一种二氨基二酮哌嗪类化合物的用途的制作方法

本发明涉及生物多糖交联剂，具体涉及一种二氨基二酮哌嗪类化合物的用途。

背景技术：

1、水凝胶是一种具有三维网络结构、能够吸收和保持大量水分的材料。它们在生物医药、环境保护、食品工业等领域有着广泛的应用。其中，生物多糖水凝胶由于其良好的生物相容性、生物降解性和低毒性，成为研究的热点。玻璃酸钠、海藻酸钠等是常用的生物多糖，它们通过交联剂的辅助作用形成具有特定性能及网络结构的交联型水凝胶。

2、交联剂在水凝胶的形成过程中起到桥梁作用，它们能够使多糖分子链之间形成化学键，从而构建出稳定的三维网络结构。交联剂的种类和性质直接影响水凝胶的物理和化学性能。

3、生物多糖常用交联剂或交联方法有以下几类：(1)硼酸及其衍生物：可以与含有顺式二醇结构的生物多糖发生交联，但可能对细胞有一定的毒性，且交联速度和强度受ph影响较大。(2)金属离子：例如钙离子(ca2+)、铝离子(al3+)等，常用于与海藻酸钠等阴离子多糖交联，但是存在交联过程可能不可逆，且高浓度的金属离子可能对细胞有毒性。(3)多酚类化合物：例如没食子酸、单宁酸等，其通过酚羟基与多糖的羟基形成氢键或共价键，但是通常交联条件可能较为苛刻，且可能影响水凝胶的生物相容性。(4)酶：例如谷氨酰胺转移酶，常用于催化多糖链之间的共价键形成，但通常存在成本较高，且交联过程可能难以控制的问题。(5)紫外线照射：通过光引发剂引发自由基交联，但可能对生物分子有破坏作用，且交联深度有限。(6)化学交联剂：例如戊二醛、京尼平、二乙烯基砜(dvs)、1,4-丁二醇二缩水甘油醚(bdde)、聚乙二醇二缩水甘油醚(pegde)等，这些交联剂通过化学反应形成共价键。这些交联剂含有环氧或者双键等化学性质活泼的结构单元，可以与机体功能蛋白和核酸共价结合从而影响其正常功能，潜在的细胞毒性大，生物相容性欠佳。另外，这些交联剂本身或其降解产物的残留也会引起体内炎症反应，具有一定细胞毒性，且交联过程可能会释放有害副产物。

4、因此，选择合适的交联剂是制备高性能水凝胶的关键步骤。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中对生物多糖交联的交联剂通常具有一定细胞毒性、生物相容性不佳的技术问题，而提供一种二氨基二酮哌嗪类化合物的用途。本发明通过三氟乙酰基保护的氨基酸环化缩合然后氨解脱保护基的方法合成了二氨基二酮哌嗪类化合物，该化合物作为交联剂交联生物多糖具有细胞毒性低、安全性高的优势，且所得交联凝胶具有较高的模量，能耐受湿热灭菌，确保终端的应产品用技术要求以及应用安全性。

2、为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种二氨基二酮哌嗪类化合物的用途，所述二氨基二酮哌嗪类化合物作为交联生物多糖凝胶制备过程中的交联剂使用；

4、所述二氨基二酮哌嗪类化合物是如下式ⅰ结构的化合物或其药学上可接受的盐：

5、

6、其中r是碳原子数小于等于10的正构烷基或异构烷基。

7、进一步地，r是碳原子数小于等于5的正构烷基或异构烷基。

8、更进一步地，所述二氨基二酮哌嗪类化合物选自3,6-二(4-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪或其盐、3,6-二(3-氨基丙基)-2,5-二酮哌嗪或其盐中的一种或多种，药学上可接受的盐选自盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐中的一种。

9、进一步地，所述二氨基二酮哌嗪类化合物的获得方法包括如下步骤：

10、

11、s1、缩合环化：两分子三氟乙酰基保护的氨基酸衍生物在缩合物的作用下脱水形成一分子环化中间体；

12、s2、脱保护：将所述环化中间体进行氨解脱保护，得到游离的二氨基二酮哌嗪类化合物。

13、再进一步地，所述二氨基二酮哌嗪类化合物的获得方法具体包括如下步骤：

14、s1、将所述三氟乙酰基保护的氨基酸衍生物均匀溶解在溶剂中，加入五氧化二磷缩合物，在其作用下使所述三氟乙酰基保护的氨基酸衍生物脱水缩合环化形成环化中间体，采用纯水析出并得到环化中间体，析出过程可以是将反应体系加入到水中即可析出，或者向反应体系中滴加纯水以结晶的形式将环化中间体缓慢析出，后者析出过程能提高环化中间体的纯度；

15、s2、将所述环化中间体加入到氨水中，于20℃～50℃下搅拌进行脱保护基反应(反应至溶液近澄清)，然后趁热过滤，所得滤液减压浓缩得到黄色油状物，对所述黄色油状物采用有机溶剂于10℃～60℃范围内打浆1h～2h，抽滤、干燥得到游离的二氨基二酮哌嗪类化合物。

16、优选地，所述三氟乙酰基保护的氨基酸衍生物选自三氟乙酰赖氨酸或三氟乙酰鸟氨酸；

17、所述溶剂选自n-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜；

18、所述缩合环化的反应温度在150℃-170℃范围内、反应时间在1h-3h范围内；

19、所述析出的过程是：调整反应体系的温度至80℃～90℃，保温滴加纯水，滴加完毕后降温至20℃～30℃进行析晶，经抽滤、水淋洗、减压干燥即得到环化中间体。

20、优选地，所述三氟乙酰基保护的氨基酸衍生物、所述五氧化二磷缩合物、所述溶剂用量比例在0.4-0.6mol:0.11-0.15mol:180-220ml范围内。

21、优选地，所述氨水的质量百分数在2％-25％范围内；所述脱保护基反应的时间在18h-25h范围内；所述氨水的用量是所述溶剂体积量的1.2倍至1.3倍；根据需要对所述二氨基二酮哌嗪类化合物采用水和/或四氢呋喃进行结晶纯化。

22、再进一步地，所述二氨基二酮哌嗪类化合物的获得方法还包括如下s3步骤：将所述二氨基二酮哌嗪类化合物进行成盐反应得到二氨基二酮哌嗪类化合物盐酸盐：

23、

24、再进一步地，所述s3具体包括如下操作过程：

25、将所述二氨基二酮哌嗪类化合物用稀盐酸溶液溶解、过滤，所得滤液在40℃～50℃滴加四氢呋喃，滴加完毕后降温析晶，抽滤淋洗、干燥，得到二氨基二酮哌嗪类化合物盐酸盐。

26、优选地，所述稀盐酸溶液的摩尔浓度为1m，其中稀盐酸的用量是所述三氟乙酰基保护的氨基酸衍生物摩尔量的0.10倍至0.15倍；所述降温析晶的温度为20℃～25℃，所述滤液中滴加的所述四氢呋喃的体积用量是所述稀盐酸溶液体积用量的10倍-20倍。

27、进一步地，所述交联生物多糖凝胶制备过程包括：使生物多糖与所述二氨基二酮哌嗪类化合物在水或缓冲液中溶解混合均匀后，可以对其中一种先进行溶解再加入另一种，也可以两者分别溶解均匀后合并，目的是两者溶解并混合均匀，过程在所不问，然后加入缩合剂，形成反应液，进行交联反应获得交联生物多糖凝胶。

28、更进一步地，所述二氨基二酮哌嗪类化合物的用量为所述生物多糖摩尔量的1％-20％；所述交联反应的温度在0℃-30℃范围内、时间在10h-80h范围内。

29、更进一步地，所述生物多糖选自玻璃酸或其盐、海藻酸或其盐、羧甲基几丁质或其盐、羧甲基壳聚糖或其盐、羧甲基纤维素或其盐、软骨素类化合物中的一种或多种，所述生物多糖在所述反应液中的质量分数为0.5％-10％。

30、另外所述缓冲液选自磷酸盐缓冲体系、磷酸盐缓冲体系/氯化钠溶液中的一种，所述缓冲液的ph在6.0-8.5范围内；所述缩合剂为常规缩合剂，例如4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐、4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉四氟硼酸盐、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉、2-氯-1-甲基吡啶碘化物等，缩合剂的用量为常规技术用量。相关的交联生物多糖凝胶请参见本技术人申请号为202411477353.0的相关专利。

31、有益技术效果：

32、本发明是二氨基二酮哌嗪类化合物的用途发明，将其作为交联剂制备交联生物多糖凝胶，本发明的二氨基二酮哌嗪类化合物作为交联剂细胞毒性极低，具有较高的安全性，且得到的凝胶粘弹性高，杂质含量少，颗粒均匀，热稳定性及抗酶降解性均得以提高，可以耐受湿热灭菌，产品安全性高，且临床使用的注射频次可以降低；

33、本发明以三氟乙酰基保护的氨基酸衍生物为起始原料通过缩合环化、脱保护得到二氨基二酮哌嗪类化合物，获得方法简单高效，适合工艺放大生产；

34、本发明首次证明了以二氨基二酮哌嗪类化合物作为交联剂的生物安全性，使其可用于医学填充、外科手术防粘连以及骨关节腔注射等生物医用凝胶的制备领域；

35、采用本发明二氨基二酮哌嗪类化合物交联剂与生物多糖的羧基通过酰胺键共价结合，交联剂中的氨基反应活性远远高于生物多糖自身羟基的反应活性，可提高交联效率、避免生物多糖分子链内或链间的自交联；

36、本发明提供二氨基二酮哌嗪类化合物或其药学上可接受的盐具有优异的水溶性，既能确保交联反应时在水中充分溶解和分布，又能在后处理时通过漂洗工艺将未反应的交联剂从产品中彻底清除，生物安全性较佳。