聚二硫化物偶联物的合成方法及其用途

本公开内容涉及聚二硫化物偶联物的合成方法及其用途。更具体地，本公开内容的一个或多个方面涉及由两亲性二硫杂环戊烷类化合物合成聚二硫化物偶联物的方法，及其在诸如蛋白质分离、靶向药物递送、癌症治疗等多方面的用途。

背景技术：

1、近年来，人们对于二硫杂环戊烷类化合物的研究与日俱增。其中，二硫杂环戊烷类化合物在生物医药领域的用途逐渐引起了人们的关注。

2、1,2-二硫杂环戊烷类化合物的开环聚合(ring-opening polymerization，rop)由于其完全的可逆性和温和的条件而受到重视。matile等人报道了使用1,2-二硫杂环戊烷类化合物和含有巯基的细胞穿透肽合成细胞穿透聚二硫化物，并将其接枝到(grafting to)覆有链霉亲和素的量子点上，所得量子点可以经由硫醇介导的摄取(thiol-mediateduptake)递送到细胞质中。但这种接枝方式可能存在许多自身的局限性，例如，大分子聚合物存在空间位阻效应，末端的反应性基团难以与蛋白质上的特定官能团反应，造成接枝密度低；制备得到的产物中往往含有未与聚合物结合的游离蛋白质，分离较为困难等。在这种情况下，开环聚合所需的1,2-二硫杂环戊烷类化合物的初始摩尔浓度也通常较高，例如，在matile等人的实验中，1,2-二硫杂环戊烷类化合物的初始摩尔浓度为400mm。

3、鉴于此，有研究者提出了“从……接枝(grafting from)”的接枝方式。例如，将引发剂接枝到蛋白质上，在低温条件下(0℃至-80℃)实现直接由蛋白质介导的1,2-二硫杂环戊烷类化合物的原位rop。该方法的优点在于，由于小分子引发剂的空间位阻效应小，引发剂可以高效地与蛋白质结合，并且聚合完成后残留的单体以及小分子引发剂容易去除。然而，低温条件不是完全无害的，因为许多蛋白质，特别是酶在冷冻条件下易于失活和变性。此外，对于具有庞大侧基的单体或在冷冻条件下不发生相分离的单体，低温聚合的速率可能受到极大影响。基于这种接枝方式，在室温下进行1,2-二硫杂环戊烷类化合物的原位rop对1,2-二硫杂环戊烷类化合物的初始摩尔浓度的要求有所降低，可以低至262mm，但该浓度对于由蛋白质介导的开环聚合仍然是不利的，可能造成生物制剂的沉淀。

4、因此，寻求能够在低单体浓度和生物学友好的温度下合成聚二硫化物偶联物的新的接枝方法迫在眉睫。

技术实现思路

1、在本公开内容的第一方面，提供了制备聚二硫化物偶联物的方法，所述方法包括：在高于0℃的开环温度下使由式i表示的物质与由式ii表示的化合物在溶剂中进行开环聚合，然后使用封端剂淬灭反应，以获得由式iii表示的聚二硫化物偶联物：

2、

3、其中：x-l1h可以表示具有反应性巯基或硒醇的物质，l1可以为s或se；r1至r3中的至少一个可以为l2(co)r4，余者为氢，其中l2可以为疏水性连接基，并且r4可以为亲水性基团；z可以表示封端剂；y可以表示由所述封端剂引入的端基；n可以是1至10000的整数；所述由式ii表示的化合物在所述溶剂中不发生去质子化并且表现出两亲性，所述由式ii表示的化合物的初始单体浓度低于平衡单体浓度。

4、在一个或多个实施方案中，x可以选自纳米颗粒，例如金纳米颗粒、银纳米颗粒、量子点、自组装的纳米颗粒；小分子，例如乙烷磺酸钠；蛋白质，例如野生蛋白或者基因工程蛋白，如二氢叶酸还原酶、牛血清白蛋白、转肽酶、干扰素、基因编辑的绿色荧光蛋白、突变酶、偶氮还原酶、抗体；核酸，例如sirna、反义寡核苷酸、适配体、mirna、mrna；以及高分子化合物。

5、在一个或多个实施方案中，l2可以选自取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c2-c30烯基、取代或未取代的c2-c30炔基、取代或未取代的c1-c30杂烷基、取代或未取代的c2-c30杂烯基、取代或未取代的c2-c30杂炔基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c3-c30环烯基、取代或未取代的c1-c30杂环烷基、取代或未取代的c2-c30杂环烯基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c5-c30杂芳基。

6、在一个或多个实施方案中，r4可以选自

7、

8、其中x、y、z和t各自是1至10的整数。

9、在一个或多个实施方案中，z可以选自卤代酰胺、酰亚胺或酸酐，例如碘乙酰胺、马来酰亚胺、丁二酸酐。

10、在一个或多个实施方案中，溶剂选自有机溶剂，例如二甲亚砜、三氯甲烷；无机溶液，例如水；及其组合。

11、在一个或多个实施方案中，开环温度可以为4℃至40℃，例如15℃至30℃，例如25℃。

12、在一个或多个实施方案中，x可以为蛋白质；l1可以为s；r3可以为l2(co)r4，r1和r2可以为氢，其中l2可以为c3-c6烷基。

13、在一个或多个实施方案中，由式ii表示的化合物的初始摩尔浓度可以为10mm至300mm，例如10mm至250mm、10mm至200mm、10mm至150mm、10mm至100mm或10mm至50mm。

14、在一个或多个实施方案中，r4可以包含n-乙酰半乳糖胺基团，则由式iii表示的聚二硫化物偶联物可以通过与肝癌细胞表面高度表达的去唾液酸糖蛋白受体特异性结合，经由内吞作用而内化，从而特异性靶向肝癌细胞。

15、在本公开内容的第二方面，提供了用于分离含有反应性巯基或硒醇的物质的方法，所述方法包括以下步骤：

16、a)在高于0℃的开环温度下使包含由式i表示的含有反应性巯基或硒醇的物质的混合物与由式ii表示的化合物在溶剂中进行开环聚合，然后使用封端剂淬灭以获得产物：

17、

18、其中，x-l1h、l1、r1至r3、l2、r4、z、y和n如前所述；所述由式ii表示的化合物在所述溶剂中不发生去质子化并且表现出两亲性，所述由式ii表示的化合物的初始单体浓度低于平衡单体浓度；

19、b)将由式iii表示的聚二硫化物偶联物从所述产物中分离出来，例如通过离心分离；以及

20、c)将所述由式iii表示的聚二硫化物偶联物与还原剂混合，原位释放所述由式i表示的物质；任选地，所述还原剂选自二硫苏糖醇、三(2-羧乙基)膦和谷胱甘肽。

21、在本公开内容的第三方面，提供了用于分离含有反应性巯基或硒醇的物质的试剂盒，包括：

22、进样单元，其可以被配置成接收包含由式i表示的含有反应性巯基或硒醇的物质的混合物；

23、反应单元，其可以被配置成使包含由式i表示的含有反应性巯基或硒醇的物质的混合物与由式ii表示的化合物在溶剂中进行开环聚合：

24、

25、其中：x-l1h、l1、r1至r3、l2、r4、z、y和n如前所述；所述由式ii表示的化合物在所述溶剂中不发生去质子化并且表现出两亲性，所述由式ii表示的化合物的初始单体浓度低于平衡单体浓度；

26、分离单元，其可以被配置成将由式iii表示的聚二硫化物偶联物从所述混合物中分离出来；

27、释放单元，其可以被配置成将分离的由式iii表示的聚二硫化物偶联物与还原剂接触，由此原位释放所述由式i表示的含有反应性巯基或硒醇的物质；以及

28、任选的控温单元，其可以被配置成控制并保持所述反应单元和/或所述分离单元和/或所述释放单元的温度。

29、在一个或多个实施方案中，混合物可以选自细胞裂解液、血清、血浆、体液和尿液。

30、在一个或多个实施方案中，x可以选自二氢叶酸还原酶、牛血清白蛋白、转肽酶、干扰素、基因编辑的绿色荧光蛋白、突变酶、偶氮还原酶、抗体。

31、在本公开内容的第四方面，提供了由上述方法制备的聚二硫化物偶联物。

32、在本公开内容的第五方面，提供了上述聚二硫化物偶联物在制备靶向药物，特别是肝靶向药物中的用途。