一端为糖基,另一端为不同官能基的聚氧乙烯及其制造方法

专利名称：一端为糖基,另一端为不同官能基的聚氧乙烯及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一端为糖基，另一端为不同官能基的低聚物或聚合物(杂远程螯合低聚物或聚合物)及其制造方法。
背景技术：
聚氧乙烯具有水溶性，非免疫原性的特点，原来用作蛋白质和药物等生理活性物质的修饰剂，在生物学和医用工业应用方面引人注目。
例如，已经知道由于用聚乙二醇修饰蛋白质，其免疫原性显著降低，(蛋白质混合物，稻田佑二，前田浩合著，公立出版社(1988))，在这种蛋白质中结合聚氧乙烯时，聚氧乙烯的末端必须有能够和蛋白质末端反应的官能基。一般说，蛋白质表面有羧基，氨基，羟基，巯基等各种官能基，和聚氧乙烯反应时，选择什么样的官能基，对于这种蛋白质的生理活性经常有很大影响。
目前工业上合成的聚氧乙烯衍生物，大都是两端有羟基的或者是一端有不反应的烷氧基，另一端有羟基的聚氧乙烯，因为羟基比醛基，氨基等反应性较小，进行了将其变为其它官能基的尝试(合成通讯(synth.Commun)22(16)2417-2424(1992)；J.Bioact.compat.Polym.，5(2)227-231(1990))。但是，当以上述方式用作蛋白质修饰剂时，上述聚氧乙烯的缺点是其反应方式和使用都是有限的。
最近，将具有某种机能的蛋白质和具有抗体等其它机能的化合物用聚氧乙烯直接杂合连接的重要性引人注意。此时需要有两端有不同官能基的聚氧乙烯衍生物。为了合成这种杂端基的聚氧乙烯，有使用两端均是羟基的聚氧乙烯作原料的方法(聚乙二醇化学(Polyethylene glycolChemistry)；J M/Harris，Plenum，1992)，但是，使用这种方法时，因为得到的是未反应物，副产物以及两个末端都被修饰的反应物的混合物，为了分离目的产物，必须用柱法等精制，收率和纯度的问题都很大。
为了解决上述问题，最近一些发明人研究了用有官能基的醇或胺的碱金属盐作开始剂进行环氧乙烷的聚合反应，公开了两端定量地有氨基，醛基，巯基，羧基，羟基等不同官能基的杂端基的聚氧乙烯的合成方法(特愿平5-009168；特愿平-5-194977；特愿平6-94532；特愿平6-117262和特愿平6-228465)。
目前还没有进行过一端有糖基的杂端基聚氧乙烯的定量合成。糖类和生物体的各种成分有亲和性，由于特异的相互作用，如果定量地将糖残基导入聚氧乙烯的一端，将反应性官能基导入另一端，就能够得到对生物体成分有特异亲和性，生物利用率高的化合物。并且这种化合物有希望成为在具有一定目的性的药物传递载体和诊断用材料的前体方面有用的材料。
本发明的目的是提供一端有糖残基，另一端有糖残基以外的反应性官能基的(杂远程螯合的)聚氧乙烯及聚氧乙烯-聚酯衍生物，同时还提供有选择地以及方便而效率高地制造这种衍生物的方法。
发明的内容本发明人发现，由于选择性地使用羟基保护的糖及作为环状单体的环氧乙烷和丙交酯或内酯进行活性聚合，能够方便地制造出一端有糖残基，另一端有糖基以外的反应性官能基的杂远程螯合的，分子量分布窄的，有所希望的聚合度的低聚物或聚合物。这样制造出的聚氧乙烯衍生物，有希望作为适合于生物化学和/或医疗领域的生物学利用率好的材料或其前体。
因之，本发明提供了下式(I)表示的聚氧乙烯衍生物

式中A表示下式的糖残基

(此处基团R分别独立地为，其中的一个是通过氧原子和邻近亚甲基共价结合的键，其它的R是氢原子或C1-5烷基，C1-5烷基羰基或三-C1-5烷基甲硅烷基(这些烷基可以相同或不同)，或者两个R合在一起并和它们结合的氧原子一起形成缩醛的C3-5的亚烷基，或者是其中的次甲基被C1-3烷基取代的亚苄基，a是0或整数1，b是2或3的整数，c是0或整数1)，n是5-10,000的整数，L表示式-CHR1-O-C(＝O)-CHR2-或-(CH2)4-的连接基团(此处R1或R2分别是氢原子，C1-6烷基，芳基或C1-3烷基芳基)，m是0或2-10,000的整数，X是单键或-CH2CH2-，在X是单键时，Z是氢原子或碱金属，丙烯酰基，甲基丙烯酰基，肉桂酰基，对甲苯磺酰基，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，或者当X是-CH2CH2-，m是0时，Z是羟基，巯基，氨基或卤原子。
按照本发明的另一方面，本发明提供了通过下述步骤制造上述式(I)的聚氧乙烯衍生物的方法。
步骤(1)在式(II)表示的聚合开始剂存在下将环氧乙烷进行聚合

(式中基团R分别独立地为，其中的一个表示碱金属(M)，例如钠，钾，铯，其它R表示C1-5烷基，C1-5烷基羰基或三-C1-5烷基甲硅烷基(这些烷基可以相同或不同)，或者两个R合在一起并和它们结合的氧原子一起形成缩醛的C3-5的亚烷基，或者是其中的次甲基被C1-3烷基取代的或未取代的亚苄基，a是0或整数1，b是2或3的整数，c是0或整数1)。
步骤(2)必要的话，将步骤(1)得到的式(III)表示的低聚物或聚合物

(式中A和n同于式(I)中的定义)，(i)加水分解，或者(ii)和下式反应

(式中R1和R2同于式(I)中的定义)，得到式(IV)表示的低聚物或聚合物

(式中，A，L，m，和n同于式(I)中的定义)。
步骤(3)必要的话，将步骤(1)或步骤(2)得到的低聚物或聚合物(i)和丙烯酸，甲基丙烯酸或对甲苯磺酸或其反应性衍生物反应，或(ii)和式(V)表示的卤化物反应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-邻苯二甲酰亚胺乙基，N-邻苯二甲酰亚胺丙基，或N-邻苯二甲酰亚胺丁基)。
步骤(4)必要的话，脱去糖残基A的上述连接基以外的R基团。
因此，本发明提供新的式(I)表示的杂远程螯合的聚氧乙烯或聚氧乙烯-聚酯衍生物，根据目的它可有任意所希望的聚合度，而且是一种单分散性或单一形态(mono-modal)的聚合物或低聚物，还提供了高效率的制备方法。
式(I)表示的衍生物能够用作支持或传递各种药物的载体，当合适的蛋白质(例如抗体等)通过这种衍生物的官能基被键合，由此等，可以期望上述衍生物能够用作药物或诊断试剂的有特定性能的载体，特别是其中式(I)中的m是2-10,000的整数的上述衍生物，可以用作支持药物的载体，因为这种衍生物在含水溶剂中形成稳定的高分子胶束。
图的简单说明

图1是杂远程螯合的聚氧乙烯(即下述实施例1的试样)的凝胶渗透色谱，它定量地在α-末端有1，2；5，6-二-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，在ω-末端有羟基(条件柱TSL-Gel(G4000 HXL，G3000 HXL，G2500 HXL)；洗脱剂THF(含有2％三乙胺)；流速1ml/min)。
图2是杂远程螯合的聚氧乙烯(即下述实施例1的试样)的质子核磁共振谱，它定量地在α-末端有1，2；5，6-二-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，在ω-末端有羟基。
图3是杂远程螯合的聚氧乙烯(即下述实施例2的试样)的凝胶渗透色谱，它定量地在α-末端有3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，在ω-末端有羟基(操作条件同于图1)。
图4是杂远程螯合的聚氧乙烯(即下述实施例2的试样)的质子核磁共振谱，它定量地在α-末端有3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，在ω-末端有羟基。
图5是杂远程螯合的聚氧乙烯(即下述实施例3的试样)的凝胶渗透色谱，它定量地在α-末端有1，2；3，4-二-O-异亚丙基-D-吡喃半乳糖残基，在ω-末端有羟基(操作条件除洗脱剂为THF外其余同于图1)。
图6是杂远程螯合的聚氧乙烯(即下述实施例3的试样)的质子核磁共振谱，它定量地在α-末端有1，2；3，4-二-O-异亚丙基-D-吡喃半乳糖残基，在ω-末端有羟基。
图7是6-位羟基定量地有聚氧乙烯链的葡萄糖(下述实施例4的试样)的质子核磁共振谱。
发明的详细说明在本发明式(I)表示的聚氧乙烯衍生物中的式A表示的单糖残基

(式中R，a，b，c定义同上)，它们可以由天然产物得到，或由天然产物的衍生物得到，也可以由；化学合成物得到。虽然对于从其中能够衍生上述糖残基的天然产物的糖类没有限制，但可以举出葡萄糖，半乳糖，甘露糖，果糖，核糖，阿糖，木糖，来苏糖，阿洛糖，阿卓糖，古洛糖，艾杜糖，塔罗糖等。对于其中什么是最优选的糖，取决于本发明的聚氧乙烯衍生物使用目的的不同，因此没有限制，但从原料便于得到的观点，葡萄糖，半乳糖，甘露糖，果糖，核糖，木糖一般是优选的，从上述观点，葡萄糖和半乳糖是特别优选的。
上述糖残基中的R基团，除了一个R基团(该R基团是上述糖残基和式(I)衍生物的聚氧乙烯链段的α-末端亚甲基通过其所连接的氧原子共价连接的键)以外，是保护糖残基中所有羟基的，并且能够使式(I)衍生物进一步反应的，必要时能够脱保护的基团，或是氢原子。这些保护基的具体实例包括C1-5烷基，C1-5烷基羰基及三-C1-5烷基甲硅烷基。上述基团中的烷基部分可以是直链或支链的烷基，例如甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，仲丁基，叔丁基，戊基，异戊基等。另外，三-C1-5烷基甲硅烷基中的烷基部分，三个烷基可以相同或不同，最好是相同的烷基，优选三甲基甲硅烷基，三乙基甲硅烷基，和三丙基甲硅烷基。
另外，基团R可以是两个R基团一起和它们结合的氧原子共同形成缩醛

的C3-5亚烷基，例如异亚丙基，1-亚丁基，2-亚丁基或3-亚戊基等及其中的次甲基被C1-3烷基取代的亚苄基，例如亚苄基(PhCH＝)及甲基亚苄基(PhC(CH3)=)等。当两个R形成缩醛时，这种R基团能够选择性地被脱掉，方便地得到R是氢原于(羟基被脱保护)的糖残基。
上式中的a，b和c取决于作为原料的糖类而不同，可以是0或整数，a是0或1，b是2或3，c是0或1。例如当原料是葡萄糖时，分子内半缩醛形式的D-吡喃葡糖的a是0，b是3，c是0；而当是D-呋喃葡糖时，a是0，b是2，c是1，两种形式都属于上式糖残基的范围。另外，原料是半乳糖时，a是0，b是3，c是0。
在本发明的活性聚合的生产方法中，当调整环氧乙烷(单体)和聚合开始剂的数量比时，式(I)中聚氧乙烯链段

中的n理论上可以是任何数。为了达到本发明的目的，n优选整数5-10，000。n小于5时，一般很难保持有这种数目n的低聚物(或聚合物)的分子量分布狭窄，因之很难得到单分性或单形态的低聚物(或聚合物)。另一方面，当n是最大10,000的整数时，如上所述本发明的方法理论上能够得到高聚合度的聚合物，但当本发明的聚氧乙烯衍生物被用作支持药物的载体的前体时，n优选不高于10,000。
可是应该理解，本发明人考虑到使用本发明的衍生物可以作为进一步延长环氧乙烷或酯链段的中间体，更具体地说，本发明式(I)衍生物中的n优选整数10-200，更优选20-50。
从式(I)的内酯或丙交酯链段(也称为聚酯链段)

中的L是指

或-(CH2)-4。上述R1和R2独立地是氢原子，C1-6烷基，芳基或C1-3烷基芳基。
C1-6烷基是甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，仲丁基，叔丁基，戊基，异戊基，己基等的直链或支链的低级烷基，芳基最好是苯基，C1-3烷基芳基是苄基，乙基苯基等。这些链段通常是从α-羟基羧酸交酯得到的，考虑到生物利用率，它们优选从乙醇酸，乳酸，2-羟基异酪酸或由上述两种酸结合形成的交酯得到。即，优选R1和R2独立地是氢原子，甲基或异丙基。
链段

是任意的链段，m可以是0(该链段不存在)或2-10,000的整数，并可形成嵌段聚合物。当形成嵌段聚合物时，这种链段通常使本发明的聚氧乙烯衍生物具有疏水性，因此m的优选范围取决于本发明衍生物(嵌段聚合物)使用的目的或者基团R1和R2的性质，进行较大变化，但是，m优选5-200，更优选10-100。
式(I)中的-X-Z-中的X，当Z和-(CH2CH2))n-1或下述链段

中ω-位的氧原子直接结合时，X是单键，或者X是亚乙基(-CH2CH2-)，因此，当m是0时，这些亚乙基基团能够从由于加成环氧乙烷形成的-CH2CH2-OH得到。
当X是单键时，Z可以是氢原子或碱金属。此时，本发明化合物作为从活性聚合反应的产物或其水解物被提供，其中使用糖残基A的阴离子作为聚合开始剂，环氧乙烷作为单体，以及根据情况使用内酯和丙交酯。碱金属的典型的实例是钠，钾和铯。
当Z不是碱金属或氢原子时，本发明的聚氧乙烯衍生物提供了具有通过ω-端羟基形成的不同官能团的醚或酯。因之Z是能够形成酯的基团，例如丙烯酰基(-COCH＝CH2)，甲基丙烯酰基(-COC(CH3＝CH2)，肉桂酰基(-COCH＝CHPh)，或对甲苯磺酰基(-SO2Ph-CH3)。另外，能够形成醚的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)。
当X是-CH2CH2-，m是0时，Z是羟基，巯基(-SH)，氨基(-NH2)，和卤素如氯，溴，碘。具有上述取代基的式(I)的衍生物通常由ω-端是对甲苯磺酰基的化合物通过公知的反应得到。
将上述各取代基组合构成的本发明的具体的聚氧乙烯衍生物(化合物)列于下述表1。
表1


表1(续)

27-52化合物相当于№1-26化合物，其中糖基键的位置是6-O；53-66化合物相当于№1-14化合物，其中Glu(p)是Gal(p)*3)，糖基键的位置是6-O；67-74化合物相当于№1，3，4，6，9，10，13和14化合物，其中Glu(p)是Gal(脱保护)，糖基键的位置是6-O；75-78化合物相当于№23-26化合物，其中Glu(脱保护)是Gal(脱保护)，糖基键的位置是6-O；79-92化合物相当于№1-14化合物，其中Glu(p)是Man(p)*4)，糖基键的位置是4-O；93-100化合物相当于№1，3，4，6，9，10，13，和14化合物，其中Glu(p)是Man(p)(脱保护)，糖基键的位置是4-O；101-104化合物相当于№23-26化合物，其中Glu(脱保护)是Man(脱保护)，糖基键的位置是4-O；





119-128化合物相当于№109-118的Gal(脱保护)的化合物；注意*1)Glu(p)是指葡萄糖3-位以外的羟基是用异亚丙基基团保护的，*2)“脱保护”是指异亚丙基或亚苄基基团被消除形成羟基，*3)Glu(p)是指半乳糖6-位以外的羟基是用1，2-二-O-异亚丙基保护的，*4)Man(p)是指甘露糖4-位以外的羟基是用异亚丙基保护的。
本发明提供的聚氧乙烯衍生物能够有效地用包括以下步骤的本发明方法制备步骤(1)将式(II)的葡萄糖苷碱金属(例如钠，钾或铯)

(式中R，a，b，c的定义如上)作为反应开始剂使环氧乙烷进行聚合。
式(II)的碱金属葡萄糖苷，能够通过将单糖的一个羟基以外的其它羟基保护后，进行金属化反应得到。该金属化反应可以使用作为金属化剂的碱金属如钠和钾，有机金属如萘钠，萘钾，异丙苯基钾，异丙苯基铯，以及金属氢化物如氢化钠和氢化钾进行。
将这样得到的式(II)化合物和环氧乙烷反应，反应不用溶剂或者在无水非质子溶剂中，于-50到300℃的广泛温度范围内进行，优选10-60℃，通常在室温下进行(20-30℃)。反应可以在加压或减压下进行。虽然对使用的溶剂没有限制，但可以举出苯，甲苯，二甲苯，四氢呋喃和乙腈等。对于反应容器虽然没有限制，但可以使用园底烧瓶，压力釜或耐压封管，反应器最好是密封的，优选充入惰性气体，反应溶液的浓度为0.1-95％重量，优选1-80％重量，更优选3-10％重量。
这样得到的式(III)的聚合体本身已经包括在本发明式(I)衍生物的范围内，当水解及糖残基的羟基保护基脱除时，提供了m是0，-X-Z是氢原子的式(I)的本发明衍生物。
步骤(2)式(III)表示的低聚物或聚合物

(A和n的定义同上，M是钠，钾或铯)和下式的环状单体反应

(式中R1和R2定义同上)对于反应温度没有特定的限制，可以同步骤(1)一样在室温下进行，另外，该步骤可以往步骤(1)的反应混合物中加入环状单体完成。
步骤(1)和步骤(2)中的单体用量，可以根据希望得到的式(I)中n和m表示的各种聚合度进行调整，例如在步骤(1)中，使用的式(II)化合物和环氧乙烷的摩尔比是1∶1到1∶10，000，优选1∶5到1∶10，000，最优选1∶20-200到1∶50-200。
步骤(3)步骤(2)得到的式(IV)的嵌段低聚物或聚合物本身包括在本发明式(I)衍生物的范围内，当水解及糖残基的羟基保护基脱除时，提供了m是2-10,000的整数，-X-Z是氢原子的式(I)的本发明衍生物。
在步骤(3)中，上述式(III)和式(IV)的碱金属烷氧化物被水解变为ω-端羟基，将其(i)在不活泼的有机溶剂中和丙烯酸，甲基丙烯酸或对甲苯磺酸反应，形成ω-端基酯化合物，或(ii)和使(V)的卤化物反应，形成ω-端基醚化合物；halo-E(V)(式中halo和E的定义同上)。
这些反应可以通过公知的酯化或醚化方法完成，具体方法见下述实施例。对于上述(i)使用的有机酸，通常使用酸酐或酰卤的活性衍生物。
当例如将巯基引入ω-端基时，在式(III)或(IV)水解物的ω-端基用对甲苯磺酰氯甲苯磺酰化之后，通过和亲电试剂如硫代乙酸钠，硫代乙酸钾或硫化氢钾反应将硫酯基引入ω-端基，将ω-端硫酯水解，同时通过用碱或酸处理糖残基进行脱保护，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健的对甲苯磺酸酯(例如二硫代二乙醇二对甲苯磺酸酯)的偶合反应，然后进行还原反应得到巯基端基，随后用酸或碱处理使糖残基脱保护。
当例如将氨基引入ω-端基时，使式(III)或(IV)水解物和亲电试剂，N-(2-溴乙基)邻苯二甲酰亚胺，N-(3-溴丙基)邻苯二甲酰亚胺，1-溴-2-(苯基酰胺基)乙烷，N-(2-溴乙基)苄基氨基甲酸酯反应，然后水解ω-端基酰亚胺键，同时通过用碱或酸处理糖残基进行脱保护，得到式(I)化合物。
当例如将醛基引入ω-端基时，使和有缩醛基的卤代烷如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-甲氧丙基氯化物反应，然后水解ω-端基缩醛，同时通过用碱或酸处理糖残基进行脱保护，得到式(I)化合物。
步骤(4)当如果必要消除糖残基的保护基时，上述得到的低聚物或聚合物提供了其中糖残基保护基R(除了R是健以外)被消除(其结果R表示氢原子)的本发明的式(I)衍生物。优选保护基R选择性地被消除，两个保护基R一起形成缩醛基时，通常使用三氟乙酸进行酸性水解。
水解糖残基的R和其它蛋白质的保护基(当基团Z有保护基时)使用的试剂可以是酸，如盐酸，硫酸，硝酸，甲酸，氢氟酸，以及上述的三氟甲酸，还可以使用碱如氢氧化钠，氢氧化钾。也可以使用还原剂氢化铝锂等进行脱保护基。
在水解方法中，将上述得到的聚合物溶于0.01N-10N，优选0.1N-5N的酸或碱中。反应温度为0-100℃，优选10-80℃，最优选20-40℃，反应时间1分钟-200小时，优选30分钟-100小时，最优选1-2小时。
以上述方式水解时，可以选择性地得到式(I)表示的聚氧乙烯衍生物，并且定量地在一端有糖残基，在另一端有糖残基以外的官能基。
反应完成后，所需的聚氧乙烯衍生物可以作为沉淀被分离，即将反应溶液倒入聚氧乙烯不溶解的液体，如乙醚，异丙醇或己烷中进行沉淀，也可以用如渗析，超过滤，吸附剂处理和柱色谱方法分离和提纯。
以此种方式本发明提供了式(I)表示的单形态衍生物，它有狭窄的分子量分布和所需的分子量。这些衍生物是新的杂远程螯合的低聚物或聚合物，可以期望有优异的生物利用率。
以下是本发明的具体实施例进一步说明本发明，但是这些实施例不构成对本发明的限制。
典型的反应流程为了容易理解本发明，下述流程表示在一端有还原糖基的杂二价的聚(亚乙基二醇)合成的反应体系。
(原料葡萄糖)

实施例11，2；5，6-二-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖-3-O-聚氧乙烯的制备

(1)将D-葡萄糖100g溶解于660ml丙酮中，加入80g氯化锌和85％磷酸水溶液2.7ml后，室温反应32小时，过滤未反应的D-葡萄糖后，滤液用2.5N的氢氧化钠水溶液中和，过滤出盐，减压干燥，将残留物溶于100ml水中，用氯仿萃取生成物(100mlX3)，脱水后，减压干燥，得到黄色固体，用石油醚重结晶，得到下式的1，2；5，6-二-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖(DIG)，产量63.6g(43 6％)。

(2)往反应器中加入DIG260mg，THF20ml和萘钾2ml(0.5mol/L-THF)，于氩气氛下搅拌3分钟，生成3-O-钾-1，2；5，6-二-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖，往该溶液中加入环氧乙烷5.7g，于大气压室温搅拌，反应2天后，加入少量水停止反应，将反应液倒入乙醚中，沉淀生成的聚合物，将得到的沉淀从苯中冷冻干燥进行精制，产量5.6g (94％)，凝胶渗透色谱得到的聚合物是一个单峰，聚合物的数均分子量是2500(参考图1)。
将得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，是定量地在α-末端有1，2；5，6-二-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，ω-末端有羟基的有两个不同端基的低聚物(参考图2)。从该谱图的积分比求出聚合物的数均分子量是2400。
实施例2 3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖-6-O-聚氧乙烯的制备

(1)将DIG10g溶解于40ml甲醇中，加入0.8％硫酸水溶液50ml后，室温静置23小时，加入碳酸钡中和，煮沸10分钟后过滤盐，蒸出溶剂后往得到的白色固体(7.5g)中加入苯甲醛18ml和氯化锌6.0g，室温激烈搅拌6小时，所得试样用苯重结晶，得到下式的3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖(BIG)，产量1.8g(17.5％)。

(2)往反应器中加入BIG308mg，THF20ml和萘钾2ml(0.5mol/L-THF)，于氩气氛下搅拌3分钟，生成6-O-钾-3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖，往该溶液中加入环氧乙烷5.3g，于大气压室温搅拌，反应2天后，加入少量水停止反应，将反应液倒入乙醚中，沉淀生成的聚合物，将得到的沉淀从苯中冷冻干燥进行精制，产量3.5g(63％)，根据凝胶渗透色谱证明得到的聚合物是一个单峰，聚合物的数均分子量是1800(参考图5)。
将得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，是定量地在α-末端有3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，ω-末端有羟基的有两个不同端基的杂远程螯合的低聚物(参考图4)。从该谱图的积分比求出聚合物的数均分子量是2000。
实施例31，2；3，4-二-O-异亚丙基-D-吡喃半乳糖-6-O-聚氧乙烯的制备

(1)将半乳糖50g溶解于1l丙酮中，加入100g无水硫酸铜，5ml浓硫酸后，室温搅拌反应24小时，反应终了后，过滤未反应物，滤液用氢氧化钙水溶液中和，过滤出不需要的盐，减压蒸掉溶剂，得到下式的1，2；3，4-二-O-异亚丙基-D-吡喃半乳糖，产量35g(48％)。

往反应器中加入上述得到的化合物180mg，THF15ml和萘钾2ml(0.5mol/L-THF)，于氩气氛下搅拌3分钟，生成6-O-钾-1，2；3，4-二-O-异亚丙基-D-吡喃半乳糖，往该溶液中加入环氧乙烷4.4g，于大气压室温搅拌，反应2天后，加入少量水停止反应，将反应液倒入乙醚中，沉淀生成的聚合物，将得到的沉淀从苯中冷冻干燥进行精制，产量1.7g(38％)，凝胶渗透色谱证明得到的聚合物是一个单峰，聚合物的数均分子量是3500(参考图5)。
将得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，是定量地在α-末端有1，2；3，4-二异亚丙基-D-吡喃半乳糖残基，ω-末端有羟基的有两个不同端基的杂远程螯合的低聚物(参考图6)。从该谱图的积分比求出聚合物的数均分子量是3300。
实施例4下式表示的化合物的制备

将实施例2得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶于90％体积的三氟乙酸中，室温静置40分钟，反应后减压蒸掉溶剂，凝胶过滤精制，产量47mg(94％)，得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，且糖残基的亚苄基和异亚丙基保护基的峰完全消失了，是在6-位羟基上定量地有聚氧乙烯链的葡萄糖(参考图7)。
实施例5下式表示的化合物的制备

将实施例1得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶于90％体积的三氟乙酸中，室温静置40分钟，反应后减压蒸掉溶剂，凝胶过滤精制，产量40mg(80％)，得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，糖残基的两个异亚丙基保护基的峰完全消失了，是在3-位羟基上定量地有聚氧乙烯链的葡萄糖。
实施例6下式表示的化合物的制备

将实施例3得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶于90％体积的三氟乙酸中，室温静置40分钟，反应后减压蒸掉溶剂，凝胶过滤精制，产量45mg(90％)，得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，糖残基的亚苄基和异亚丙基保护基的峰完全消失了，是在6-位羟基上定量地有聚氧乙烯链的半乳糖。
实施例7下式表示的化合物的制备

往反应器中加入实施例2的步骤(1)得到的化合物308mg，THF20ml和萘钾2ml(0.5mol/L-THF)，于氩气氛下搅拌3分钟，生成6-O-钾-3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖，往该溶液中加入环氧乙烷5.3g，于大气压室温搅拌反应2天，往该溶液中加入含有0.2g 3-溴代丙酸乙酯的二甲基亚砜溶液10ml，室温反应24小时，进行化学修饰，将反应液倒入乙醚中，沉淀生成的聚合物，将得到的沉淀从苯中冷冻干燥进行精制，产量3.0g(48％)，凝胶渗透色谱证明得到的聚合物是一个单峰，聚合物的数均分子量是2000。
将得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有新加入的聚氧乙烯链和3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基峰(3.6ppm(PEO)1.2，1.5ppm(异亚丙基)，3.8，4.0，4.2，4.4，4.5，4.6，6.0ppm(呋喃葡糖))，有导入的丙酸乙酯峰(1.2，2.3ppm)，是在糖残基上有3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，ω-末端定量地有3-乙氧基氧代丙基的有两个不同端基的杂远程螯合的低聚物。
实施例8下式表示的化合物的制备

将实施例7得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶于90％体积的三氟乙酸中，室温静置40分钟，反应后减压蒸掉溶剂，凝胶过滤精制，产量43mg(86％)，得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，糖残基的亚苄基和异亚丙基保护基的峰和酯基的峰完全消失了，是在α-末端有通过6-位结合的葡糖残基，在ω-末端有3-羧乙基的有两个不同端基的杂远程螯合的低聚物。
实施例9下式表示的化合物的制备

(1)往反应器中加入实施例2的步骤(1)得到的化合物(5)308mg，THF20ml和萘钾2ml(0.5mol/L-THF)，于氩气氛下搅拌3分钟，生成6-O-钾-3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖，往该反应溶液中加入环氧乙烷5.3g，于大气压室温搅拌反应2天，往该溶液中加入含有0.4g N-(2-溴乙基)邻苯二甲酰亚胺的二甲基亚砜溶液10ml，室温反应24小时，进行化学修饰，将该溶液倒入乙醚中，沉淀生成的聚合物，将得到的沉淀从苯中冷冻干燥进行精制。
(2)将得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶于90％体积的三氟乙酸中，室温静置40分钟，反应后减压蒸掉溶剂，凝胶过滤精制，产量40mg(80％)，得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，糖残基的亚苄基和异亚丙基保护基的峰完全消失了，出现了新的氨乙基峰(2.75，3.06ppm)。由此确认是在α-末端有通过6-位结合的葡糖残基，在ω-末端有2-氨乙基的有两个不同端基的杂远程螯合的低聚物。
实施例10下式表示的化合物的制备

往反应器中加入实施例2的步骤(1)得到的化合物308mg，THF20ml和萘钾2ml(0.5mol/L-THF)，于氩气氛下搅拌3分钟，生成6-钾-3，5-O-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖，往该溶液中加入环氧乙烷5.3g，于大气压室温搅拌反应2天后，往该溶液中加入2.0g甲基丙烯酸酐，，室温反应48小时，将反应液倒入乙醚中，沉淀生成的聚合物，将得到的沉淀从苯中冷冻干燥进行精制。产量4.2g(75％)，凝胶渗透色谱法证明得到的聚合物有单峰，聚合物的数均分子量为1800。
得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物是定量地有聚氧乙烯(PEO)的单位，在α-末端有3，5-亚苄基-1，2-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，在ω-末端有甲基丙烯酰基的杂远程螯合的低聚物。另外，从在红外吸收光谱的1700cm-1附近观察到有酯羰基的吸收峰存在的事实确认有甲基丙烯酰基的导入。
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)实施例11下式表示的化合物的制备

将实施例10得到的聚氧乙烯衍生物50mg溶于97％体积的乙酸中，室温静置40分钟，反应后减压蒸掉溶剂，凝胶过滤精制，产量45mg(90％)，得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物有聚氧乙烯(PEO)的单位，糖残基的亚苄基和异亚丙基保护基的峰完全消失了，是在6-位通过羟基定量地结合有聚氧乙烯链的葡萄糖。另外，对于残留的甲基丙烯酰基，可从红外吸收光谱在1700cm-1附近可以观察到酯羰基的吸收峰而被确认。
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)实施例12下式表示的化合物的制备

往反应器中加入实施例1的步骤(1)得到的化合物130mg，THF20ml和萘钾1ml(0.5mol/L-THF)，于氩气氛下搅拌3分钟，生成3-O-钾-1，2；5，6-二-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖，往该溶液中加入环氧乙烷3.1g，于大气压室温搅拌反应2天，加入20mlL-丙交酯的THF溶液(2mol/L)，室温搅拌1小时进行聚合，反应后将反应液倒入15l2-丙醇中，沉淀生成的聚合物，离心分离回收聚合物，从苯中冷冻干燥进行精制。产量7.6g(85.8％)。凝胶渗透色谱法证明得到的聚合物有单峰，聚合物的数均分子量为19000。
得到的聚合物于氘代氯仿中测定质子核磁共振谱，证明该聚合物是定量地有聚氧乙烯(PEO)和聚丙交酯(PLA)两种链段的嵌段聚合物，在α-末端有1，2；5，6-二-O-异亚丙基-D-呋喃葡糖残基，在ω-末端定量地有羟基。PEO和PLA的链段长度分别是数均分子量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)实施例13下式表示的化合物的制备

将实施例12得到的嵌段聚合物40mg溶于2ml8∶2(V/V)的三氟乙酸-水溶液中，室温搅拌1小时。
将反应溶液滴加到-20℃的2-丙醇20ml中，沉淀聚合物，离心分离后，减压干燥精制聚合物。产量31.1mg(78.0％)。回收的聚合物的数均分子量根据凝胶渗透色谱法和NMR法，证明PEO和PLA链段分别为6300和11,500，用80％的三氟乙酸处理，主链几乎没有断裂。另一方面，NMR发现，糖残基的保护基异亚丙基信号消失了，代之观察到还原糖异头的质子的信号，确信定量地进行了脱保护。
NMR (δ，ppm)1.6(s)、3.6(s)、4～5(m)、5.2(s)、6.1(s)(β)、6.4(s)(α)实施例14高分子胶束的制备实施例12得到的聚合物100mg溶于20ml二甲基乙酰胺中，用12000-14000不同分子量的渗析管对水渗析24小时，(3，6，9小时后换水)，将该溶液进行动力学光散射分析，证明形成了平均粒径40nm的胶束，这种高分子胶束的临界胶束浓度是5mg/l。
实施例15高分子胶束的制备用和实施例14相同的方法，将实施例13得到的聚合物制成高分子胶束，得到平均粒径40nm，临界胶束浓度是5mg/l的胶束。
产业上利用的可能性本发明提供了有聚氧乙烯链段或聚氧乙烯链段和聚酯链段，一端有糖残基，另一端有不同官能基的单一形态的杂远程螯合的低聚物或聚合物。从其构成组份可以看出，上述低聚物或聚合物将有优异的生物利用率，而且，由于两端有不同的官能基，上述低聚物或聚合物本身或利用两端的官能基，可以用作药物或其它活性物质的载体，因此，本发明能够在低聚物或聚合物，药物和诊断试剂生产的领域得到利用。
权利要求
1.下式(I)表示的聚氧乙烯衍生物
式中A表示下式的糖残基
上式中基团R分别为，其中的一个是通过氧原子和邻近亚甲基共价结合的键，其它的R是氢原子或C1-5烷基，C1-5烷基羰基或三-C1-5烷基甲硅烷基，其中的烷基可以相同或不同，或者两个R合在一起是和氧原子一起形成缩醛的C3-5的亚烷基，或者是其中的次甲基被C1-3烷基取代的亚苄基，a是0或整数1，b是2或3的整数，c是0或整数1，n是5-10,000的整数，L表示式-CHR1-O-C(＝O)-CHR2-或-(CH2)4-的连接基团，其中R1或R2分别是氢原子，C1-6烷基，芳基或C1-3烷基芳基，m是0或2-10,000的整数，X是单键或-CH2CH2-，在X是单键时，Z是氢原子或碱金属，丙烯酰基，甲基丙烯酰基，肉桂酰基，对甲苯磺酰基，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，或者当X是-CH2CH2-，m是0时，Z是羟基，巯基，氨基或卤原子。
2.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中m是0。
3.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中m是2-10,000的整数。
4.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中糖残基A选自葡萄糖，半乳糖，甘露糖，果糖，核糖或木糖的单糖类。
5.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中R是连接糖残基的键以外的氢原子。
6.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中R是连接糖残基键以外的选自下述的一种或两种基团两个R一起形成的异亚丙基，亚苄基，1-亚丁基，2-亚丁基，3-亚戊基和甲基亚苄基。
7.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中n是10-200的整数。
8.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中X是单键，Z是氢原子或钾。
9.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中X是单键，Z是丙烯酰基，甲基丙烯酰基，对甲苯磺酰基。
10.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中X是单键，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.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中X是-CH2CH2-，m是0，Z是巯基，氯，溴或碘。
12.按照权利要求1的聚氧乙烯衍生物，其中糖残基A是葡萄糖或半乳糖，R是连接糖残基的键以外的氢原子，或者是两个R一起形成异亚丙基或亚苄基中的一个或两个基团，n是10-200，m是0或5-200，L是
Z是氢原子，钾离子，丙烯酰基，甲基丙烯酰基，对甲苯磺酰基，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.权利要求1的聚氧乙烯衍生物的制造方法(1)在式(II)表示的聚合起始剂存在下将环氧乙烷进行聚合
式中基团R分别为，其中的一个表示碱金属(M)，其它R表示C1-5烷基，C1-5烷基羰基或三-C1-5烷基甲硅烷基，其中的烷基可以相同或不同，或者两个R合在一起是和氧原子一起形成缩醛的C3-5的亚烷基，或者是其中的次甲基被C1-3烷基取代的或未取代的亚苄基，a是0或整数1，b是2或3的整数，c是0或整数1；(2)必要的话，将步骤(1)得到的式(III)的低聚物或聚合物
式中A和n同于式(I)中的定义，(i)加水分解，或者(ii)和下式反应
式中R1和R2同于式(I)中的定义，得到式(IV)表示的低聚物或聚合物
式中，A，L，m，和n同于式(I)中的定义；(3)必要的话，将步骤(1)或步骤(2)得到的低聚物或聚合物(i)和丙烯酸，甲基丙烯酸或对甲苯磺酸或其反应性衍生物反应，(ii)和式(V)表示的卤化物反应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-邻苯二甲酰亚胺乙基，N-邻苯二甲酰亚胺丙基，或N-邻苯二甲酰亚胺丁基；(4)必要的话，脱去R是上述的键以外的糖残基A中的R基团。
14.含有以权利要求3记载的衍生物作为活性成分，在含水溶剂中形成的高分子胶束。
全文摘要
本发明提供了下式(Ⅰ)表示的杂远程螯合的低聚物或聚合物:(式中A表示糖残基,L表示:或－(CH
文档编号C08L71/02GK1187212SQ96194581
公开日1998年7月8日 申请日期1996年4月12日 优先权日1995年4月14日
发明者片冈一则, 长崎幸夫, 加藤政雄, 冈野光夫, 中村辉郎 申请人:片冈一则