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(duì)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(huì)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(duì)小分子藥物的修飾與改性。同時(shí)，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(duì)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(gè)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(gè)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(gè)為核酸適體，anti-VEGF (血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子抗體)。但該方法也有以下三個(gè)主要缺點(diǎn)一是合成周期長(zhǎng)。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(gè)氨基上，因此，其通常要花費(fèi)大量時(shí)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(shí)，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(shí)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(gè)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(duì)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(gè)活性羥基和一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)含有兩個(gè)活性羥基和一個(gè)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(gè)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(gè)活性羥基和一個(gè)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(gè)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(shí)間為48 120小時(shí)。
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(duì)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(gè)活性羥基和一個(gè)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(gè)氨基反應(yīng)，從而得到Y(jié)型聚乙二醇和順鉬的結(jié)合物?！?br> 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(gè)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(hào)C08G65/28GK102898641SQ20121019563
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:廈門賽諾邦格生物科技有限公司