一端為糖基,另一端為不同官能基的聚氧乙烯及其製造方法
2023-12-03 18:31:31 2
專利名稱：一端為糖基,另一端為不同官能基的聚氧乙烯及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一端為糖基，另一端為不同官能基的低聚物或聚合物(雜遠程螯合低聚物或聚合物)及其製造方法。
背景技術：
聚氧乙烯具有水溶性，非免疫原性的特點，原來用作蛋白質和藥物等生理活性物質的修飾劑，在生物學和醫用工業應用方面引人注目。
例如，已經知道由於用聚乙二醇修飾蛋白質，其免疫原性顯著降低，(蛋白質混合物，稻田佑二，前田浩合著，公立出版社(1988))，在這種蛋白質中結合聚氧乙烯時，聚氧乙烯的末端必須有能夠和蛋白質末端反應的官能基。一般說，蛋白質表面有羧基，氨基，羥基，巰基等各種官能基，和聚氧乙烯反應時，選擇什麼樣的官能基，對於這種蛋白質的生理活性經常有很大影響。
目前工業上合成的聚氧乙烯衍生物，大都是兩端有羥基的或者是一端有不反應的烷氧基，另一端有羥基的聚氧乙烯，因為羥基比醛基，氨基等反應性較小，進行了將其變為其它官能基的嘗試(合成通訊(synth.Commun)22(16)2417-2424(1992)；J.Bioact.compat.Polym.，5(2)227-231(1990))。但是，當以上述方式用作蛋白質修飾劑時，上述聚氧乙烯的缺點是其反應方式和使用都是有限的。
最近，將具有某種機能的蛋白質和具有抗體等其它機能的化合物用聚氧乙烯直接雜合連接的重要性引人注意。此時需要有兩端有不同官能基的聚氧乙烯衍生物。為了合成這種雜端基的聚氧乙烯，有使用兩端均是羥基的聚氧乙烯作原料的方法(聚乙二醇化學(Polyethylene glycolChemistry)；J M/Harris，Plenum，1992)，但是，使用這種方法時，因為得到的是未反應物，副產物以及兩個末端都被修飾的反應物的混合物，為了分離目的產物，必須用柱法等精製，收率和純度的問題都很大。
為了解決上述問題，最近一些發明人研究了用有官能基的醇或胺的鹼金屬鹽作開始劑進行環氧乙烷的聚合反應，公開了兩端定量地有氨基，醛基，巰基，羧基，羥基等不同官能基的雜端基的聚氧乙烯的合成方法(特願平5-009168；特願平-5-194977；特願平6-94532；特願平6-117262和特願平6-228465)。
目前還沒有進行過一端有糖基的雜端基聚氧乙烯的定量合成。糖類和生物體的各種成分有親和性，由於特異的相互作用，如果定量地將糖殘基導入聚氧乙烯的一端，將反應性官能基導入另一端，就能夠得到對生物體成分有特異親和性，生物利用率高的化合物。並且這種化合物有希望成為在具有一定目的性的藥物傳遞載體和診斷用材料的前體方面有用的材料。
本發明的目的是提供一端有糖殘基，另一端有糖殘基以外的反應性官能基的(雜遠程螯合的)聚氧乙烯及聚氧乙烯-聚酯衍生物，同時還提供有選擇地以及方便而效率高地製造這種衍生物的方法。
發明的內容本發明人發現，由於選擇性地使用羥基保護的糖及作為環狀單體的環氧乙烷和丙交酯或內酯進行活性聚合，能夠方便地製造出一端有糖殘基，另一端有糖基以外的反應性官能基的雜遠程螯合的，分子量分布窄的，有所希望的聚合度的低聚物或聚合物。這樣製造出的聚氧乙烯衍生物，有希望作為適合於生物化學和/或醫療領域的生物學利用率好的材料或其前體。
因之，本發明提供了下式(I)表示的聚氧乙烯衍生物
式中A表示下式的糖殘基
(此處基團R分別獨立地為，其中的一個是通過氧原子和鄰近亞甲基共價結合的鍵，其它的R是氫原子或C1-5烷基，C1-5烷基羰基或三-C1-5烷基甲矽烷基(這些烷基可以相同或不同)，或者兩個R合在一起並和它們結合的氧原子一起形成縮醛的C3-5的亞烷基，或者是其中的次甲基被C1-3烷基取代的亞苄基，a是0或整數1，b是2或3的整數，c是0或整數1)，n是5-10,000的整數，L表示式-CHR1-O-C(＝O)-CHR2-或-(CH2)4-的連接基團(此處R1或R2分別是氫原子，C1-6烷基，芳基或C1-3烷基芳基)，m是0或2-10,000的整數，X是單鍵或-CH2CH2-，在X是單鍵時，Z是氫原子或鹼金屬，丙烯醯基，甲基丙烯醯基，肉桂醯基，對甲苯磺醯基，烯丙基，羧甲基，羧乙基，乙氧羰基甲基，乙氧羰基乙基，2-氨基乙基，3-氨基丙基，4-氨基丁基，乙烯基苄基，二-C1-5烷氧基-C2-3烷基或醛基-C2-3烷基，或者當X是-CH2CH2-，m是0時，Z是羥基，巰基，氨基或滷原子。
按照本發明的另一方面，本發明提供了通過下述步驟製造上述式(I)的聚氧乙烯衍生物的方法。
步驟(1)在式(II)表示的聚合開始劑存在下將環氧乙烷進行聚合
(式中基團R分別獨立地為，其中的一個表示鹼金屬(M)，例如鈉，鉀，銫，其它R表示C1-5烷基，C1-5烷基羰基或三-C1-5烷基甲矽烷基(這些烷基可以相同或不同)，或者兩個R合在一起並和它們結合的氧原子一起形成縮醛的C3-5的亞烷基，或者是其中的次甲基被C1-3烷基取代的或未取代的亞苄基，a是0或整數1，b是2或3的整數，c是0或整數1)。
步驟(2)必要的話，將步驟(1)得到的式(III)表示的低聚物或聚合物
(式中A和n同於式(I)中的定義)，(i)加水分解，或者(ii)和下式反應
(式中R1和R2同於式(I)中的定義)，得到式(IV)表示的低聚物或聚合物
(式中，A，L，m，和n同於式(I)中的定義)。
步驟(3)必要的話，將步驟(1)或步驟(2)得到的低聚物或聚合物(i)和丙烯酸，甲基丙烯酸或對甲苯磺酸或其反應性衍生物反應，或(ii)和式(V)表示的滷化物反應halo-E(V)(式中halo是氯，溴或碘，E是烯丙基，羧甲基，乙氧羰基甲基，乙氧羰基乙基，乙烯基苄基，N-鄰苯二甲醯亞胺乙基，N-鄰苯二甲醯亞胺丙基，或N-鄰苯二甲醯亞胺丁基)。
步驟(4)必要的話，脫去糖殘基A的上述連接基以外的R基團。
因此，本發明提供新的式(I)表示的雜遠程螯合的聚氧乙烯或聚氧乙烯-聚酯衍生物，根據目的它可有任意所希望的聚合度，而且是一種單分散性或單一形態(mono-modal)的聚合物或低聚物，還提供了高效率的製備方法。
式(I)表示的衍生物能夠用作支持或傳遞各種藥物的載體，當合適的蛋白質(例如抗體等)通過這種衍生物的官能基被鍵合，由此等，可以期望上述衍生物能夠用作藥物或診斷試劑的有特定性能的載體，特別是其中式(I)中的m是2-10,000的整數的上述衍生物，可以用作支持藥物的載體，因為這種衍生物在含水溶劑中形成穩定的高分子膠束。
圖的簡單說明
圖1是雜遠程螯合的聚氧乙烯(即下述實施例1的試樣)的凝膠滲透色譜，它定量地在α-末端有1，2；5，6-二-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，在ω-末端有羥基(條件柱TSL-Gel(G4000 HXL，G3000 HXL，G2500 HXL)；洗脫劑THF(含有2％三乙胺)；流速1ml/min)。
圖2是雜遠程螯合的聚氧乙烯(即下述實施例1的試樣)的質子核磁共振譜，它定量地在α-末端有1，2；5，6-二-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，在ω-末端有羥基。
圖3是雜遠程螯合的聚氧乙烯(即下述實施例2的試樣)的凝膠滲透色譜，它定量地在α-末端有3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，在ω-末端有羥基(操作條件同於圖1)。
圖4是雜遠程螯合的聚氧乙烯(即下述實施例2的試樣)的質子核磁共振譜，它定量地在α-末端有3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，在ω-末端有羥基。
圖5是雜遠程螯合的聚氧乙烯(即下述實施例3的試樣)的凝膠滲透色譜，它定量地在α-末端有1，2；3，4-二-O-異亞丙基-D-吡喃半乳糖殘基，在ω-末端有羥基(操作條件除洗脫劑為THF外其餘同於圖1)。
圖6是雜遠程螯合的聚氧乙烯(即下述實施例3的試樣)的質子核磁共振譜，它定量地在α-末端有1，2；3，4-二-O-異亞丙基-D-吡喃半乳糖殘基，在ω-末端有羥基。
圖7是6-位羥基定量地有聚氧乙烯鏈的葡萄糖(下述實施例4的試樣)的質子核磁共振譜。
發明的詳細說明在本發明式(I)表示的聚氧乙烯衍生物中的式A表示的單糖殘基
(式中R，a，b，c定義同上)，它們可以由天然產物得到，或由天然產物的衍生物得到，也可以由；化學合成物得到。雖然對於從其中能夠衍生上述糖殘基的天然產物的糖類沒有限制，但可以舉出葡萄糖，半乳糖，甘露糖，果糖，核糖，阿糖，木糖，來蘇糖，阿洛糖，阿卓糖，古洛糖，艾杜糖，塔羅糖等。對於其中什麼是最優選的糖，取決於本發明的聚氧乙烯衍生物使用目的的不同，因此沒有限制，但從原料便於得到的觀點，葡萄糖，半乳糖，甘露糖，果糖，核糖，木糖一般是優選的，從上述觀點，葡萄糖和半乳糖是特別優選的。
上述糖殘基中的R基團，除了一個R基團(該R基團是上述糖殘基和式(I)衍生物的聚氧乙烯鏈段的α-末端亞甲基通過其所連接的氧原子共價連接的鍵)以外，是保護糖殘基中所有羥基的，並且能夠使式(I)衍生物進一步反應的，必要時能夠脫保護的基團，或是氫原子。這些保護基的具體實例包括C1-5烷基，C1-5烷基羰基及三-C1-5烷基甲矽烷基。上述基團中的烷基部分可以是直鏈或支鏈的烷基，例如甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，仲丁基，叔丁基，戊基，異戊基等。另外，三-C1-5烷基甲矽烷基中的烷基部分，三個烷基可以相同或不同，最好是相同的烷基，優選三甲基甲矽烷基，三乙基甲矽烷基，和三丙基甲矽烷基。
另外，基團R可以是兩個R基團一起和它們結合的氧原子共同形成縮醛
的C3-5亞烷基，例如異亞丙基，1-亞丁基，2-亞丁基或3-亞戊基等及其中的次甲基被C1-3烷基取代的亞苄基，例如亞苄基(PhCH＝)及甲基亞苄基(PhC(CH3)=)等。當兩個R形成縮醛時，這種R基團能夠選擇性地被脫掉，方便地得到R是氫原於(羥基被脫保護)的糖殘基。
上式中的a，b和c取決於作為原料的糖類而不同，可以是0或整數，a是0或1，b是2或3，c是0或1。例如當原料是葡萄糖時，分子內半縮醛形式的D-吡喃葡糖的a是0，b是3，c是0；而當是D-呋喃葡糖時，a是0，b是2，c是1，兩種形式都屬於上式糖殘基的範圍。另外，原料是半乳糖時，a是0，b是3，c是0。
在本發明的活性聚合的生產方法中，當調整環氧乙烷(單體)和聚合開始劑的數量比時，式(I)中聚氧乙烯鏈段
中的n理論上可以是任何數。為了達到本發明的目的，n優選整數5-10，000。n小於5時，一般很難保持有這種數目n的低聚物(或聚合物)的分子量分布狹窄，因之很難得到單分性或單形態的低聚物(或聚合物)。另一方面，當n是最大10,000的整數時，如上所述本發明的方法理論上能夠得到高聚合度的聚合物，但當本發明的聚氧乙烯衍生物被用作支持藥物的載體的前體時，n優選不高於10,000。
可是應該理解，本發明人考慮到使用本發明的衍生物可以作為進一步延長環氧乙烷或酯鏈段的中間體，更具體地說，本發明式(I)衍生物中的n優選整數10-200，更優選20-50。
從式(I)的內酯或丙交酯鏈段(也稱為聚酯鏈段)
中的L是指
或-(CH2)-4。上述R1和R2獨立地是氫原子，C1-6烷基，芳基或C1-3烷基芳基。
C1-6烷基是甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，仲丁基，叔丁基，戊基，異戊基，己基等的直鏈或支鏈的低級烷基，芳基最好是苯基，C1-3烷基芳基是苄基，乙基苯基等。這些鏈段通常是從α-羥基羧酸交酯得到的，考慮到生物利用率，它們優選從乙醇酸，乳酸，2-羥基異酪酸或由上述兩種酸結合形成的交酯得到。即，優選R1和R2獨立地是氫原子，甲基或異丙基。
鏈段
是任意的鏈段，m可以是0(該鏈段不存在)或2-10,000的整數，並可形成嵌段聚合物。當形成嵌段聚合物時，這種鏈段通常使本發明的聚氧乙烯衍生物具有疏水性，因此m的優選範圍取決於本發明衍生物(嵌段聚合物)使用的目的或者基團R1和R2的性質，進行較大變化，但是，m優選5-200，更優選10-100。
式(I)中的-X-Z-中的X，當Z和-(CH2CH2))n-1或下述鏈段
中ω-位的氧原子直接結合時，X是單鍵，或者X是亞乙基(-CH2CH2-)，因此，當m是0時，這些亞乙基基團能夠從由於加成環氧乙烷形成的-CH2CH2-OH得到。
當X是單鍵時，Z可以是氫原子或鹼金屬。此時，本發明化合物作為從活性聚合反應的產物或其水解物被提供，其中使用糖殘基A的陰離子作為聚合開始劑，環氧乙烷作為單體，以及根據情況使用內酯和丙交酯。鹼金屬的典型的實例是鈉，鉀和銫。
當Z不是鹼金屬或氫原子時，本發明的聚氧乙烯衍生物提供了具有通過ω-端羥基形成的不同官能團的醚或酯。因之Z是能夠形成酯的基團，例如丙烯醯基(-COCH＝CH2)，甲基丙烯醯基(-COC(CH3＝CH2)，肉桂醯基(-COCH＝CHPh)，或對甲苯磺醯基(-SO2Ph-CH3)。另外，能夠形成醚的Z例如是烯丙基(-CH2-CH＝CH2)，羧甲基(-CH2COOH)，羧乙基(-CH2CH2COOH)，乙氧羰基甲基(-CH2COOC2H5)，乙氧羰基乙基(-CH2CH2COOC2H5)，2-氨基乙基(-CH2CH2NH2)，3-氨基丙基(-CH2CH2CH2NH2)，4-氨基丁基(-CH2CH2CH2CH2NH2)，乙烯基苄基(-CH2Ph-CH＝CH2)，和二-C1-5烷氧基-C2-3烷基如2，2-二甲氧基乙基(-CH2CH(OCH3)2)，2，2-二乙氧基乙基(-CH2CH(OC2H5)2)，3，3-二甲氧基丙基(CH2CH2CH(OCH3)2)以及乙醛基-C2-3烷基(-(CH2)1-2CHO)。
當X是-CH2CH2-，m是0時，Z是羥基，巰基(-SH)，氨基(-NH2)，和滷素如氯，溴，碘。具有上述取代基的式(I)的衍生物通常由ω-端是對甲苯磺醯基的化合物通過公知的反應得到。
將上述各取代基組合構成的本發明的具體的聚氧乙烯衍生物(化合物)列於下述表1。
表1
表1(續)
27-52化合物相當於№1-26化合物，其中糖基鍵的位置是6-O；53-66化合物相當於№1-14化合物，其中Glu(p)是Gal(p)*3)，糖基鍵的位置是6-O；67-74化合物相當於№1，3，4，6，9，10，13和14化合物，其中Glu(p)是Gal(脫保護)，糖基鍵的位置是6-O；75-78化合物相當於№23-26化合物，其中Glu(脫保護)是Gal(脫保護)，糖基鍵的位置是6-O；79-92化合物相當於№1-14化合物，其中Glu(p)是Man(p)*4)，糖基鍵的位置是4-O；93-100化合物相當於№1，3，4，6，9，10，13，和14化合物，其中Glu(p)是Man(p)(脫保護)，糖基鍵的位置是4-O；101-104化合物相當於№23-26化合物，其中Glu(脫保護)是Man(脫保護)，糖基鍵的位置是4-O；
119-128化合物相當於№109-118的Gal(脫保護)的化合物；注意*1)Glu(p)是指葡萄糖3-位以外的羥基是用異亞丙基基團保護的，*2)「脫保護」是指異亞丙基或亞苄基基團被消除形成羥基，*3)Glu(p)是指半乳糖6-位以外的羥基是用1，2-二-O-異亞丙基保護的，*4)Man(p)是指甘露糖4-位以外的羥基是用異亞丙基保護的。
本發明提供的聚氧乙烯衍生物能夠有效地用包括以下步驟的本發明方法製備步驟(1)將式(II)的葡萄糖苷鹼金屬(例如鈉，鉀或銫)
(式中R，a，b，c的定義如上)作為反應開始劑使環氧乙烷進行聚合。
式(II)的鹼金屬葡萄糖苷，能夠通過將單糖的一個羥基以外的其它羥基保護後，進行金屬化反應得到。該金屬化反應可以使用作為金屬化劑的鹼金屬如鈉和鉀，有機金屬如萘鈉，萘鉀，異丙苯基鉀，異丙苯基銫，以及金屬氫化物如氫化鈉和氫化鉀進行。
將這樣得到的式(II)化合物和環氧乙烷反應，反應不用溶劑或者在無水非質子溶劑中，於-50到300℃的廣泛溫度範圍內進行，優選10-60℃，通常在室溫下進行(20-30℃)。反應可以在加壓或減壓下進行。雖然對使用的溶劑沒有限制，但可以舉出苯，甲苯，二甲苯，四氫呋喃和乙腈等。對於反應容器雖然沒有限制，但可以使用園底燒瓶，壓力釜或耐壓封管，反應器最好是密封的，優選充入惰性氣體，反應溶液的濃度為0.1-95％重量，優選1-80％重量，更優選3-10％重量。
這樣得到的式(III)的聚合體本身已經包括在本發明式(I)衍生物的範圍內，當水解及糖殘基的羥基保護基脫除時，提供了m是0，-X-Z是氫原子的式(I)的本發明衍生物。
步驟(2)式(III)表示的低聚物或聚合物
(A和n的定義同上，M是鈉，鉀或銫)和下式的環狀單體反應
(式中R1和R2定義同上)對於反應溫度沒有特定的限制，可以同步驟(1)一樣在室溫下進行，另外，該步驟可以往步驟(1)的反應混合物中加入環狀單體完成。
步驟(1)和步驟(2)中的單體用量，可以根據希望得到的式(I)中n和m表示的各種聚合度進行調整，例如在步驟(1)中，使用的式(II)化合物和環氧乙烷的摩爾比是1∶1到1∶10，000，優選1∶5到1∶10，000，最優選1∶20-200到1∶50-200。
步驟(3)步驟(2)得到的式(IV)的嵌段低聚物或聚合物本身包括在本發明式(I)衍生物的範圍內，當水解及糖殘基的羥基保護基脫除時，提供了m是2-10,000的整數，-X-Z是氫原子的式(I)的本發明衍生物。
在步驟(3)中，上述式(III)和式(IV)的鹼金屬烷氧化物被水解變為ω-端羥基，將其(i)在不活潑的有機溶劑中和丙烯酸，甲基丙烯酸或對甲苯磺酸反應，形成ω-端基酯化合物，或(ii)和使(V)的滷化物反應，形成ω-端基醚化合物；halo-E(V)(式中halo和E的定義同上)。
這些反應可以通過公知的酯化或醚化方法完成，具體方法見下述實施例。對於上述(i)使用的有機酸，通常使用酸酐或醯滷的活性衍生物。
當例如將巰基引入ω-端基時，在式(III)或(IV)水解物的ω-端基用對甲苯磺醯氯甲苯磺醯化之後，通過和親電試劑如硫代乙酸鈉，硫代乙酸鉀或硫化氫鉀反應將硫酯基引入ω-端基，將ω-端硫酯水解，同時通過用鹼或酸處理糖殘基進行脫保護，得到式(I)化合物。得到式(I)化合物的另一方法是式(III)或(IV)的水解物和有S-S健的對甲苯磺酸酯(例如二硫代二乙醇二對甲苯磺酸酯)的偶合反應，然後進行還原反應得到巰基端基，隨後用酸或鹼處理使糖殘基脫保護。
當例如將氨基引入ω-端基時，使式(III)或(IV)水解物和親電試劑，N-(2-溴乙基)鄰苯二甲醯亞胺，N-(3-溴丙基)鄰苯二甲醯亞胺，1-溴-2-(苯基醯胺基)乙烷，N-(2-溴乙基)苄基氨基甲酸酯反應，然後水解ω-端基醯亞胺鍵，同時通過用鹼或酸處理糖殘基進行脫保護，得到式(I)化合物。
當例如將醛基引入ω-端基時，使和有縮醛基的滷代烷如2，2-二-甲氧乙基氯化物，2，2-二-乙氧乙基氯化物，2，2-二-甲氧乙基溴化物，2，2-二-乙氧乙基溴化物或3，3-二-甲氧丙基氯化物反應，然後水解ω-端基縮醛，同時通過用鹼或酸處理糖殘基進行脫保護，得到式(I)化合物。
步驟(4)當如果必要消除糖殘基的保護基時，上述得到的低聚物或聚合物提供了其中糖殘基保護基R(除了R是健以外)被消除(其結果R表示氫原子)的本發明的式(I)衍生物。優選保護基R選擇性地被消除，兩個保護基R一起形成縮醛基時，通常使用三氟乙酸進行酸性水解。
水解糖殘基的R和其它蛋白質的保護基(當基團Z有保護基時)使用的試劑可以是酸，如鹽酸，硫酸，硝酸，甲酸，氫氟酸，以及上述的三氟甲酸，還可以使用鹼如氫氧化鈉，氫氧化鉀。也可以使用還原劑氫化鋁鋰等進行脫保護基。
在水解方法中，將上述得到的聚合物溶於0.01N-10N，優選0.1N-5N的酸或鹼中。反應溫度為0-100℃，優選10-80℃，最優選20-40℃，反應時間1分鐘-200小時，優選30分鐘-100小時，最優選1-2小時。
以上述方式水解時，可以選擇性地得到式(I)表示的聚氧乙烯衍生物，並且定量地在一端有糖殘基，在另一端有糖殘基以外的官能基。
反應完成後，所需的聚氧乙烯衍生物可以作為沉澱被分離，即將反應溶液倒入聚氧乙烯不溶解的液體，如乙醚，異丙醇或己烷中進行沉澱，也可以用如滲析，超過濾，吸附劑處理和柱色譜方法分離和提純。
以此種方式本發明提供了式(I)表示的單形態衍生物，它有狹窄的分子量分布和所需的分子量。這些衍生物是新的雜遠程螯合的低聚物或聚合物，可以期望有優異的生物利用率。
以下是本發明的具體實施例進一步說明本發明，但是這些實施例不構成對本發明的限制。
典型的反應流程為了容易理解本發明，下述流程表示在一端有還原糖基的雜二價的聚(亞乙基二醇)合成的反應體系。
(原料葡萄糖)
實施例11，2；5，6-二-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖-3-O-聚氧乙烯的製備
(1)將D-葡萄糖100g溶解於660ml丙酮中，加入80g氯化鋅和85％磷酸水溶液2.7ml後，室溫反應32小時，過濾未反應的D-葡萄糖後，濾液用2.5N的氫氧化鈉水溶液中和，過濾出鹽，減壓乾燥，將殘留物溶於100ml水中，用氯仿萃取生成物(100mlX3)，脫水後，減壓乾燥，得到黃色固體，用石油醚重結晶，得到下式的1，2；5，6-二-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖(DIG)，產量63.6g(43 6％)。
(2)往反應器中加入DIG260mg，THF20ml和萘鉀2ml(0.5mol/L-THF)，於氬氣氛下攪拌3分鐘，生成3-O-鉀-1，2；5，6-二-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖，往該溶液中加入環氧乙烷5.7g，於大氣壓室溫攪拌，反應2天後，加入少量水停止反應，將反應液倒入乙醚中，沉澱生成的聚合物，將得到的沉澱從苯中冷凍乾燥進行精製，產量5.6g (94％)，凝膠滲透色譜得到的聚合物是一個單峰，聚合物的數均分子量是2500(參考圖1)。
將得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，是定量地在α-末端有1，2；5，6-二-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，ω-末端有羥基的有兩個不同端基的低聚物(參考圖2)。從該譜圖的積分比求出聚合物的數均分子量是2400。
實施例2 3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖-6-O-聚氧乙烯的製備
(1)將DIG10g溶解於40ml甲醇中，加入0.8％硫酸水溶液50ml後，室溫靜置23小時，加入碳酸鋇中和，煮沸10分鐘後過濾鹽，蒸出溶劑後往得到的白色固體(7.5g)中加入苯甲醛18ml和氯化鋅6.0g，室溫激烈攪拌6小時，所得試樣用苯重結晶，得到下式的3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖(BIG)，產量1.8g(17.5％)。
(2)往反應器中加入BIG308mg，THF20ml和萘鉀2ml(0.5mol/L-THF)，於氬氣氛下攪拌3分鐘，生成6-O-鉀-3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖，往該溶液中加入環氧乙烷5.3g，於大氣壓室溫攪拌，反應2天後，加入少量水停止反應，將反應液倒入乙醚中，沉澱生成的聚合物，將得到的沉澱從苯中冷凍乾燥進行精製，產量3.5g(63％)，根據凝膠滲透色譜證明得到的聚合物是一個單峰，聚合物的數均分子量是1800(參考圖5)。
將得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，是定量地在α-末端有3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，ω-末端有羥基的有兩個不同端基的雜遠程螯合的低聚物(參考圖4)。從該譜圖的積分比求出聚合物的數均分子量是2000。
實施例31，2；3，4-二-O-異亞丙基-D-吡喃半乳糖-6-O-聚氧乙烯的製備
(1)將半乳糖50g溶解於1l丙酮中，加入100g無水硫酸銅，5ml濃硫酸後，室溫攪拌反應24小時，反應終了後，過濾未反應物，濾液用氫氧化鈣水溶液中和，過濾出不需要的鹽，減壓蒸掉溶劑，得到下式的1，2；3，4-二-O-異亞丙基-D-吡喃半乳糖，產量35g(48％)。
往反應器中加入上述得到的化合物180mg，THF15ml和萘鉀2ml(0.5mol/L-THF)，於氬氣氛下攪拌3分鐘，生成6-O-鉀-1，2；3，4-二-O-異亞丙基-D-吡喃半乳糖，往該溶液中加入環氧乙烷4.4g，於大氣壓室溫攪拌，反應2天後，加入少量水停止反應，將反應液倒入乙醚中，沉澱生成的聚合物，將得到的沉澱從苯中冷凍乾燥進行精製，產量1.7g(38％)，凝膠滲透色譜證明得到的聚合物是一個單峰，聚合物的數均分子量是3500(參考圖5)。
將得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，是定量地在α-末端有1，2；3，4-二異亞丙基-D-吡喃半乳糖殘基，ω-末端有羥基的有兩個不同端基的雜遠程螯合的低聚物(參考圖6)。從該譜圖的積分比求出聚合物的數均分子量是3300。
實施例4下式表示的化合物的製備
將實施例2得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶於90％體積的三氟乙酸中，室溫靜置40分鐘，反應後減壓蒸掉溶劑，凝膠過濾精製，產量47mg(94％)，得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，且糖殘基的亞苄基和異亞丙基保護基的峰完全消失了，是在6-位羥基上定量地有聚氧乙烯鏈的葡萄糖(參考圖7)。
實施例5下式表示的化合物的製備
將實施例1得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶於90％體積的三氟乙酸中，室溫靜置40分鐘，反應後減壓蒸掉溶劑，凝膠過濾精製，產量40mg(80％)，得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，糖殘基的兩個異亞丙基保護基的峰完全消失了，是在3-位羥基上定量地有聚氧乙烯鏈的葡萄糖。
實施例6下式表示的化合物的製備
將實施例3得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶於90％體積的三氟乙酸中，室溫靜置40分鐘，反應後減壓蒸掉溶劑，凝膠過濾精製，產量45mg(90％)，得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，糖殘基的亞苄基和異亞丙基保護基的峰完全消失了，是在6-位羥基上定量地有聚氧乙烯鏈的半乳糖。
實施例7下式表示的化合物的製備
往反應器中加入實施例2的步驟(1)得到的化合物308mg，THF20ml和萘鉀2ml(0.5mol/L-THF)，於氬氣氛下攪拌3分鐘，生成6-O-鉀-3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖，往該溶液中加入環氧乙烷5.3g，於大氣壓室溫攪拌反應2天，往該溶液中加入含有0.2g 3-溴代丙酸乙酯的二甲基亞碸溶液10ml，室溫反應24小時，進行化學修飾，將反應液倒入乙醚中，沉澱生成的聚合物，將得到的沉澱從苯中冷凍乾燥進行精製，產量3.0g(48％)，凝膠滲透色譜證明得到的聚合物是一個單峰，聚合物的數均分子量是2000。
將得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有新加入的聚氧乙烯鏈和3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基峰(3.6ppm(PEO)1.2，1.5ppm(異亞丙基)，3.8，4.0，4.2，4.4，4.5，4.6，6.0ppm(呋喃葡糖))，有導入的丙酸乙酯峰(1.2，2.3ppm)，是在糖殘基上有3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，ω-末端定量地有3-乙氧基氧代丙基的有兩個不同端基的雜遠程螯合的低聚物。
實施例8下式表示的化合物的製備
將實施例7得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶於90％體積的三氟乙酸中，室溫靜置40分鐘，反應後減壓蒸掉溶劑，凝膠過濾精製，產量43mg(86％)，得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，糖殘基的亞苄基和異亞丙基保護基的峰和酯基的峰完全消失了，是在α-末端有通過6-位結合的葡糖殘基，在ω-末端有3-羧乙基的有兩個不同端基的雜遠程螯合的低聚物。
實施例9下式表示的化合物的製備
(1)往反應器中加入實施例2的步驟(1)得到的化合物(5)308mg，THF20ml和萘鉀2ml(0.5mol/L-THF)，於氬氣氛下攪拌3分鐘，生成6-O-鉀-3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖，往該反應溶液中加入環氧乙烷5.3g，於大氣壓室溫攪拌反應2天，往該溶液中加入含有0.4g N-(2-溴乙基)鄰苯二甲醯亞胺的二甲基亞碸溶液10ml，室溫反應24小時，進行化學修飾，將該溶液倒入乙醚中，沉澱生成的聚合物，將得到的沉澱從苯中冷凍乾燥進行精製。
(2)將得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶於90％體積的三氟乙酸中，室溫靜置40分鐘，反應後減壓蒸掉溶劑，凝膠過濾精製，產量40mg(80％)，得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，糖殘基的亞苄基和異亞丙基保護基的峰完全消失了，出現了新的氨乙基峰(2.75，3.06ppm)。由此確認是在α-末端有通過6-位結合的葡糖殘基，在ω-末端有2-氨乙基的有兩個不同端基的雜遠程螯合的低聚物。
實施例10下式表示的化合物的製備
往反應器中加入實施例2的步驟(1)得到的化合物308mg，THF20ml和萘鉀2ml(0.5mol/L-THF)，於氬氣氛下攪拌3分鐘，生成6-鉀-3，5-O-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖，往該溶液中加入環氧乙烷5.3g，於大氣壓室溫攪拌反應2天後，往該溶液中加入2.0g甲基丙烯酸酐，，室溫反應48小時，將反應液倒入乙醚中，沉澱生成的聚合物，將得到的沉澱從苯中冷凍乾燥進行精製。產量4.2g(75％)，凝膠滲透色譜法證明得到的聚合物有單峰，聚合物的數均分子量為1800。
得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物是定量地有聚氧乙烯(PEO)的單位，在α-末端有3，5-亞苄基-1，2-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，在ω-末端有甲基丙烯醯基的雜遠程螯合的低聚物。另外，從在紅外吸收光譜的1700cm-1附近觀察到有酯羰基的吸收峰存在的事實確認有甲基丙烯醯基的導入。
NMR(δ，ppm)1.3(s)、1.5(s)、1.9(s)、3.7(s)、3.9(s)、4.0(s)、4.2(s.)、4.4(s)、4.6(d)、5.6(s)實施例11下式表示的化合物的製備
將實施例10得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶於97％體積的乙酸中，室溫靜置40分鐘，反應後減壓蒸掉溶劑，凝膠過濾精製，產量45mg(90％)，得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物有聚氧乙烯(PEO)的單位，糖殘基的亞苄基和異亞丙基保護基的峰完全消失了，是在6-位通過羥基定量地結合有聚氧乙烯鏈的葡萄糖。另外，對於殘留的甲基丙烯醯基，可從紅外吸收光譜在1700cm-1附近可以觀察到酯羰基的吸收峰而被確認。
NMR (δ.ppm)1.9(s)、3.7(s)、4.6(s)(β)、4.8(s)、5.2(s)(α)、5.6(s)、6.2(s)實施例12下式表示的化合物的製備
往反應器中加入實施例1的步驟(1)得到的化合物130mg，THF20ml和萘鉀1ml(0.5mol/L-THF)，於氬氣氛下攪拌3分鐘，生成3-O-鉀-1，2；5，6-二-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖，往該溶液中加入環氧乙烷3.1g，於大氣壓室溫攪拌反應2天，加入20mlL-丙交酯的THF溶液(2mol/L)，室溫攪拌1小時進行聚合，反應後將反應液倒入15l2-丙醇中，沉澱生成的聚合物，離心分離回收聚合物，從苯中冷凍乾燥進行精製。產量7.6g(85.8％)。凝膠滲透色譜法證明得到的聚合物有單峰，聚合物的數均分子量為19000。
得到的聚合物於氘代氯仿中測定質子核磁共振譜，證明該聚合物是定量地有聚氧乙烯(PEO)和聚丙交酯(PLA)兩種鏈段的嵌段聚合物，在α-末端有1，2；5，6-二-O-異亞丙基-D-呋喃葡糖殘基，在ω-末端定量地有羥基。PEO和PLA的鏈段長度分別是數均分子量6300和12900。
NMR (δ，ppm)1.3(d)、1.5(d)、1.6(s)、3.6(s)、3.9(s)、4.0(s)、4.1(s)、4.2(s)、4.6(s)、5.2(s)、5.8(s)實施例13下式表示的化合物的製備
將實施例12得到的嵌段聚合物40mg溶於2ml8∶2(V/V)的三氟乙酸-水溶液中，室溫攪拌1小時。
將反應溶液滴加到-20℃的2-丙醇20ml中，沉澱聚合物，離心分離後，減壓乾燥精製聚合物。產量31.1mg(78.0％)。回收的聚合物的數均分子量根據凝膠滲透色譜法和NMR法，證明PEO和PLA鏈段分別為6300和11,500，用80％的三氟乙酸處理，主鏈幾乎沒有斷裂。另一方面，NMR發現，糖殘基的保護基異亞丙基信號消失了，代之觀察到還原糖異頭的質子的信號，確信定量地進行了脫保護。
NMR (δ，ppm)1.6(s)、3.6(s)、4～5(m)、5.2(s)、6.1(s)(β)、6.4(s)(α)實施例14高分子膠束的製備實施例12得到的聚合物100mg溶於20ml二甲基乙醯胺中，用12000-14000不同分子量的滲析管對水滲析24小時，(3，6，9小時後換水)，將該溶液進行動力學光散射分析，證明形成了平均粒徑40nm的膠束，這種高分子膠束的臨界膠束濃度是5mg/l。
實施例15高分子膠束的製備用和實施例14相同的方法，將實施例13得到的聚合物製成高分子膠束，得到平均粒徑40nm，臨界膠束濃度是5mg/l的膠束。
產業上利用的可能性本發明提供了有聚氧乙烯鏈段或聚氧乙烯鏈段和聚酯鏈段，一端有糖殘基，另一端有不同官能基的單一形態的雜遠程螯合的低聚物或聚合物。從其構成組份可以看出，上述低聚物或聚合物將有優異的生物利用率，而且，由於兩端有不同的官能基，上述低聚物或聚合物本身或利用兩端的官能基，可以用作藥物或其它活性物質的載體，因此，本發明能夠在低聚物或聚合物，藥物和診斷試劑生產的領域得到利用。
權利要求
1.下式(I)表示的聚氧乙烯衍生物
式中A表示下式的糖殘基
上式中基團R分別為，其中的一個是通過氧原子和鄰近亞甲基共價結合的鍵，其它的R是氫原子或C1-5烷基，C1-5烷基羰基或三-C1-5烷基甲矽烷基，其中的烷基可以相同或不同，或者兩個R合在一起是和氧原子一起形成縮醛的C3-5的亞烷基，或者是其中的次甲基被C1-3烷基取代的亞苄基，a是0或整數1，b是2或3的整數，c是0或整數1，n是5-10,000的整數，L表示式-CHR1-O-C(＝O)-CHR2-或-(CH2)4-的連接基團，其中R1或R2分別是氫原子，C1-6烷基，芳基或C1-3烷基芳基，m是0或2-10,000的整數，X是單鍵或-CH2CH2-，在X是單鍵時，Z是氫原子或鹼金屬，丙烯醯基，甲基丙烯醯基，肉桂醯基，對甲苯磺醯基，烯丙基，羧甲基，羧乙基，乙氧羰基甲基，乙氧羰基乙基，2-氨基乙基，3-氨基丙基，4-氨基丁基，乙烯基苄基，二-C1-5烷氧基-C2-3烷基或醛基-C2-3烷基，或者當X是-CH2CH2-，m是0時，Z是羥基，巰基，氨基或滷原子。
2.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中m是0。
3.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中m是2-10,000的整數。
4.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中糖殘基A選自葡萄糖，半乳糖，甘露糖，果糖，核糖或木糖的單糖類。
5.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中R是連接糖殘基的鍵以外的氫原子。
6.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中R是連接糖殘基鍵以外的選自下述的一種或兩種基團兩個R一起形成的異亞丙基，亞苄基，1-亞丁基，2-亞丁基，3-亞戊基和甲基亞苄基。
7.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中n是10-200的整數。
8.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中X是單鍵，Z是氫原子或鉀。
9.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中X是單鍵，Z是丙烯醯基，甲基丙烯醯基，對甲苯磺醯基。
10.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中X是單鍵，Z是烯丙基，羧甲基，羧乙基，乙氧羰基甲基，乙氧羰基乙基，2-氨基乙基或乙烯基苄基。
11.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中X是-CH2CH2-，m是0，Z是巰基，氯，溴或碘。
12.按照權利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中糖殘基A是葡萄糖或半乳糖，R是連接糖殘基的鍵以外的氫原子，或者是兩個R一起形成異亞丙基或亞苄基中的一個或兩個基團，n是10-200，m是0或5-200，L是
Z是氫原子，鉀離子，丙烯醯基，甲基丙烯醯基，對甲苯磺醯基，烯丙基，羧甲基，羧乙基，乙氧羰基甲基，乙氧羰基乙基，或乙烯基苄基。
13.權利要求1的聚氧乙烯衍生物的製造方法(1)在式(II)表示的聚合起始劑存在下將環氧乙烷進行聚合
式中基團R分別為，其中的一個表示鹼金屬(M)，其它R表示C1-5烷基，C1-5烷基羰基或三-C1-5烷基甲矽烷基，其中的烷基可以相同或不同，或者兩個R合在一起是和氧原子一起形成縮醛的C3-5的亞烷基，或者是其中的次甲基被C1-3烷基取代的或未取代的亞苄基，a是0或整數1，b是2或3的整數，c是0或整數1；(2)必要的話，將步驟(1)得到的式(III)的低聚物或聚合物
式中A和n同於式(I)中的定義，(i)加水分解，或者(ii)和下式反應
式中R1和R2同於式(I)中的定義，得到式(IV)表示的低聚物或聚合物
式中，A，L，m，和n同於式(I)中的定義；(3)必要的話，將步驟(1)或步驟(2)得到的低聚物或聚合物(i)和丙烯酸，甲基丙烯酸或對甲苯磺酸或其反應性衍生物反應，(ii)和式(V)表示的滷化物反應halo-E(V)上式中halo是氯，溴或碘，E是烯丙基，羧甲基，乙氧羰基甲基，乙氧羰基乙基，乙烯基苄基，N-鄰苯二甲醯亞胺乙基，N-鄰苯二甲醯亞胺丙基，或N-鄰苯二甲醯亞胺丁基；(4)必要的話，脫去R是上述的鍵以外的糖殘基A中的R基團。
14.含有以權利要求3記載的衍生物作為活性成分，在含水溶劑中形成的高分子膠束。
全文摘要
本發明提供了下式(Ⅰ)表示的雜遠程螯合的低聚物或聚合物:(式中A表示糖殘基,L表示:或－(CH
文檔編號C08L71/02GK1187212SQ96194581
公開日1998年7月8日 申請日期1996年4月12日 優先權日1995年4月14日
發明者片岡一則, 長崎幸夫, 加藤政雄, 岡野光夫, 中村輝郎 申請人:片岡一則