專利名稱：一種含單一活性官能團(tuán)的y型聚乙二醇及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的Y型聚乙二醇及其制備方法，特別是涉及一種端基用官能團(tuán)修飾的Y型聚乙二醇，其具有單一活性官能團(tuán)，分子量具有窄分布。此外，還涉及所述Y型聚乙二醇在制備生物醫(yī)藥制劑的載體中的用途。
背景技術(shù)：
官能化聚乙二醇(PEG)可以利用其含有的活性基團(tuán)與藥物分子(包括蛋白質(zhì)藥物和有機(jī)小分子藥物)、肽類、糖類、脂類、寡核苷酸、親和配體、輔因子、脂質(zhì)體以及生物材料等進(jìn)行化學(xué)偶合，對藥物分子等進(jìn)行聚乙二醇修飾，即聚乙二醇化(PEGylation)。聚乙二醇化后，聚乙二醇的許多優(yōu)良性質(zhì)，如親水性、柔性、抗凝血性等也會隨之轉(zhuǎn)移到結(jié)合物中。相比較于相同分子量的線性聚乙二醇，含單官能團(tuán)的支化(雙臂及多臂)聚乙二醇 具有更大的分子體積，因而更有利于對小分子藥物的修飾與改性。同時，由于具有特殊的分子形態(tài)，這種支化聚乙二醇可以在藥物的表層形成一層傘形的保護(hù)層，增大了藥物分子周圍的空間位阻，比線性聚乙二醇能更有效的阻止了體內(nèi)其它大分子物質(zhì)對藥物的進(jìn)攻，進(jìn)而減少了藥物在生物體內(nèi)失活或被酶水解的程度。1995年Monfardini將2根線性甲氧基聚乙二醇分別接到賴氨酸的兩個氨基上得到帶兩臂的分叉型聚乙二醇，再將賴氨酸的羧基活化成琥珀酰亞胺活化酯，并用于蛋白質(zhì)修飾研究(Bioconjugate Chemistry, 1995,6,62-69),這是目前推廣最普遍的制備含單官能團(tuán)的支化聚乙二醇及其藥物衍生物的方法，并已經(jīng)在三種商業(yè)化的藥物中得到應(yīng)用，包括兩個蛋白質(zhì)，分別為α -interferon ( α -干擾素)和anti-TNF-receptor (TNF受體-抗體)；另外一個為核酸適體，anti-VEGF (血管內(nèi)皮生長因子抗體)。但該方法也有以下三個主要缺點(diǎn)一是合成周期長。因?yàn)樵摲椒ㄊ峭ㄟ^兩步偶合的方法將線性聚乙二醇接入到賴氨酸的兩個氨基上，因此，其通常要花費(fèi)大量時間在線性聚合物和支化聚合物的分離上，并且往往產(chǎn)率低,所得產(chǎn)品也為這兩者的混合物。二是在堿性條件下不穩(wěn)定。由于同α位的氨基偶合的線性聚乙二醇生成的是不穩(wěn)定的氨基甲酸酯鍵，在堿性條件下容易水解斷裂，從而影響試劑的使用(Bioorg. Med.Chem.，2004，12，5031 - 5037)。三是與藥物偶合效率低。該支化聚乙二醇的活性基團(tuán)位于該聚合物的中點(diǎn)，由于位阻效應(yīng)在同藥物分子偶合時，效率極低，通常需要過量5 50倍的支化聚乙二醇才能使反應(yīng)充分。此外，已有文獻(xiàn)報(bào)道的多臂星型聚乙二醇的合成也可由多活性官能團(tuán)小分子同時引發(fā)制備得到，這些聚合物的結(jié)構(gòu)都具有良好的規(guī)整性，較低的分子量和單分散性。例如，以丙三醇、季戊四醇等多羥基小分子都可以作為引發(fā)劑得到多臂星型聚乙二醇(Macromocules, 2000, 33, 5418-5426. )。Gnanou 等則制備了 Denrimer 結(jié)構(gòu)的聚乙二醇(Polymer, 2003, 44，5067-5074)。然而，這些多臂聚乙二醇中每條臂的端基往往含有相同的羥基官能團(tuán)，它們不能進(jìn)行特異性反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇，其分子量具有窄分布，且可根據(jù)需要選擇合適的活性官能團(tuán)。本發(fā)明的聚乙二醇產(chǎn)品可作為緩釋制劑的載體廣泛運(yùn)用于生物醫(yī)學(xué)制藥領(lǐng)域中，具有非常優(yōu)異的產(chǎn)業(yè)化前景。本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇的制備方法，該方法通過使用小分子引發(fā)劑，通過氫化鉀等為堿奪取醇羥基質(zhì)子，形成氧負(fù)離子，與環(huán)氧乙烷進(jìn)行陰離子聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用溴代丙酮縮甘油對活性氧陰離子進(jìn)行封端，隨后在酸性環(huán)境下脫除縮酮保護(hù)基，得到含有兩個活性羥基和一個被保護(hù)羥基的聚乙二醇中間體的特征結(jié)構(gòu)。接著，利用聚乙二醇中間體上的兩個活性羥基和氫化鉀等陰離子引發(fā)劑作為共引發(fā)體系引發(fā)環(huán)氧乙烷進(jìn)行開環(huán)聚合(R0P)，并用鹵代烷烴將活性環(huán)氧乙烷鏈封端，隨后，將羥基的保護(hù)基團(tuán)用Pd/c氫解脫除制得所述Y型聚乙二醇。本發(fā)明的制備方法具有合成工藝易控制、反應(yīng)步驟少、獲得的產(chǎn)品純度高的優(yōu)點(diǎn)?！け景l(fā)明還包括制備這種單官能團(tuán)的Y型聚乙二醇和抗腫瘤藥物順鉬的結(jié)合物的方法，該方法包括，使用上述帶有可與順鉬上的兩個氨基反應(yīng)的單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇與順鉬反應(yīng)，獲得所述Y型聚乙二醇和抗腫瘤藥物順鉬的結(jié)合物。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明具體是通過以下方式完成的。本發(fā)明提供一種含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇，其特征是所述聚乙二醇具有下述通式(I)所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)
CH2-O-(CH2-CH2-O)~R
( \ / 、 ^
X-(CH2-CH2-O)CH2-CH
Π1\ /\
1OHCH2-CH2Oj-R
/η3……(I)其中，各個聚乙二醇鏈段的數(shù)均分子量在5，000-100, 000之間，X是聚乙二醇的端基活性官能團(tuán)，R可以相同或不同地表示源自醇類化合物的烷基，所述聚乙二醇的分子量分布為I. οΓι. I之間。上述方案中，X優(yōu)選選自以下官能團(tuán)中的一種0Η或-OCH2CH2CN或-OCH2CH2CH2NH2或或 N3 或-OCH2CHO 或-0CH2CH2C00H 或-OCH2CH2COnH2 或-OCH2CH=CH2 或-OCH2CH = CH2
OO
或OO 上 O-N^] O-GH2CH2CH2-NM]
o-ch2-<1^ O-I-CH=CH2i 或I
O
0-上述基團(tuán)均以左端與聚乙二醇鏈相連。
或 O0
X還可以選自氰基、羧基、氨基、醛基、琥珀酰亞胺碳酸酯基構(gòu)成的組中之一，各個聚乙二醇鏈段的數(shù)均分子量在5，000-100, 000之間。其中，式(I)中的兩個R可以相同或不同，分別表示源自醇類化合物的烷基，其碳原子數(shù)為廣20。優(yōu)選碳原子數(shù)為f 10的烷基。ηι、η2、η3分別表示各分枝鏈的聚合度，為10 5000的整數(shù)。本發(fā)明中，還可以制得下述通式(2)表示的同時含有兩個活性羥基和一個被保護(hù)羥基的聚乙二醇中間體
權(quán)利要求
1.一種含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇，其特征在于所述聚乙二醇具有下述通式(I)所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇，其中，X選自以下官能團(tuán)中的一種0Η 或-OCH2CH2CN 或-OCH2CH2CH2NH2 或 Br 或 N3 或-OCH2CHO或-0CH2CH2C00H 或-OCH2CH2COnH2 或-OCH2CH=CH2 或-OCH2CH = CH2 或 0—CH2—或
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇，其中，X是選自氰基、羧基、氨基、醛基、琥珀酰亞胺碳酸酯基構(gòu)成的組中之一，各個聚乙二醇鏈段的數(shù)均分子量在5，000-100，000 之間。
4.一種如權(quán)利要求I 3任何一項(xiàng)所述的含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇的制備方法，其特征在于，將下述通式(2)所示的含有兩個活性羥基和一個被保護(hù)羥基的聚乙二醇中間體和陰離子引發(fā)劑作為共引發(fā)體系引發(fā)環(huán)氧乙烷進(jìn)行開環(huán)聚合，聚合結(jié)束后，用鹵代烷烴將活性環(huán)氧乙烷鏈封端以得到含有一個被保護(hù)羥基的Y型聚乙二醇，隨后，用Pd/C氫解脫除該被保護(hù)羥基的保護(hù)基團(tuán)得到所述Y型聚乙二醇
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇的制備方法，其特征在于所述環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合的反應(yīng)條件為以四氫呋喃/二甲亞砜為共溶劑，反應(yīng)溫度為4(T60°C，反應(yīng)時間為48 120小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇的制備方法，其特征在于所述陰離子引發(fā)劑為氫化鉀、二苯甲基鉀、氫氧化鈉、丁基鋰中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇的制備方法，其特征在于所述鹵代烷烴為碳原子數(shù)為廣20的碘代烷烴。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇的制備方法，其特征在于通式(2)所示的中間體是通過2-芐氧基乙醇為原料，在惰性氣氛下，以四氫呋喃為溶劑，加入環(huán)氧乙烷進(jìn)行陰離子聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用溴代丙酮縮甘油對活性氧陰離子進(jìn)行封端，隨后在酸性環(huán)境下脫除縮酮保護(hù)基團(tuán)來制備得到的。
9.一種通式(2)所示的含有兩個活性羥基和一個被保護(hù)羥基的聚乙二醇中間體，其特征在于聚乙二醇鏈段的數(shù)均分子量在5，000-100，OOO之間，分子量分布為I. 01 1. I之間。
10.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇在制備生物醫(yī)藥制劑的載體中的用途，其特征在于，所述制劑為緩釋制劑，該Y型聚乙二醇能與醫(yī)藥制劑形成完全包裹的立體結(jié)構(gòu)以減少藥物在生物體內(nèi)的失活。
11.如權(quán)利要求10的用途，其特征在于，所述生物醫(yī)藥制劑為抗腫瘤藥物順鉬，所述Y型聚乙二醇的活性基團(tuán)與順鉬上的兩個氨基反應(yīng)，從而得到Y(jié)型聚乙二醇和順鉬的結(jié)合物。·
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含單一活性官能團(tuán)的Y型聚乙二醇及其制備方法，其中，所述聚乙二醇具有下述通式(1)所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)其中，n1、n2、n3分別表示各分枝鏈的聚合度，各個聚乙二醇鏈段的數(shù)均分子量在5,000-100,000之間，X是聚乙二醇的端基活性官能團(tuán)，R可以相同或不同地表示源自醇類化合物的烷基，所述聚乙二醇的分子量分布為1.01~1.1之間。此外，還涉及所述Y型聚乙二醇在制備生物醫(yī)藥制劑的載體中的用途。
文檔編號C08G65/28GK102898641SQ20121019563
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者劉超, 翁文桂 申請人:廈門賽諾邦格生物科技有限公司