尾彼此相連的線性肽鏈。氨基酸可以選自所有的天然氨基酸和非天然氨基酸(合成氨基酸，如β-氨基酸或α-烷基化氨基酸)。優(yōu)選地，所述氨基酸為為α、β、γ-氨基酸，其中D型和L型異構(gòu)體均可。特別優(yōu)選α-氨基酸。適宜的氨基酸的實(shí)例為亮氨酸、異亮氨酸、正亮氨酸、賴氨酸、纈氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸。
采用其中Am基團(tuán)基于苯丙氨酸或甲硫氨酸的增稠劑或膠凝劑已獲得極好的結(jié)果。另一優(yōu)選的Am基團(tuán)基于半胱氨酸。半胱氨酸中存在可形成雙硫鍵的-SH基團(tuán)，可適當(dāng)?shù)赜糜谛纬山宦?lián)凝膠。在本發(fā)明全文中，氨基酸衍生物被定義為包括酯或酰胺(如天冬氨酸、賴氨酸或谷氨酸)和(硫代)酯(如絲氨酸、酪氨酸或半胱氨酸)。
各氨基酸可以被取代基所取代，其中各取代基為取代或未取代的、支鏈、環(huán)狀或直鏈烷基或烯基，其可能包含芳香、酯或醚部分或一個(gè)或多個(gè)選自N、S、O、P和B的雜原子。優(yōu)選地，各取代基含碳原子不超過12個(gè)。優(yōu)選地，各Am基團(tuán)含0或1個(gè)取代基。
端基Y可各自獨(dú)立地選自取決于相應(yīng)X的性質(zhì)的基團(tuán)。例如，如果X為-C(O)-、-C(S)-、-OC(O)-、-OC(S)-、-NH-C(O)-或-NH-C(S)-，則Y可以為-OR、-N(OH)R和-NR2。如果X例如為-NH-，則Y可以為-C(O)R、-C(O)-NR2、-C(O)-OR、-C(S)R、-C(S)-NR2、-C(S)-OR和R。就此而言所提及的各R基可獨(dú)立地選自H和取代或未取代的、支鏈、環(huán)狀或直鏈烷基、烯基或炔基，這些基團(tuán)可能含有芳香、酯或醚部分或一個(gè)或多個(gè)雜原子，并且可含有1至40個(gè)碳原子、但優(yōu)選含有12個(gè)碳原子或更少。其中采用不含雜原子的R基，如-萘基(-C10H7)或-CH2-苯基(-C7H7)已獲得極好的結(jié)果。
如果R基含有一或多個(gè)雜原子，則所述雜原子優(yōu)選為O、N、S、P和B。
如果n＝2或更多，處在相同X-Am-Yn上的兩個(gè)(或更多個(gè))Y基通過R基(而不是H)連接。
在一個(gè)具體實(shí)施方案中，各Y獨(dú)立地選自-OH、-O-alk(其中alk是直鏈或支鏈烷基)、直鏈或支鏈的-O-(CH2)i-OH、-NH2、直鏈或支鏈的-NH(CH2)iO(CH2)jOH、直鏈或支鏈的-NH(CH2)iO(CH2)jCH3、直鏈或支鏈的-O(CH2)iO(CH2)jCH3、直鏈或支鏈的-O(CH2)iO(CH2)jOH、-NHOH、-NH-(CH2i+1)(其中(CH2i+1)為直鏈或支鏈的)、直鏈或支鏈的-NHC(CH3)(CH2)i(CH3)、-NH(CH2)iOH、萘基、-NH-萘基、-NH-(CH2)iPh(其中(CH2)i是直鏈或支鏈的)、-NH-Ph-O-alk(其中alk是直鏈或支鏈的烷基，優(yōu)選為甲基)及-NH-喹啉。所述基團(tuán)中的i、j優(yōu)選為各自獨(dú)立地選自1到9、更優(yōu)選為選自1-8、更優(yōu)選為各自獨(dú)立地為1或2。
在一個(gè)具體實(shí)施方案中，各Y獨(dú)立地選自-OCH3、-OCH2CH3、-O(CH2)2-OH、-NH2、-NH(CH2)2O(CH2)2OH、-NH(CH2)2OCH2CH3、-O(CH2)2OCH2CH3、-O(CH2)2O(CH2)2OH、-NHOH、-NH-CH3、NHC10H21、-NH(CH2)2OH、萘基、-NH-萘基、-NH-(CH2)Ph、-NH(CH2)2Ph、NH-Ph-OMe、NHCH2Pyr、-OCH2Ph和NH-喹啉。
在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，各Y選自-OH、-OCH3、-OCH2CH3、-NHCH3、其中x是1-9的整數(shù)的支鏈或直鏈-NH(CH2)x+1、其中y是0-7的整數(shù)的支鏈或直鏈NHC(CH3)(CH2)y+1CH3、-NH(CH2)9CH3、-NH(CH2)10CH3、-NHC(CH3)(CH2)5CH3、-NH-萘基、-NHCH2Ph、-NH(CH2)2Ph、-NHPhOMe、-NH-喹啉和NHPhNO2。
在增稠劑或膠凝劑包含兩個(gè)-X-Am-(Y)n基的情況下，優(yōu)選兩個(gè)-X-Am-(Y)n基相同。
在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明的膠凝劑/增稠劑，特別是本發(fā)明的膠凝劑含有可通過形成交聯(lián)而促進(jìn)膠凝或增稠的反應(yīng)基團(tuán)。通過選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)基團(tuán)，本發(fā)明的膠凝劑或增稠劑可用于形成可進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)的凝膠或增稠的流體，特別是增稠的溶液。所有Am、Z和/或Y可包含這種反應(yīng)基團(tuán)。反應(yīng)基團(tuán)的實(shí)例是-C＝C-基(如在Y或Z的R部分中)和-SH基(如在Am部分中)。
例如，在于芳香溶劑中生成粘稠流體(特別是粘稠溶液)后，含有反應(yīng)基團(tuán)例如末端烯基(C＝C)-的膠凝劑或增稠劑可以依照文獻(xiàn)如J.Am.Chem.Soc.(1995)117，12364中所述的標(biāo)準(zhǔn)方法通過易位反應(yīng)交聯(lián)。易位反應(yīng)將粘稠溶液或凝膠轉(zhuǎn)化成硬凝膠，舉例而言，該硬凝膠可用于色譜柱中用于色譜用途(也可參見Sinner等，Angew.Chem.Int.Ed.39(2000)1433-1436和Sinner等，Macromolecules 33(2000)5777-5786)。
此外，可通過使反應(yīng)基團(tuán)與化學(xué)品反應(yīng)以實(shí)施膠凝或增稠，例如可使本發(fā)明的含硫羥基的膠凝/增稠劑與雙馬來酰亞胺等反應(yīng)以實(shí)施交聯(lián)。適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件與本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的用于其它交聯(lián)反應(yīng)的條件相同。
Z基可如Y所定義的基團(tuán)。優(yōu)選地，各-X-Z獨(dú)立地選自-COOH；-C(O)NHR，其中R更優(yōu)選為H或烷基、更優(yōu)選為H或-CH3；-NHC(O)R；-NHR；C(O)-NH-(CH2)i-OH，其中i優(yōu)選為1-8，如2；C(O)-NH-(CH2)i-O-(CH2)j-OH，其中i，j優(yōu)選為1-8，如2；以及C(O)NH(CH2)i-pyr，其中i優(yōu)選為1、2或3。已發(fā)現(xiàn)所有這些X-Z基特別適于增稠劑或膠凝劑的取代環(huán)是取代的環(huán)己烷或取代的苯環(huán)的情況。
就膠凝或增稠作用而言，特別是在1，3，5-取代的環(huán)己烷或1，3，5-取代的苯化合物情況下，采用其中-X-Z選自-COOH、-C(O)-NH2、-C(O)-NHCH3、-C(O)-NH-(CH2)2-OH、-C(O)-NH-(CH2)2-O-(CH2)2-OH、C(O)OCH2Ph和C(O)NHCH2-pyr的增稠劑或膠凝劑已獲得極好的結(jié)果。
優(yōu)選地，膠凝劑/增稠劑的所有-X-Am-Yn和-X-Z取代基為使得膠凝劑/增稠劑是非兩性離子化合物的基團(tuán)。因此，當(dāng)溶于pH中性的溶液如水(25℃，pH 7)時(shí)，所述膠凝劑/增稠劑優(yōu)選是基本上非離子、基本上陽離子或基本上陰離子的。
據(jù)發(fā)現(xiàn)，式I或II的兩性離子三取代化合物，如含有羧酸基和胺基的化合物傾向于為低效的膠凝劑。不受理論限制地認(rèn)為，化合物的兩性離子特征于某種程度上妨礙了膠凝，特別是在如水或含水溶液的質(zhì)子溶劑內(nèi)應(yīng)用時(shí)。
現(xiàn)將參照兩組優(yōu)選的化合物描述本發(fā)明制備膠凝劑或增稠劑的典型方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，合成中可能存在多種變化。基于本申請(qǐng)說明書及權(quán)利要求書提供的信息和公知常識(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道如何制備本發(fā)明的其它膠凝劑/增稠劑。
組1 該式(Z＝Z’＝OH)的增稠劑或膠凝劑可通過如下反應(yīng)制備任選地在活化羧酸基后將環(huán)己烷三甲酸與氨基酸衍生物如氨基酸烷基酯或酰胺或氨基酸芳基酯或酰胺的游離氨基反應(yīng)(根據(jù)[氨基酸]酰胺和酯形成的標(biāo)準(zhǔn)合成方法，如可參見M.Kunishama，C.Kawachi，J.Morita，K.Tereao，F(xiàn).Iwasaki，S.Tani，Tetrahedron(1999)13159-13170；M.B.Smith，J.March，March′s Advanced Organic Chemistry，2001，5th edition，Wiley Interscience；E.Muller，O.Bayer，Houben-Weyl，Methoden der Organischen Chemie，Synthesen von Peptiden，Band XV/1和2，1974，George Thieme Verlag；N.Yamada，K.Okuyama，T.Serizawa，M.Kawasaki，S.Oshima，J.Chem.Soc.，Perkin Trans.2，(1996)2707-2713；H.Tamiaki，A.Kiyomori，K.Maruyama，Bull.Chem.Soc.Jpn，66，(1993)1768-1772；S.Bhattacharya，S.N.G.Acharya，Chem.Mater.(1999)3121-3132)。該反應(yīng)中通過使用大量過量的環(huán)己烷三甲酸可限制二和三官能化環(huán)己烷的形成?？赏ㄟ^標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)單加成物的分離，包括結(jié)晶/沉淀、柱色譜、萃取等。
或者，可合成其中兩個(gè)羧酸部分由保護(hù)基封端的環(huán)己烷三甲酸衍生物(如轉(zhuǎn)化為芐酯，以及可使用的其它保護(hù)基參見T.W.Greene，P.G.M.Wuts，Protective groups in organic synthesis，1999，第3版，WileyInterscience)。將剩余的羧酸與氨基酸衍生物(如上所述)的游離氨基反應(yīng)，隨后除去羧酸上的保護(hù)基(若為芐酯則可使用H2+Pd/C)。其它保護(hù)基的去除參見T.W.Greene，P.G.M.Wuts，Protective groups in organicsynthesis，1999，第3版，Wiley Interscience)，然后得到單加成物。
如此得到的單加成物(Z＝Z’＝OH)可通過C(O)Z和/或C(O)Z’的轉(zhuǎn)化用于形成各種衍生物，以獲得其中Z和/或Z’選自-OR、NHR、NHC(O)R的化合物，其中各R獨(dú)立地選自如上所定義的基團(tuán)(除了代表單加成物起始材料的R＝H)。這些轉(zhuǎn)化可以依照本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)方法實(shí)施?？呻S后進(jìn)行反應(yīng)以進(jìn)一步改變化合物的結(jié)構(gòu)。該步驟的實(shí)例是(在堿性條件下)水解氨基酸甲酯以得到相應(yīng)的游離酸。
組2
該式(Z＝OH)的增稠劑或膠凝劑可通過如下反應(yīng)制備任選地在活化羧酸基后將環(huán)己烷三甲酸與氨基酸衍生物如氨基酸烷基酯或酰胺或氨基酸芳基酯或酰胺的游離氨基反應(yīng)(根據(jù)[氨基酸]酰胺和酯形成的標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)方法，如M.Kunishama，C.Kawachi，J.Morita，K.Tereao，F(xiàn).1wasaki，S.Tani，Tetrahedron(1999)13159-13170；M.B.Smith，J.March，March′sAdvanced Organic Chemistry，2001，5th edition，Wiley Interscience；E.Muller，O.Bayer，Houben-Weyl，Methoden der Organischen Chemie，Synthesen von Peptiden，Band XV/1和2，1974，George Thieme Verlag；N.Yamada，K.Okuyama，T.Serizawa，M.Kawasaki，S.Oshima，J.Chem.Soc.，Perkin Trans.2，(1996)2707-2713；H.Tamiaki，A.Kiyomori，K.Maruyama，Bull.Chem.Soc.Jpn，66，(1993)1768-1772；S.Bhattacharya，S.N.G.Acharya，Chem.Mater.(1999)3121-3132中所述)?？缮蓡渭映晌?、二加成物及三加成物的混合物，可通過標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)化學(xué)方法包括結(jié)晶/沉淀、柱色譜、萃取等將二加成物從中分離出來。
或者，可通過采用其中一個(gè)羧酸部分被保護(hù)基封端的環(huán)己烷三甲酸衍生物制備該式(Z＝OH)的增稠劑或膠凝劑(如轉(zhuǎn)化為芐基，以及可用的其它保護(hù)基參見T.W.Greene，P.G.M.Wuts，Protective groups inorganic synthesis，1999，第3版，Wiley Interscience)。將剩余的羧酸分別與氨基酸衍生物(如上所述)的游離氨基反應(yīng)，隨后除去羧酸上的保護(hù)基(若為芐酯則可使用H2+Pd/C。其它保護(hù)基的去除可參見T.W.Greene，P.G.M.Wuts，Protective groups in organic synthesis，1999，第3版，WileyInterscience)，然后獲得二加成物。
如此得到的二加成物(Z＝OH)可通過C(O)Z(Z＝OH)的轉(zhuǎn)化用于形成多種衍生物，以獲得Z選自-OR、NHR、NHC(O)R的化合物，其中R各自獨(dú)立地選自如上所定義的基團(tuán)(除了代表單加成物起始材料的R＝H)。這種轉(zhuǎn)化可以依照本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的有機(jī)方法實(shí)施。可隨后進(jìn)行反應(yīng)以進(jìn)一步改變化合物的結(jié)構(gòu)。該步驟的實(shí)例是(在堿性條件下)水解氨基酸甲酯以得到相應(yīng)的游離酸。
典型地，已發(fā)現(xiàn)此處所述的三取代的化合物可增稠或膠凝許多溶劑中的一種或多種，包括芳烴、非香烴、醇、醚、酯、醛、酮、鏈烷酸、環(huán)氧化物、胺、鹵代烴、硅油、植物油、磷酸、亞砜、酰胺、腈、水及其混合物。此處所使用的術(shù)語“混合物”不僅包括單相流體系統(tǒng)(溶液)還包括乳液、懸漂液、懸浮液以及其它多相流體系統(tǒng)。通過使用適當(dāng)?shù)幕衔锘蚱浠旌衔锟烧{(diào)節(jié)被膠凝或增稠的溶劑或其它被膠凝/增稠的流體的程度，且所述溶劑或其它流體可被膠凝或增稠。
在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，水或含水溶劑被膠凝。依照該具體實(shí)施方案，膠凝劑優(yōu)選具有1，3，5-取代的環(huán)己基核(上式(I)或(II)中的A)。X-Z中的X優(yōu)選為-C(O)-，而X-Am-Yn中的X優(yōu)選為-C(O)-，并且在存在兩個(gè)X-Am-Yn的情況下各Am優(yōu)選相同且選自D及L異構(gòu)體均可的α、β和γ-氨基酸。使用苯丙氨酸或甲硫氨酸已取得極好的結(jié)果。另一優(yōu)選的氨基酸是半胱氨酸；本發(fā)明的這種化合物包含可交聯(lián)的-SH基，其有利于本發(fā)明膠凝劑/增稠劑的膠凝/增稠性質(zhì)。
本發(fā)明還涉及膠凝或增稠溶劑的方法，其包括將適量的本發(fā)明的膠凝劑或增稠劑與溶劑相混合。
已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的膠凝劑/增稠劑特別適用于制備水凝膠，即其中溶劑是水或含水溶液，其中水是主要成分。據(jù)發(fā)現(xiàn)可根據(jù)本發(fā)明制備非常澄清的水凝膠。
增稠劑或膠凝劑的適宜濃度取決于溶劑及增稠劑或膠凝劑。實(shí)際上，采用介于基于組合物重量的0.01至50重量％的增稠劑或膠凝劑已取得良好結(jié)果。優(yōu)選地，在膠凝/增稠的流體/增稠的溶液中的增稠劑或膠凝劑的量是O.1-50重量％，特別是0.4-50重量％。
混合可足以導(dǎo)致膠凝。任選地，通過加入膠凝誘導(dǎo)成分和/或環(huán)境刺激因素引發(fā)增稠或膠凝作用以獲得增稠或膠凝的溶劑。
優(yōu)選地，通過在20-200℃、優(yōu)選為50-150℃的溫度下加熱實(shí)施各成分的混合(在某些情況下，如采用渦旋勻化各成分可能是有幫助的)。將這些熱的混合物優(yōu)選冷卻至-20至100℃，優(yōu)選為4至100℃，更優(yōu)選為15-30℃，得到膠凝或增稠的溶劑或其它增稠的流體。已發(fā)現(xiàn)所得的凝膠中包含細(xì)的、相互糾纏的纖維。在一個(gè)可供選擇的具體實(shí)施方案中，首先將膠凝劑溶于極性或非極性溶劑中，然后再加入或噴入需要轉(zhuǎn)化成凝膠的組合物、溶劑或其它流體中。當(dāng)然，也可將需要轉(zhuǎn)化成凝膠的組合物或溶劑加入或噴入膠凝劑在極性或非極性溶劑內(nèi)的溶液中。
其他生成凝膠的方法包括使用光、pH和/或化學(xué)刺激作為環(huán)境刺激。光控制的膠凝和pH控制的膠凝是兩種可以誘導(dǎo)溶劑-凝膠的轉(zhuǎn)化的機(jī)制。在某些情況下，該過程是可逆的，其因此可用于凝膠-溶劑的轉(zhuǎn)化。用于引發(fā)凝膠-溶劑或溶劑-凝膠的轉(zhuǎn)化的化學(xué)誘導(dǎo)物為例如二硫化物還原酶和硫醇氧化酶，它們事實(shí)上也存在于人體中。另外三-(2-羧乙基)膦、巰基乙醇、1，4-二硫蘇糖醇、谷胱甘肽和二甲亞砜(DMSO)也可用于化學(xué)引發(fā)。
另外一種形成凝膠的方法是通過混合兩種不同膠凝劑的溶液，它們各自在反應(yīng)溫度和濃度下滯留于溶劑相，但在混合時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)至凝膠相。
環(huán)境刺激的另一種形式是超聲處理。例如，可適當(dāng)?shù)赝ㄟ^在超聲處理的作用下將膠凝劑與溶劑混合并通過停止超聲(stopping sonication)引發(fā)凝膠形成的方法制備凝膠。
含本發(fā)明的增稠劑或膠凝劑的凝膠可用作手性識(shí)別色譜載體或用于催化劑的共價(jià)鍵合。
另一方面，本發(fā)明涉及包含本發(fā)明膠凝劑/增稠劑的凝膠或增稠的溶劑或其它增稠的流體以及目標(biāo)物質(zhì)的顆粒，特別是粒徑范圍是1nm至100μm、優(yōu)選粒徑范圍為1-250nm、更優(yōu)選粒徑范圍為1-100nm的顆粒。該顆粒優(yōu)選地包含生物活性劑，優(yōu)選為藥物學(xué)活性劑。包含本發(fā)明增稠劑或膠凝劑的凝膠可用作為目標(biāo)物質(zhì)如藥物的傳遞載體。
這種應(yīng)用類似于膠凝劑/增稠劑作為藥物傳遞載體的應(yīng)用，例如，如國際專利申請(qǐng)WO 03/084508中所公開。根據(jù)這項(xiàng)具體實(shí)施方案，凝膠可用作用于將目標(biāo)物質(zhì)特別是藥物傳遞至體內(nèi)的預(yù)定部位的傳遞載體中的載體，所述載體包含所述物質(zhì)以及一種得到所述載體的至少一個(gè)朝向外部的隔室的手段，從而使得所述物質(zhì)在所述預(yù)定部位進(jìn)入所述載體的外部。
優(yōu)選地，在預(yù)定部位上通過誘導(dǎo)的方式得到的可利用的物質(zhì)在凝膠形成時(shí)被包入凝膠中。但情況也并不總是這樣。在適當(dāng)?shù)臈l件下，也可以使物質(zhì)進(jìn)入到預(yù)先形成的凝膠中。為了釋放藥物，可采用將凝膠轉(zhuǎn)化為溶液。
出人意料地，已發(fā)現(xiàn)包含用于控釋傳遞的藥物的凝膠的形成可用于制備非常小的藥物顆粒，而這通過常規(guī)方法如研磨是不可能得到的。對(duì)于不溶或難溶于水或含水系統(tǒng)的藥物的(口服)給藥而言，這具有特別重要的意義。為獲得小的粒徑，可以將藥物與本發(fā)明膠凝劑或增稠劑一起溶于有機(jī)溶劑如二甲亞砜(DMSO)或乙醇中。加入水后凝膠開始形成。同時(shí)，水不溶性/水難溶性藥物以非常小的顆粒的形式(通常小于500nm，或者甚至約70nm或更小)沉淀出來。如果需要，可以將DMSO和乙醇從系統(tǒng)中洗去，留下含小藥物顆粒的水凝膠?？删瓦@樣應(yīng)用(以“濕”凝膠的形式)或凍干并配制為藥物產(chǎn)品?？上慈ツz凝劑或增稠劑，僅留下藥物顆粒用于配制藥物產(chǎn)品。
除了可用于形成藥物顆粒，增稠劑/膠凝劑還可用于形成不同種類的顆粒。特別地，其可用于制備化妝品成分、(如用于包衣/繪畫的)顏料或熒光團(tuán)(如芘)。
在其中膠凝劑/增稠劑存在于目標(biāo)物質(zhì)如生物活性劑(特別是藥物活性劑)的傳遞系統(tǒng)中的系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，所要制備的物質(zhì)從凝膠中非預(yù)期地泄漏較低或甚至可以忽略。這優(yōu)選為通過與凝膠相互作用獲得。所述的相互作用可采用任何類型的共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)。在共價(jià)鍵的情況下，膠凝劑/增稠劑的至少一個(gè)取代基包含可斷裂的部分，其在斷裂時(shí)導(dǎo)致目標(biāo)物質(zhì)的釋放。目標(biāo)物質(zhì)可經(jīng)非共價(jià)鍵(如靜電或疏水相互作用、H鍵)與膠凝劑/增稠劑結(jié)合。這種具體實(shí)施方案在本文中稱作復(fù)合物(complex)。物質(zhì)從凝膠中的釋放可以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的多種方法并根據(jù)凝膠的類型、物質(zhì)及環(huán)境實(shí)施。共價(jià)鍵還可包括不穩(wěn)定的、可在某些條件如pH、溫度、酶活性、光等條件下斷開的連接。在目標(biāo)物質(zhì)與膠凝劑間采用該不穩(wěn)定的連接幾乎完全預(yù)防了泄漏并使目標(biāo)物質(zhì)能夠在環(huán)境條件到達(dá)(supersede)連接斷裂的閾值時(shí)立即釋放。酶促的不穩(wěn)定連接基優(yōu)選地被存在于靶細(xì)胞鄰近的酶斷裂。若目標(biāo)物質(zhì)是經(jīng)酶促的不穩(wěn)定連接基共價(jià)連接至膠凝劑或前藥一膠凝劑結(jié)合物(其可被結(jié)合至凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi))，則非常不期望在凝膠狀態(tài)下發(fā)生酶促的斷裂。然而，凝膠到溶膠的轉(zhuǎn)化可使前藥接觸酶，從而導(dǎo)致斷裂以及隨后的藥物釋放。采用α-糜蛋白酶作為酶已取得極好的結(jié)果，特別是與包含可在其C＝O末端斷裂的氨基酸部分如L-苯丙氨酸部分的連接基結(jié)合。
通過以下實(shí)施例將進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例所使用的縮寫詞代表DMSO ＝二甲基亞砜CDI ＝1，1-羰基二咪唑DMT-MM ＝4-(4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪-2-基)-4-甲基氯化嗎啉β-NA＝β-萘基MeOH＝甲醇Phe ＝苯丙氨酸Met ＝甲硫氨酸Bn ＝芐基TFA ＝三氟醋酸Ph ＝苯基
EA ＝乙酸乙酯iPrOH ＝異丙醇6-AQ ＝6-氨基喹啉EtOH＝醇PEG 400 ＝聚乙二醇(400)MeCN＝乙腈PG ＝丙二醇TBA ＝叔丁醇p-NA ＝對(duì)硝基苯胺已合成了數(shù)種化合物(如以下的實(shí)施例I和II中所述)。用若干這些化合物進(jìn)行了一個(gè)或更多個(gè)下列試驗(yàn)。
凝膠試驗(yàn)將稱定量的固體溶于通過加熱槍或加熱塊密閉的2.0ml小瓶中的0.5或1ml溶劑中，然后置于空氣中緩慢冷卻至室溫。將瓶倒置并輕微振搖以確定是否發(fā)生膠凝。如果物質(zhì)不發(fā)生流動(dòng)，則該物質(zhì)被定義為凝膠?；蛘?，將稱定量的固體通過加入酸或堿溶于1ml溶劑中。隨后加入酸或堿導(dǎo)致膠凝?；蛘?，將稱定量的固體溶于少量溶劑中，隨后加入大量非溶劑導(dǎo)致膠凝。或者，將膠凝劑/增稠劑的溶液加入到非溶劑中導(dǎo)致膠凝?；蛘撸瑢⒎Q定量的固體與1ml溶劑通過超聲混合。在停止超聲后發(fā)生膠凝?；蛘?，將稱定量的固體通過略加渦旋與1ml溶劑混合，之后發(fā)生膠凝?；蛘邔⒎Q定量的固體與1ml溶劑混合，之后發(fā)生膠凝。
熔融溫度的測(cè)定采用落球法測(cè)定凝膠的熔融溫度(Tgel)(H.M.Tan，A.Moet，A.Hiltner，E.Baer，Macromolecules 1983，16，28)。
透射電子顯微鏡檢測(cè)根據(jù)如上所述的方法之一制備凝膠。使用刮勺將少量凝膠小心地置于碳涂層(Carbon coated)銅柵網(wǎng)上。將過量的溶液用紙濾器吸收，剩下薄的樣品膜。使用JEOL 1200EX(80-100kV)檢測(cè)樣品，采用典型部分的圖像。所有樣品都制備雙份(in duplo)。
低溫透射電子顯微鏡檢測(cè)根據(jù)如上所述的方法之一制備凝膠。使用刮勺將少量的凝膠小心地置于裸露的銅柵網(wǎng)上。將過量的溶液用紙濾器吸收，剩下薄的樣品膜。隨后將柵網(wǎng)浸入液體乙烷中以玻璃化。將玻璃化的試樣轉(zhuǎn)移至Gatan 626型低溫臺(tái)(cryostage)上，并用在120kV下操作的Philips CM 120電子顯微鏡觀測(cè)。在低劑量條件下于大約-170℃溫度下記錄圖像。所有樣品都制備雙份。
實(shí)施例I下式所示的化合物的合成 CHex(AmPhe-AmβNA)(COOH)2(1) 將CDI(2.80g，17.27mmol)加至順，順-1，3，5-環(huán)己烷三甲酸(11.18g，51.71mmol)和HOBT(2.55g，18.87mmol)在DMSO(200mL)內(nèi)的溶液中。室溫?cái)嚢?小時(shí)后，加入Phe-βNA(5.00g，17.22mmol)并繼續(xù)攪拌整夜，隨后將溶液倒入水中(600mL)，導(dǎo)致凝膠狀沉淀形成。濾出沉淀物，反復(fù)用H2O(4×100mL)洗滌并用冷MeOH(50mL)洗滌一次。將剩余的凝膠狀固體溶解于熱丙酮(約400mL)中并過濾，隨后真空除去溶劑。通過將殘余的固體溶解于熱MeOH(400mL)及2N NaOH(aq)(200mL)的混合物中將其進(jìn)一步純化。過濾該溶液后，將其倒入冰(約150mL)及濃HCl(aq)(50mL)的混合物中。將所得的沉淀物濾出，用H2O(2×150mL)洗滌，溶解于丙酮(約400mL)并用雙層紙濾器(doublepaper filter)過濾。真空濃縮濾液獲得為白色固體的純1。產(chǎn)量5.20g(10.64mmol＝61.8％)。
凝膠試驗(yàn)水中3mg/mL輕微結(jié)晶的凝膠CHex(AmPhe-AmβNA)(AmEtOEtOH)2(2) 室溫下將化合物1(1.50g，3.16mmol)、2(-2-氨基乙氧基)-1-乙醇(1.00g，9.49mmol)及DMT-MM(1.92g，6.95mmol)在MeOH(65mL)及DMSO(20mL)中的溶液攪拌整夜。將形成的凝膠狀沉淀濾出，用H2O(4×50mL)洗滌，并溶解于熱MeOH/H2O(20∶1，150mL)。過濾溶液并隨后通過反復(fù)用甲苯共沸蒸餾除去所有的水而蒸發(fā)至干燥。分離化合物2得到白色固體。產(chǎn)量1.20g(1.85mmol＝58.6％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中1mg/mL澄清凝膠
CHex(AmMet-AmβNA)(COOH)2(3) 根據(jù)化合物1所述的方法，使用Met-βNA(3.00g，10.93mmol)合成此化合物。反應(yīng)后，將DMSO(75mL)倒入H2O(500mL)中。過濾所得的沉淀物，用H2O(3×200mL)洗滌，并溶解于熱MeOH/H2O(20∶1，200mL)中，之后過濾溶液并隨后通過反復(fù)用甲苯共沸蒸餾除去所有的水而蒸發(fā)至干燥。分離化合物3得到白色固體。產(chǎn)量4.70g(9.95mmol＝91.0％)。
凝膠試驗(yàn)水中3mg/mL輕微結(jié)晶的凝膠CHex(AmMet-AmβNA)(AmEtOEtOH)2(4) 根據(jù)化合物2所述的方法，使用化合物3(2.00g，4.23mmol)合成此化合物。將反應(yīng)后生成的凝膠狀沉淀濾出，用H2O(4×50mL)洗滌，用熱MeOH(3×100mL)洗滌，最后真空干燥獲得為白色固體的純4。產(chǎn)量2.20g(3.41mmol＝80.7％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中1mg/mL澄清凝膠；MeOH中3mg/mL澄清凝膠
CHex(AmMet-AmβNA)(AmEtOH)2(5) 根據(jù)化合物4所述的方法，使用乙醇胺(0.39g，6.35mmol)合成此化合物。產(chǎn)量0.78g(1.40mmol＝65.8％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中2mg/mL澄清凝膠CHex(AmMet-AmβNA)(AmCH2Pyr)2(6) 根據(jù)化合物4所述的方法，使用4-吡啶甲胺(0.34g，3.18mmol)合成此化合物。將反應(yīng)后生成的凝膠狀沉淀濾出，用MeOH(2×20mL)洗滌，并真空干燥。將粗產(chǎn)物溶解于MeOH和2N HCl(aq)(各50mL)的混合物中并紙濾器過濾所得溶液。通過添加5N的NaOH使得濾液pH為12，并且濾出所得沉淀，用H2O(2×50mL)洗滌以及真空干燥得到為橙棕色固體的純6。產(chǎn)量0.41g(0.63mmol＝59.2％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中1mg/mL輕微混濁的凝膠CHex(AmPhe-AmBN)(COOH)2(7)
根據(jù)化合物1所述的方法，使用Phe-AmBN·TFA(4.00g，9.88mmol)和Et3N(2.0g，20.0mmol)合成此化合物。將生成的凝膠狀沉淀濾出，用H2O(3×100mL)洗滌，并用MeOH(3×100mL冷，3×30mL熱)萃取。蒸發(fā)合并的萃取液得到為白色固體的純7。產(chǎn)量2.00g(4.42mmol＝44.8％)。
凝膠試驗(yàn)水中3mg/mL輕微混濁的凝膠CHex(AmPhe-AmBN)(AmEtOEtOH)2(8) 根據(jù)化合物2所述的方法，使用化合物7(2.00g，4.42mmol)以及MeOH(120mL)作為溶劑合成此化合物。將形成的凝膠狀沉淀濾出，用MeOH(2×50mL)洗滌，溶解于熱MeOH/H2O(3∶1，800mL)，并過濾。將濾液蒸發(fā)至干獲得為白色固體的純8。產(chǎn)量1.80g(2.87mmol＝65.0％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中1mg/mL澄清凝膠(觸變性的)；EtOH凝膠；PG凝膠；t-BuOH凝膠；H2O/PG或H2O/t-BuOH混合物凝膠；橄欖油稀凝膠；MeCN凝膠；PEG 400凝膠將橄欖油(200μL)添加至8(2mg/ml)的水凝膠中。渦旋混合物5秒得到膠凝的乳液。
CHex(AmPhe-AmPh-OMe)(COOH)2(9) 根據(jù)化合物3所述的方法，使用Phe-AmPh-OMe(1.95g，7.22mmol)合成此化合物。最終產(chǎn)物通過由MeOH重結(jié)晶/重膠凝(regellated)得到為白色固體的純9。產(chǎn)量2.85g(6.09mmol＝84.3％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中3mg/mL澄清凝膠CHex(AmPhe-AmPh-OMe)(AmEtOEtOH)2(10) 根據(jù)化合物2所述的方法，使用化合物9(0.95g，2.03mmol)合成此化合物。最終產(chǎn)物通過由MeOH重結(jié)晶/重膠凝得到為白色固體的純10。產(chǎn)量0.76g(1.18mmol＝58.3％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中3mg/mL澄清凝膠CHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2(12)
步驟ICHex(AmPhe-6AQ)(COOH)2(11) 根據(jù)化合物1所述的方法，使用Phe-6AQ·2HBr(4.51g，10.0mmol)和Et3N(4.04g，40.0mmol)合成此物質(zhì)。將通過過濾收集的固體溶于DMSO/H2O/丙酮中并過濾，隨后緩慢蒸發(fā)丙酮，導(dǎo)致沉淀物的形成，過濾收集沉淀物并隨后將其干燥得到為淺橙色固體的純11。產(chǎn)量2.95g(6.03mmol＝60.3％)。
步驟IICHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2(12)根據(jù)化合物2所述的方法，使用11(2.80g，5.73mmol)合成此化合物。反應(yīng)完成后，加入H2O(300mL)，并將所得沉淀物濾出，用H2O(3×100mL)洗滌并干燥。通過柱色譜(SiO2，CH2Cl2∶MeOH＝9∶1-8∶2)純化粗產(chǎn)物以得到為淺黃色固體的純12。產(chǎn)量1.60g(2.41mmol＝42.1％)。
凝膠試驗(yàn)H2O或PBS中0.3mg/mL澄清凝膠；H2O/DMSO(19∶1)中0.5mg/mL澄清凝膠；H2O/EtOH(19∶1)中0.6mg/mL澄清凝膠；EtOH中25mg/mL混濁凝膠對(duì)化合物(12)進(jìn)行低溫-TEM研究以及小角x-射線衍射并證實(shí)該凝膠由約4.5nm(相當(dāng)于兩個(gè)分子的長度)的均勻厚度的纖維構(gòu)成。據(jù)推測(cè)，(C3-)對(duì)稱的欠缺防止了纖維聚集成大膠束的發(fā)生，并導(dǎo)致高度均勻且很小的纖維的直徑，后者又導(dǎo)致生成澄清的凝膠。


圖1顯示化合物12的凝膠(0.4重量％水凝膠)的低溫-TEM圖。圖1所示為本說明書所述的膠凝劑的水凝膠樣品的低溫-TEM圖的典型實(shí)例。左圖為低放大倍數(shù)圖，右圖為高放大倍數(shù)圖(右圖左上四分之一的白條相當(dāng)于4.5nm)。圖1清晰地顯示出密集纏繞的纖維結(jié)構(gòu)，其造成溶劑固定(immobilization)?？蓮挠覀?cè)的特寫圖中觀察到纖維厚度的高度均勻性。
CHex(AmAlaAmβNA)(COOH)2(13) 根據(jù)化合物1所述的方法，使用AlaβNA合成此化合物。
凝膠試驗(yàn)水凝膠CHex(AmPheAmPhNO2)(AmEtOEtOH)2(14) 根據(jù)化合物1和2所述的方法的兩步驟合成此物質(zhì)。
步驟I將反應(yīng)混合物倒入微顯酸性的水中，并將所得沉淀物濾出，水(3×200mL)漂洗，溶于丙酮，用MgSO4干燥并蒸發(fā)至干得到純二羧酸化合物。產(chǎn)量8.04g(16.63mmol＝95.0％)。
步驟II過濾該沉淀物，用MeOH(3×40mL)漂洗，并溶于CH2Cl2/MeOH(1/1，約700mL)。過濾該混合物并蒸發(fā)濾液至干得到為白色固體的純14。產(chǎn)量3.3g(5.02mmol＝69.3％)。
凝膠試驗(yàn)在水中經(jīng)加熱化合物時(shí)，發(fā)生PheAmPhNO2酰胺的水解，觀察到黃色(p-NA)。在冷卻時(shí)生成黃色的稀凝膠。
CHex(AmPheAmCHex)(AmEtOEtOH)2(18) 步驟ICHex(OBn)2(COOH)(15) 將CDI(46g，0.29mol)加至順，順-1，3，5-環(huán)己烷三甲酸(50.0g，0.24mol)在DMSO(750mL)內(nèi)的溶液中。在停止產(chǎn)生CO2后(約2h)，加入苯甲醇(35mL，0.34mol)并將該溶液于60℃攪拌過夜，隨后真空除去大部分溶劑。然后，將粗產(chǎn)物在EA(1000mL)及1N HCl(aq)(1000mL)間分配，并用H2O(2×500mL)、溴(500mL)萃取有機(jī)層，用MgSO4干燥并蒸發(fā)至干得到油狀物，經(jīng)柱色譜(SiO2，CH2Cl2∶MeOH＝100∶0-80∶20)純化得到為白色固體的15。產(chǎn)量25.6g(64.64mmol＝26.9％)。
步驟IICHex(OBn)2(AmPheAmCHex)(16)
將CDI(2.18g，13.5mmol)加至15(5.15g，13.0mmol)和HOBT(1.82g，13.5mmol)在EA(200mL)內(nèi)的攪拌下的冷(0℃)溶液中。使溶液達(dá)到室溫并繼續(xù)攪拌2小時(shí)，隨后逐滴加入Et3N(2.83g，28.0mmol)和PheAmCHex·TFA(14.44mmol)在EA(50mL)內(nèi)的溶液中。攪拌該混合物1天半后，濾出沉淀物，用EA(3×100mL)洗滌并干燥得到為白色固體的純16。產(chǎn)量3.95g(6.32mmol＝48.7％)。
凝膠試驗(yàn)橄欖油凝膠；EtOH凝膠；MeCN凝膠；PEG 400凝膠步驟IIICHex(COOH)2(AmPheAmCHex)(17) 根據(jù)化合物30所述的方法，使用16(3.50g，5.60mmol)合成此化合物。產(chǎn)量1.47g(3.31mmol＝59.1％)。
步驟IVCHex(AmEtOEtOH)2(AmPheAmCHex)(18)根據(jù)化合物2的方法，使用化合物17合成此化合物。將形成的沉淀物濾出，用MeOH(3×50mL)洗滌并干燥得到為白色固體的純18。產(chǎn)量1.42g(2.17mmol＝71.4％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中2mg/mL澄清凝膠；DMSO中20mg/mL混濁凝膠CHex(AmPheAm癸基)(COOH)2(19) 根據(jù)化合物16及17所述的方法，使用PheAm癸基以兩步合成此化合物。步驟I產(chǎn)量0.65g(0.95mmol＝17.1％)；步驟II產(chǎn)量0.145g(0.90mmol＝94.4％)。
凝膠試驗(yàn)H2O澄清凝膠；甲苯凝膠CHex(AmPheAm癸基)(AmEtOEtOH)2(20) 根據(jù)化合物18的方法，使用化合物19合成此化合物。
凝膠試驗(yàn)H2O凝膠；EtOH凝膠；PEG凝膠；甲苯凝膠CHex(AmPheAm2-庚基)(COOH)2(21)
根據(jù)化合物16及17所述的方法，使用PheAm2-庚基以兩步合成此化合物。步驟I產(chǎn)量2.00g(3.13mmol＝50.5％)；步驟II產(chǎn)量1.25g(2.72mmol＝96.7％)。
凝膠試驗(yàn)H2O澄清凝膠；甲苯凝膠CHex(AmPheAmPheOMe)(COOH)2(22) 根據(jù)化合物16及17所述的方法，使用PheAmPheOMe以兩步合成此化合物。步驟I產(chǎn)量1.60g(2.27mmol＝45.0％)；步驟II產(chǎn)量0.60g(1.15mmol＝53.8％)。
凝膠試驗(yàn)甲苯凝膠CHex(AmPheAmPheOH)(COOH)2(23)
通過加熱化合物22在1N NaOH(aq)中的懸浮液直至澄清制備該化合物的含水凝膠。將2N HCl(aq)加至冷卻的(室溫)溶液中導(dǎo)致化合物23的凝膠生成。
CHex(AmTyrAmβNA)(AmEtOEtOH)2(24) 根據(jù)化合物18所述的方法，使用TyrβA以四步合成此化合物。
步驟III然而，芐基部分的斷裂通過在DMSO/2N NaOH(aq)(30+10mL)中堿水解15分鐘(1g規(guī)模)實(shí)施。然后將混合物倒入冰/水(150mL)中并使用濃乙酸酸化，將由此生成的白色固體沉淀物濾出，用水(4×50mL)及丙酮(50mL)漂洗，干燥得到純的二羧酸化合物。
產(chǎn)量vvv(menno)在合成的步驟IV中，將形成的沉淀物在MeOH/丙酮/H2O中再沉淀(緩慢蒸發(fā))并且經(jīng)離心和冷凍干燥分離。產(chǎn)量0.14g(.21mmol＝20.8％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中1mg/mL澄清凝膠；橄欖油凝膠狀沉淀；EtOH凝膠；MeCN凝膠CHex(AmPheAmEtPh)(COOH)2(25) 根據(jù)化合物16(氨基酸的連接)所述的方法以及合成化合物24的步驟III(即經(jīng)堿水解對(duì)羧酸去保護(hù))，使用PheAmEtPh以兩步合成此化合物。步驟I產(chǎn)量2.20g(3.41mmol＝46.8％)；步驟II產(chǎn)量1.28g(3.02mmol＝97.5％)。
凝膠試驗(yàn)H2O凝膠；甲苯凝膠CHex(AmPheAmEtPh)(AmEtOEtOH)2(26) 根據(jù)化合物18所述的方法，使用化合物25合成此化合物。產(chǎn)量0.9g(1.40mmol＝61.1％)。
凝膠試驗(yàn)H2O凝膠(觸變性的)；丙二醇(PG)凝膠t-BuOH凝膠；H2O/PG或H2O/t-BuOH混合物凝膠CHex(AmPheAmGlyAmβNA)(COOH)2(27) 根據(jù)化合物16(氨基酸的連接)所述的方法以及合成化合物24的步驟III(即經(jīng)堿水解對(duì)羧酸去保護(hù))，使用PheAmGlyAmβNA以兩步合成此化合物。步驟I產(chǎn)量1.30g(1.79mmol＝63.3％)；步驟II產(chǎn)量0.28g(0.51mmol＝39.0％)。
凝膠試驗(yàn)H2O凝膠實(shí)施例II下列通式所示的化合物的合成 CHex(AmPhe-OMe)2(COOH)(30) 步驟ICHex(OBn)(COOH)2(28) 將CDI(18.75g，0.12mol)加至順，順-1，3，5-環(huán)己烷三甲酸(25.00g，0.12mol)在DMSO(250mL)內(nèi)的溶液中。在停止產(chǎn)生CO2后(約2h)，加入苯甲醇(12.4g，0.12mol)并將該溶液于60℃攪拌過夜，隨后真空除去大部分溶劑。然后，將粗產(chǎn)物在EA(500mL)及1N HCl(aq)(500mL)間分配，并用EA(2×500mL)萃取水層。用MgSO4干燥合并的有機(jī)層并蒸發(fā)至干得到油狀物，經(jīng)柱色譜(SiO2，CHCl3∶MeOH＝99∶1-98∶2)純化得到為白色固體的28。產(chǎn)量15.1g(49.30mmol＝41.1％)。
步驟IICHex(AmPhe-OMe)2(OBn)(29)
將28(3.06g，10.00mol)、Phe-OMe.HCl(4.73g，22.00mmol)、Et3N(3.03g，30.00mol)和DMT-MM(6.08g，22.00mmol)在MeOH(50mL)中的溶液于室溫下攪拌過夜。濾出形成的凝膠狀沉淀并用MeOH(50mL)洗滌。然后將粗產(chǎn)物溶于CH2Cl2(200mL)中，用lN HCl(3×100mL)及溴(100mL)洗滌，并用MgSO4干燥。用CH2Cl2/MeOH(約75+100mL)重結(jié)晶得到為白色固體的純29。產(chǎn)量2.8g(4.45mmol＝44.5％)。
凝膠試驗(yàn)橄欖油凝膠甲苯凝膠；EtOH凝膠；MeOH凝膠步驟IIICHex(AmPhe-OMe)2(COOH)(30)將10％的Pd/C(50mg)加至29(2.40g，3.81mmol)在MeOH/iPrOH/CH2Cl2(100+100+200mL)內(nèi)的溶液中，并在H2氣氛下劇烈攪拌該混合物3天，隨后用雙層紙濾器過濾除去催化劑。然后將該溶液蒸發(fā)至干得到為白色固體的純30。產(chǎn)量2.00g(3.71mmol＝97.4％)。
凝膠試驗(yàn)H2O中3mg/mL澄清凝膠；橄欖油凝膠；甲苯凝膠；EtOH/H2O和PEG 400/H2O混合物凝膠CHex(AmNleOMe)2(COOH)(31)
根據(jù)化合物30所述的方法分3步合成此化合物。在步驟II中，使用NleOMe替換PheOMe。
凝膠試驗(yàn)EtOH凝膠；PEG 400凝膠CHex(AmNleOH)2(COOH)(32) 將MeOH(2mL)中的31(0.20g，0.43mmol)、2N NaOH(aq)(20mL)、EtOH(10mL)與H2O(50mL)的混合物加熱直至幾乎澄清并超聲10分鐘。隨后，過濾該溶液并用1N HCl(90mL)酸化。將形成的沉淀物濾出，用H2O(3×50mL)洗滌并真空干燥得到為白色固體的純32。產(chǎn)量0.17g(0.38mmol＝89.4％)。
凝膠試驗(yàn)H2O凝膠CHex(AmPheAmMe)2(COOBn)(33)
根據(jù)化合物29所述的方法，使用PheAmMe合成此化合物。最后一步產(chǎn)量1.47g(2.35mmol＝42.8％)。
凝膠試驗(yàn)DMSO混濁凝膠CHex(AmPheAmβNA)2(COOH)(34) 從化合物28開始分兩步合成此化合物。步驟I根據(jù)化合物29所述的方法，使用PheβNA進(jìn)行。步驟I中，將沉淀物濾出，用MeOH(3×40mL)漂洗，并干燥得到產(chǎn)量為96.2％的芐基保護(hù)的前體。步驟II根據(jù)合成化合物24的步驟III進(jìn)行。產(chǎn)量0.71g(0.93mmol＝79.2％)。
凝膠試驗(yàn)H2O凝膠；TBA/H2O混合物凝膠CHex(AmSerAmβNA)2(COOBn)(35) 根據(jù)化合物34所述方法的步驟I，使用SerβNA合成此化合物。產(chǎn)量4.2g(5.75mmol＝88.1％)。
凝膠試驗(yàn)EtOH凝膠；MeCN凝膠；DMSO/MeOH、DMSO/甲苯、DMSO/EtOH、DMSO/MeCN、DMSO/CH2Cl2混合物凝膠；
CHex(AmSerAmβNA)2(COOH)(36) 根據(jù)化合物34所述方法的步驟II，使用化合物35合成此化合物。產(chǎn)量1.35g(2.11mmol＝68.5％)。
凝膠試驗(yàn)H2O凝膠；MeCN稀凝膠；TBA/H2O、DMSO/甲苯、DMSO/EtOH、DMSO/MeCN、DMSO/H2O、DMSO/CH2Cl2混合物凝膠CHex(AmLeuAmβNA)2(COOH)(37) 根據(jù)化合物35和36所述方法，使用LeuβNA合成此化合物。步驟I產(chǎn)量1.40g(1.79mmol＝87.3％)；步驟II產(chǎn)量0.68g(0.98mmol＝80.6％)。
凝膠試驗(yàn)H2O/TBA、H2O/iPrOH、H2O/MeOH和H2O/DMSO混合物凝膠CHex(AmGlnAmβNA)2(COOH)(38)
根據(jù)化合物35和36所述方法，使用GlnβNA合成此化合物。步驟I產(chǎn)量1.10g(1.35mmol＝91.5％)；步驟II產(chǎn)量0.71g(0.98mmol＝80.0％)。
凝膠試驗(yàn)H2O凝膠實(shí)施例III膠凝劑-藥物結(jié)合物的酶促的斷裂為了研究膠凝劑-藥物結(jié)合物的酶促的斷裂，我們選擇了α-糜蛋白酶，其可斷裂基于L-苯丙氨酸的底物如化合物12(CHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2) C＝O端處的酰胺鍵，導(dǎo)致此處熒光“模型藥物”6-氨基喹啉(6-AQ)的釋放。由于該化合物的酰胺和氨基形式的激發(fā)及發(fā)射最大值可充分區(qū)分(酰胺形式λex＝315nm，λem＝370nm，氨基形式λex＝339nm，λem＝550nm)的事實(shí)，該系統(tǒng)容許輕松監(jiān)測(cè)斷裂動(dòng)力學(xué)。經(jīng)證實(shí)，化合物12的確可膠凝濃度低至0.45mM(＝0.03重量％)的水。將膠凝劑12溶于少量的DMSO(100μL)中，而α-糜蛋白酶則溶于緩沖溶液中(Tris-HCl，0.1M，pH 7.75，900μL)。迅速添加α-糜蛋白酶水溶液至化合物12的DMSO溶液中，導(dǎo)致立即形成澄清、均質(zhì)的可用于熒光試驗(yàn)的凝膠。為了測(cè)定膠凝作用對(duì)酶促的斷裂的效果，合成了結(jié)構(gòu)類似于膠凝劑12的水溶性、非膠凝性的模型底物39。
熒光試驗(yàn)通過在α-糜蛋白酶誘導(dǎo)化合物12和39斷裂后對(duì)6-AQ的檢測(cè)進(jìn)行。圖2顯示一組這種測(cè)定結(jié)果。該圖顯示于550nm(λex＝400nm)下熒光測(cè)定的6-AQ隨時(shí)間的形成。
圖2圖例(由下至上)跡線a膠凝劑12的凝膠(0.5重量％＝7.54mM)；跡線b膠凝劑12的凝膠(0.5重量％＝7.54mM)+α-糜蛋白酶(40mM)；跡線c膠凝劑12的凝膠(0.5重量％＝7.54mM)+化合物39(7.54mM)+α-糜蛋白酶(40μM)；跡線d化合物39的溶液(7.54mM)+α-糜蛋白酶(40mM)。
可見，當(dāng)缺少α-糜蛋白酶時(shí)，無6-AQ形成從而未觀察到膠凝劑的斷裂(跡線a)。在存在α-糜蛋白酶(40mM)時(shí)進(jìn)行相同的試驗(yàn)，導(dǎo)致少量6-AQ形成(跡線b)并因此膠凝劑的少量斷裂。使用含有以化合物39替代膠凝劑12的樣品檢測(cè)到更大量的6-AQ，證實(shí)該化合物更易被α-糜蛋白酶斷裂(跡線c)。最后，使用含膠凝劑12及非膠凝劑39(濃度均與先前試驗(yàn)使用的相同)的樣品進(jìn)行試驗(yàn)得到跡線d。檢測(cè)到的6-AQ的量明顯表明凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的存在并未阻止α-糜蛋白酶發(fā)揮如其在未膠凝的樣品中所發(fā)揮的作用。
在不同底物濃度下對(duì)12和39進(jìn)行斷裂試驗(yàn)并測(cè)繪作為底物濃度(即12域39)的函數(shù)的初始速率，得出圖3所繪出的點(diǎn)。該圖顯示出底物為化合物39或膠凝劑12的作為底物(S)濃度的函數(shù)的初始速率?？梢姡?dāng)濃度增加時(shí)化合物39的初始速率值如預(yù)期般增長。然而，膠凝劑12的初始速率增長至一固定點(diǎn)后即使?jié)舛雀呷跃S持不變。從相應(yīng)的Lineweaver-Burke和Eadie-Hofstee圖可得到兩化合物的Vmax和Km值。獲得化合物39的下列數(shù)值Vmax＝22.3μmol/min，Km＝4.9mM。僅采用膠凝劑12的那些相對(duì)于先前的點(diǎn)V仍增高的點(diǎn)。由這些點(diǎn)計(jì)算以下值。Vmax＝4.1μmol/min，Km＝1.8mM。使用這些Vmax和Km值可繪出兩種化合物的理論曲線。化合物39的試驗(yàn)測(cè)定點(diǎn)與曲線非常吻合。然而膠凝劑12僅部分點(diǎn)與曲線對(duì)應(yīng)良好并且測(cè)得試驗(yàn)測(cè)定的Vmax為1.8μmol/min。令人感興趣的是，理論曲線自試驗(yàn)曲線偏離的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于1.5mM的膠凝劑濃度，這又對(duì)應(yīng)于H2O∶DMSO＝9∶1中的化合物12的臨界膠凝劑濃度(CGC)(即使溶劑或溶劑混合物膠凝所需的最低膠凝劑濃度)。低于該濃度，化合物12的樣品以溶液形式存在。因此，即使凝膠中的分子與溶液中的分子成恒定的平衡且所有的膠凝劑濃度可增加至大大高于CGC(因此產(chǎn)生膠凝)，但溶液中膠凝劑的濃度絕不可能超過CGC。一旦底物(即膠凝劑)濃度超過CGC，化合物12的初始速率就不再增加，該事實(shí)證明僅溶液中的膠凝劑分子可被酶斷裂。
實(shí)施例IV含目標(biāo)物質(zhì)顆粒的凝膠的制備IV.1芘的包合快速將900μL蒸餾水加至100μL DMSO內(nèi)的含4mg(6.0×10-3mmol)膠凝劑12(CHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2)和1.22mg(6.0×10-3mmol)的芘的溶液中。水的加入導(dǎo)致溶液立即且完全的膠凝。凝膠的TEM分析顯示存在凝膠纖維和芘顆粒，后者的平均粒徑介于37及185nm之間。
時(shí)間依賴性粒徑的測(cè)定為了測(cè)定凝膠內(nèi)芘顆粒的時(shí)間穩(wěn)定性，如前段所述制備樣品并于7天、18天、1個(gè)月和2個(gè)月后用TEM檢測(cè)。作為對(duì)照，還制備了僅含于DMSO/H2O(100μL/900μL)中的芘的樣品。此外，為測(cè)定溶液中即不在凝膠中的膠凝劑的作用，制備了含4mg(6.0×10-3mmol)膠凝劑12(CHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2)、1.22mg(6.0×10-3mmol)芘、100μLDMSO和900μL的1N HCl的樣品。HCl的存在導(dǎo)致膠凝劑溶解并由此使樣品不膠凝。所有樣品于室溫、暗處保存。圖4、5及6所示為TEM結(jié)果。
圖4從左至右分別為于7天、18天、1個(gè)月及2個(gè)月后測(cè)定的DMSO/H2O(100μL/900μL)中的含1∶1摩爾比(6.0×10-3mmol)的芘的化合物12(CHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2)的TEM圖像。7天后，樣品中僅存在極少的37-185nm的顆粒；18天后可觀察到更多的30-190nm的顆粒；1個(gè)月后還可觀察到一些～150nm的晶體；2個(gè)月后存在更多粒徑在80至200nm的晶體。
圖5從左至右分別為于7天、18天、1個(gè)月及2個(gè)月后測(cè)定的DMSO/1N HCl(100μL/900μL)中的含1∶1摩爾比(6.0×10-3mmol)的芘的化合物12(CHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2)的TEM圖像。
7天后可觀察到0.2-3的晶體；18天后觀察到更多的這種晶體；1個(gè)月后還可見6μm的更大的晶體；2個(gè)月后可觀察到更多的這種晶體。
圖6從左至右分別為于7天、18天、1個(gè)月及2個(gè)月后測(cè)定的DMSO/H2O(100μL/900μL)中含芘(6.0×10-3mmol)的樣品的TEM圖像。
7天、18天或1個(gè)月后存在0.4-9μm的晶體；2個(gè)月后可觀察到2-12μm的晶體。
IV.2達(dá)那唑的包合，I快速將950μL蒸餾水加至50μL DMSO內(nèi)的含1.96mg(2.9×10-3mmol)的膠凝劑12(CHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2)和1.0mg(2.9×10-3mmol)達(dá)那唑的溶液中。水的加入導(dǎo)致溶液立即且完全膠凝。凝膠的TEM分析顯示存在凝膠纖維和達(dá)那唑顆粒，后者的平均粒徑介于140-700nm，還存在一些寬0.7μm及長9μm的桿狀達(dá)那唑顆粒。在僅含100μL DMSO和900μL蒸餾水內(nèi)的達(dá)那唑的對(duì)照品中，桿狀達(dá)那唑顆粒為0.5-10μm寬和15-53μm長。
IV.2達(dá)那唑的包合，II當(dāng)前述實(shí)施例中的膠凝劑比達(dá)那唑的摩爾比從1∶1增加至2∶1時(shí)，TEM分析顯示存在凝膠纖維和達(dá)那唑顆粒，后者的平均粒徑為28nm，一些顆粒是2μm且極少的顆粒是10μm，不存在桿狀達(dá)那唑顆粒。當(dāng)摩爾比從2∶1增加至5∶1時(shí)，TEM分析顯示存在凝膠纖維和達(dá)那唑顆粒，后者的平均粒徑為14nm，一些顆粒是400nm且不存在桿狀達(dá)那唑顆粒。
含達(dá)那唑的凝膠的冷凍干燥于DMSO/水(50μL/950μL)中冷凍干燥5∶1摩爾比膠凝劑12(CHex(AmPhe-6AQ)(AmEtOEtOH)2)和達(dá)那唑的凝膠產(chǎn)生膠凝劑和達(dá)那唑的干燥粉末。TEM分析該粉末顯示與相應(yīng)的凝膠樣品(前述實(shí)施例品)的相似特征凝膠纖維和達(dá)那唑顆粒，后者的平均粒徑為14至70nm，不存在桿狀顆粒。
權(quán)利要求
1.三取代的環(huán)狀化合物作為膠凝劑或增稠劑的應(yīng)用，其中所述環(huán)被一個(gè)或兩個(gè)X-Am-Yn基團(tuán)取代且其中剩下的一個(gè)或兩個(gè)取代基是-X-Z基團(tuán)，由于至少一個(gè)所述-X-Z基團(tuán)不含Am部分，因此所述化合物是非對(duì)稱的，其中各X獨(dú)立地選自-N(H)-、-C(O)-、-OC(O)-、-OC(S)-、-C(S)-、-NHC(S)-和-NH-C(O)-部分；各Am獨(dú)立地是基于一個(gè)氨基酸或其衍生物或者若干氨基酸或它們的衍生物的部分；各Y獨(dú)立地選自-OR、-N(OH)R、-NR2、-C(O)R、-C(O)-NR2、-C(O)-OR、-C(S)R、-C(S)-NR2、-C(S)-OR和R，其中各R獨(dú)立地是H，或取代或未取代的支鏈、環(huán)狀或直鏈的烷基、烯基或炔基，其可能含有芳香、酯或醚部分或一個(gè)或多個(gè)其它雜原子，并且可含有1至40個(gè)碳原子；各Z獨(dú)立地選自以下組中-OH、-COOH、-C(O)NHR、-NHC(O)R和-NHR，其中各R獨(dú)立地選自如上所定義的基團(tuán)；以及n＝1或2。
2.非對(duì)稱的三取代的環(huán)狀增稠劑或膠凝劑，其中所述環(huán)被一個(gè)或兩個(gè)X-Am-Yn基團(tuán)取代且其中剩下的一個(gè)或兩個(gè)取代基是-X-Z基團(tuán)，由于至少一個(gè)所述-X-Z基團(tuán)不含Am部分，因此該化合物是非對(duì)稱的，其中各X獨(dú)立地選自-N(H)-、-C(O)-、-OC(O)-、-OC(S)-、-C(S)-、-NHC(S)-和-NH-C(O)-部分；各Am獨(dú)立地是基于一個(gè)氨基酸或其衍生物或者若干氨基酸或它們的衍生物的部分；各Y獨(dú)立地選自-OR、-N(OH)R、-NR2、-C(O)R、-C(O)-NR2、-C(O)-OR、-C(S)R、-C(S)-NR2、-C(S)-OR和R，其中各R獨(dú)立地是H、或取代或未取代的支鏈、環(huán)狀或直鏈烷基、烯基或炔基，其可能含有芳香、酯或醚部分或一個(gè)或多個(gè)其它雜原子，并且可含有1至40個(gè)碳原子；各Z獨(dú)立地選自以下組中-OH、-COOH、-C(O)NHR、-NHC(O)R和-NHR，其中各R獨(dú)立地選自如上所定義的基團(tuán)；以及n＝1或2，條件是所述膠凝劑或增稠劑不為下式所示的化合物
3.如權(quán)利要求2所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其不含由羧酸基和氨基所形成的兩性離子對(duì)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中各Am含1到5個(gè)氨基酸殘基。
5.如上權(quán)利要求2-4之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中所述被取代的環(huán)是1，3，5-取代的6元環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中所述被取代的環(huán)是三取代的環(huán)己烷。
7.如權(quán)利要求5所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中所述被取代的環(huán)是三取代的苯基。
8.如權(quán)利要求2-7之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中各Y獨(dú)立地選自以下組中-OH、-OCH3、-OCH2CH3、-NHCH3、其中x是1-9的整數(shù)的支鏈或直鏈-NH(CH2)x+1、其中y是O-7的整數(shù)的支鏈或直鏈NHC(CH3)(CH2)y+1CH3、-NH(CH2)9CH3、-NH(CH2)10CH3、-NHC(CH3)(CH2)5(CH3)、-NH-萘基、-NHCH2Ph、-NH(CH2)2Ph、-NHPhOMe、-NH-喹啉和NHPhNO2。
9.如權(quán)利要求2-8之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中所述X-Z中的X和X-Am-(Y)n基團(tuán)中的X為-C(O)-。
10.如權(quán)利要求2-9之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中各Z獨(dú)立地選自以下組中OH、COOH、C(O)NHR、NHC(O)R和NHR，其中各R獨(dú)立地選自如權(quán)利要求2所定義的基團(tuán)。
11.如權(quán)利要求10所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中-X-Z選自以下組中-COOH、-C(O)-NH2、-C(O)-NHCH3、-C(O)-NH-(CH2)2-OH、-C(O)-NH-(CH2)2-O-(CH2)2-OH、C(O)OCH2Ph和C(O)NHCH2-pyr。
12.如權(quán)利要求2-11之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中所述氨基酸選自α-氨基酸，優(yōu)選為選自以下組中亮氨酸、異亮氨酸、正亮氨酸、賴氨酸、纈氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸、組氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸以及其衍生物。
13.如權(quán)利要求2-12之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中至少一個(gè)所述取代基包含可斷裂的部分，且其在斷裂時(shí)導(dǎo)致目標(biāo)物質(zhì)的釋放。
14.如權(quán)利要求13所述的三取代的增稠劑或膠凝劑，其中所述目標(biāo)物質(zhì)經(jīng)連接基連接，所述連接基包括其C＝O端可酶促地?cái)嗔训陌被岵糠?，所述氨基酸部分?yōu)選地基于苯丙氨酸，所述的目標(biāo)物質(zhì)優(yōu)選為生物活性劑，更優(yōu)選為藥物活性劑。
15.如權(quán)利要求2-14之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑與目標(biāo)物質(zhì)的復(fù)合物，其中所述目標(biāo)物質(zhì)優(yōu)選為生物活性劑，更優(yōu)選為藥物活性劑。
16.如權(quán)利要求15所述的復(fù)合物，其中所述目標(biāo)物質(zhì)是疏水性物質(zhì)。
17.一種膠凝或增稠溶劑的方法，其包括將如權(quán)利要求1-14之一所定義的三取代的增稠劑或膠凝劑或如權(quán)利要求15或16所述的復(fù)合物與所述溶劑混合并引發(fā)該混合物以得到被增稠或膠凝的溶劑。
18.一種膠凝或增稠溶劑的方法，其包括將如權(quán)利要求1-14之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑或如權(quán)利要求15或16所述的復(fù)合物以溶液的形式噴入所述溶劑中，或?qū)⑺鋈軇﹪娙肴鐧?quán)利要求1-14之一所述的三取代的增稠劑或膠凝劑或如權(quán)利要求15或16所述的復(fù)合物的溶液中。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述溶劑選自以下組中芳烴、非香烴、醇、醚、酯、醛、酮、鏈烷酸、環(huán)氧化物、胺、鹵代烴、硅油、植物油、磷酸、亞砜、酰胺、腈、水及其混合物，優(yōu)選為選自以下組中芳烴、脂族烴、醇、酯、鹵代烴、醚、植物油、水、酮、酰胺、腈及其混合物。
20.如權(quán)利要求17-19之一所述的方法，其中以所得混合物的重量計(jì)，混入或噴入所述溶劑中的所述膠凝劑或增稠劑的量在0.01至50重量％之間，優(yōu)選為0.1-50重量％，更優(yōu)選為0.4-50重量％。
21.如權(quán)利要求17-20之一所述的方法，其中通過先加熱所述混合物然后再冷卻、通過改變pH值、通過超聲、采用光照和/或通過加入化學(xué)誘發(fā)物引發(fā)凝膠的形成。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述混合物被加熱至20-200℃，優(yōu)選為50-150℃的溫度。
23.如權(quán)利要求21或22所述的方法，其中所述混合物被冷卻至-20℃至100℃，優(yōu)選為15-30℃的溫度。
24.由如權(quán)利要求17-23之一所述的方法得到的凝膠或增稠的流體，其包括一種或多種如權(quán)利要求1-14之一所定義的三取代的增稠劑或膠凝劑或如權(quán)利要求15或16所述的復(fù)合物。
25.一種凝膠或增稠的流體，其包括(i)一種或多種如權(quán)利要求2-16之一所定義的三取代的增稠劑或膠凝劑或如權(quán)利要求15或16所述的復(fù)合物，以及(ii)一種或多種溶劑，優(yōu)選為一種或多種如權(quán)利要求19所定義的溶劑。
26.一種將如權(quán)利要求24或25所述的增稠的溶劑或其它增稠的流體轉(zhuǎn)化成凝膠的方法，其通過易位反應(yīng)實(shí)施。
27.通過如權(quán)利要求26所述的方法獲得的凝膠。
28.如權(quán)利要求24、25或27之一所述的凝膠，其包括由所述膠凝劑或增稠劑形成的纖維，其中所述纖維的數(shù)均厚度在1-10nm的范圍內(nèi)。
29.如權(quán)利要求24、25、27或28之一所述的凝膠或增稠的流體，其包括顆粒，特別是直徑在1nm-100μm、優(yōu)選為1-250nm、更優(yōu)選為1-100nm范圍內(nèi)的顆粒。
30.如權(quán)利要求29所述的凝膠或增稠的流體，其中所述顆粒包括生物活性劑，更優(yōu)選為包括藥物活性劑。
31.如權(quán)利要求24、25或27-30所述的凝膠或增稠的流體作為手性識(shí)別色譜載體、用于催化劑的共價(jià)鍵合或作為藥物傳遞載體的應(yīng)用。
32.包含凝膠或增稠的流體如增稠的溶液的藥物組合物，其中所述凝膠或增稠的流體包含如權(quán)利要求2-14之一所述的增稠劑或膠凝劑或如權(quán)利要求15或16所述的復(fù)合物以及藥物活性劑。
33.包含凝膠或增稠的流體如增稠的溶液的化妝品組合物，其中所述凝膠或增稠的流體包含如權(quán)利要求2-14之一所述的增稠劑或膠凝劑或如權(quán)利要求15或16所述的復(fù)合物。
34.如權(quán)利要求32或33所述的組合物，其中所述組合物選自除臭劑劑、用于局部施用的組合物及應(yīng)用于眼部施用的組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的三取代的環(huán)狀增稠劑或膠凝劑。本發(fā)明進(jìn)一步涉及增稠或膠凝溶液的方法，其包括這種膠凝劑或增稠劑的應(yīng)用。例如，本發(fā)明的膠凝劑或增稠劑可用于藥物或化妝品目的。其還可進(jìn)一步用作色譜材料或催化活性材料的載體材料。
文檔編號(hào)A61K47/22GK1902160SQ200480040295
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者凱爾·雅各布斯·科內(nèi)利斯·范博梅爾, 約翰內(nèi)斯·亨里克斯·范埃施 申請(qǐng)人:應(yīng)用超微系統(tǒng)股份有限公司