CN101076353A - 基于脂肪族生物可降解的接头的可释放的聚合物共轭物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了活化的聚合的N－二(羟乙基)甘氨酸衍生物，如式(A)，以及以其制备的共轭物。还公开了制备和使用所述N－二(羟乙基)甘氨酸衍生物的方法。

Description

基于脂肪族生物可降解的接头的可释放的聚合物共轭物
相关申请的交叉参考
本申请是2003年5月30日提交的美国专利申请10/449,849和2002年8月13日提交的美国专利申请10/218,167的部分继续申请，每篇专利的内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于扩展生物活性材料的体内循环寿命的可释放的聚合物。本发明还涉及用所述聚合物制备的共轭物。
背景技术
一些将肽或多肽结合到聚(乙二醇)PEG和类似的水溶性聚(环氧烷)的初始概念公开于美国专利4,179,337中，其公开内容通过引用并入本文中。用这些聚合物改性的多肽显示出降低的免疫原性/抗原性，并且在血液中循环的时间比未改性的形式更长。
为了结合聚(环氧烷)，将一个羟基末端基团转化成反应性官能团。该过程常被称为“活化”，并且该产品被叫做“活化的聚(环氧烷)”。其它基本上非抗原性的聚合物类似地被“活化”或官能化。
将所述活化的聚合物与具有用作连接位点的亲核官能团的治疗剂反应。通常用作连接位点一个亲核官能团为赖氨酸的ε-氨基。游离羧酸基团、适当地活化的羰基基团、氧化的糖部分和巯基基团也已经用作连接位点。
胰岛素和血红蛋白是其中第一个结合的治疗剂。这些相对大的多肽包含数个游离的ε-氨基连接位点。可连接足够数量的聚合物以降低免疫原性和增加循环寿命而不显著丧失生物活性。
然而，过量的聚合物结合和/或涉及治疗部分的活性位点的结合，在所述位点中发现与生物活性相关的基团，经常导致丧失活性并因此带来治疗用处。这经常是对于具有较低分子量的肽，常常是这种情况，所述肽几乎没有不与生物活性相关的连接位点。许多非肽治疗剂还缺乏足够数量的连接位点以获得聚合物改性的益处。
克服上述问题的一个建议是使用更长的、更高分子量的聚合物。然而，取决于需要的分子量，这些材料可能难于制备和使用昂贵。另外，它们有时几乎没有提供相对于更易获得的聚合物的改进。
另一个可选的建议是将两个聚合物链通过三嗪环连接于蛋白质的氨基上。参见例如Enzyme，26，49-53(1981)和Proc.Soc.Exper.Biol.Med.，188，364-9(1988)。然而，三嗪是有毒的物质，其在结合后难于降低至可接受的水平。另外，三嗪为平面型基团并仅可被双聚合物取代。所述平面结构严格地将所述两个聚合物链锁定在位。这将聚合物结合的益处限制到与通过增加聚合物链长度而获得的益处类似相同的程度。因此，基于非三嗪的活化的聚合物将对现有技术提供实质的益处。
然而，在上述情况下，形成的生物活性聚合物共轭物具有在所述聚合物和母体生物活性部分之间基本上耐水解的键(键合)。因此，制备了永久性连接的长效共轭物，而不是前药本身(其中母体分子最后在体内被释放)。
共同转让的美国专利5,643,575、5,919,455和6,113,906公开了另外的改进，该改进涉及具有通过脂肪族接头连接于亲核体的共同的点的PEG的多条链。与早期的基于三嗪的分支聚合物共轭物不同，所述脂肪族接头使本领域技术人员避免三嗪的毒性以及提供其它有用的优点。
另外，经过很多年，还已经提出了制备前药的数种方法。前药包括生物活性母体化合物的化学衍生物，其在给药后，将在体内最终释放所述活性母体化合物。前药的使用使本领域技术人员可以改变在体内生物活性化合物的作用的开始和/或持续时间。前药经常是所述母体或活性化合物的生物惰性的或者是基本上失活的形式。所述活性药物的释放速率被数个因素影响，所述因素包括将母体生物活性化合物结合于前药载体的接头的水解速率。
一些基于酯或磷酸酯键合的前药已经有报道。在大多数情况下，用于形成前药的酯键的具体类型提供对于在水性环境中水解的t1/2为为高达数天。尽管人们期待已经形成了前药，但大部分所述共轭物在体内完成充分水解之前就被排除了。因此优选提供具有允许所述聚合物-药物的键合在体内更快速水解的键的前药，以更迅速地形成母体药物化合物。
基于酰胺或氨基甲酸酯键合的前药也已经被报道。通常，酰胺键已知具有高度耐水解性。然而，最近已经发现，当用一个或两个羟基乙基基团将N-端进行N-羟基乙基化时，ε-氨基酸的C-端酰胺在25℃和pH 7.4下易于水解。双N-2-羟基乙基甘氨酸(N-二(羟乙基)甘氨酸)型分子对于这样的水解反应是关键的。这样的N-二(羟乙基)甘氨酸型基团已经被用于合成前药，参见共同转让的美国专利申请10/218,167和10/449,849。
对于在前药设计的领域中仍有改进的空间。本发明提供这样的改进。
发明内容
在本发明的一个方面，提供式(I)的化合物：
Figure A20058004266100211
其中：
R1选自基本上非抗原性的聚合物残基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、芳烷基和末端支链基团；
Z和Z′是相同或不同的，并独立地选自活性转运到目标细胞中的部分、疏水部分、双官能接头及其组合；
Y1-3可以相同或不同，并选自O、S或NR11；
L1和L3独立地为双官能功能接头；
R3-R11、R24和R25可以相同或不同，并选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；
L2选自：
-C(O)(CR30R31)Y15(CR32R33)C(O)NR35-或
-C(O)(CR30R31)(CR32R33)C(O)NR35-
其中：
Y15选自O、S、NR34或CH2，和
R30-35可以相同或不同，并选自H、烷基、烯基、炔基、杂烷基或芳基；
A和A′可以相同或不同，并独立地选自烷基、离去基团、官能团、诊断试剂、靶向部分、生物活性部分和OH；
a、g、e可以相同或不同，并可独立地为0，或约1至约5的正整数，优选0或1；
b、c、d和d′可以相同或不同，并可独立地为0或1，和
m、n、o和p可以相同或不同，并可独立地为约1至约6的正整数，
条件是(a+e)等于或大于1。
本发明的另一个方面包括当R1为包括α和ω末端连接基团二者的聚合物残基时形成的双官能化合物。在本发明的这个方面中，本领域技术人员能够将两个当量的生物活性试剂药物、蛋白质、多肽、寡核苷酸、诊断试剂等连接于聚合物(优选PEG)的N-二(羟乙基)甘氨酸体系上。这些双官能聚合物共轭物的例子以下式(II)说明：
其中，
Z和Z′独立地为双官能连接基团或
Figure A20058004266100222
其中Y4为O、S或NR11并且L5为双官能接头，并且所有其它的变量为如上所述的那样。
还提供制备本发明化合物的方法和利用其进行治疗的方法。
为了本发明的目的，术语“残基”应当被理解为指其所指的化合物的部分，其在经历取代反应后保留，在所述取代反应中聚合物前药载体部分已经被连接。
为了本发明的目的，术语“聚合物残基”或“PEG残基”应当各自被理解为指聚合物或PEG的部分，该部分在其经历与生物活性化合物反应后保留。
为了本发明的目的，术语“烷基”应当被理解为包括直链的、支链的、取代的，例如卤代-、烷氧基-、硝基-的，C1-12烷基、C3-8环烷基或取代的环烷基，等。
为了本发明的目的，术语“取代的”应当被理解为用一个或多个不同原子加成或替代一个或多个包含于官能团或化合物中的原子。
为了本发明的目的，取代烷基包括羧基烷基、氨基烷基、二烷基氨基、羟基烷基和巯基烷基；取代烯基包括羧基烯基、氨基烯基、二烯基氨基、羟基烯基和巯基烯基；取代的炔基包括羧基炔基、氨基炔基、二炔基氨基、羟基炔基和巯基炔基；取代环烷基包括例如4-氯代环己基的部分；芳基包括例如萘基的部分；取代的芳基包括例如3-溴-苯基的部分；芳基烷基包括如甲苯甲酰基的部分；杂烷基包括如乙基噻吩的部分；取代杂烷基包括如3-甲氧基-噻吩的部分；烷氧基包括如甲氧基的部分；和苯氧基包括如3-硝基苯氧基的部分。卤代-应当被理解为包括氟代、氯代、碘代和溴代。
为了本发明的目的，术语“足量”应当被理解为达到如本领域普通技术人员理解的效果的治疗效果的量。
为了本发明的目的，“有效的非抗原性的”和“基本上非抗原性的”应当被理解为包括所有在本领域中理解为在哺乳动物中基本上无毒的和不引起可感知的免疫应答的聚合物材料。
为了本发明的目的，“正整数”应当被理解为指正的整数，优选约1至6并更优选1或2。
本发明的一个主要优点是N-二(羟乙基)甘氨酸接头使得可以对前药的水解速率进行控制，因此在体内以及在体外，在不同的速率下释放天然实体。例如，多种双官能部分，包括氨基酸或短肽残基可被包括作为任何L1-3的部分以调节所述前药在体内和体外的水解速率和/或细胞吸收等。
本发明的另一个优点是通过将所述聚合物部分连接于所述N-二(羟乙基)甘氨酸体系的仅一个臂上，该结合过程是更纯净的和更快速的。
本发明的另一个优点是由于在水解过程中很少或不形成杂质或副产物而改进了代谢特性。这种不形成杂质还导致更易于纯化。
本发明的又一个优点是可以将靶向部分以及生物活性部分，即药物，两者都连接于相同的聚合物平台上，从而增加具有增强的治疗有效性的可能性。
本发明的另一个优点是通过这种新型聚合物转运系统递送的目标化合物经常证明在水溶解性方面和体内循环寿命方面可测量的增加，尤其在小分子的情况下。
附图说明
图1-5示意性说明详细描述于说明书和实施例中的形成本发明化合物的方法。
本发明的详细说明
A.式(I)
在本发明的一个实施方案中，提供式(I)的化合物：
Figure A20058004266100251
其中：
R1选自基本上非抗原性的聚合物残基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、芳烷基和末端支链基团；
Z和Z′是相同或不同的，并独立地选自活性转运到目标细胞中的部分、疏水部分、双官能接头及其组合；
Y1-3可以相同或不同，并选自O、S或NR11；
L1和L3独立地为双官能接头；
R3-R11、R24和R25可以相同或不同，并选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；
L2选自：
-C(O)(CR30R31)Y15(CR32R33)C(O)NR35-或
-C(O)(CR30R31)(CR32R33)C(O)NR35-
其中：
Y15选自O、S、NR34或CH2，和
R30-35可以相同或不同，并选自H、烷基、烯基、炔基、杂烷基或芳基；
A和A′可以相同或不同，并独立地选自烷基、离去基团、官能团、诊断试剂、靶向部分、生物活性部分和OH；
a、g、e可以相同或不同，并可独立地为0，或约1至约5的正整数，优选0或1；
b、c、d和d′独立地为0或1，和
m、n、o和p独立地为正整数，
条件是(a+e)等于或大于1。
在本发明某些优选的方面，R1包括基本上非抗原性的聚合物残基，例如聚乙二醇(PEG)基团。任选地，R1包括在本文命名为J的封端基团。优选的用于聚合物封端的J基团包括如OH、NH2、SH、CO2H的部分，C1-6烷基部分，例如甲基，和式(III)的化合物：
Figure A20058004266100261
其中所有的变量为如上所定义的那样。
关于包含本发明的化学式的其它变量，下述内容在本发明某些方面中是优选的：
在某些方面，R1为聚环氧烷残基，并更优选聚乙二醇残基；
在另一些方面，R1为更详细描述于下的基于N-二(羟乙基)甘氨酸的末端支链基团以允许装载多个聚合物链；
在另一个方面，A优选为官能团或生物活性部分，并且A′为官能团、靶向部分或诊断试剂；
R3-R11，和R24-25各自为氢，和
a、b、c、e、m、n、o和p各自优选为1。
优选地，Z和Z′为如上所述的
Figure A20058004266100262
或可另选地包含氨基酸残基，肽残基，被活性转运到目标细胞中、疏水的或具有这些性质的组合的基团，使得当与生物活性A基团组合时，形成前药，其从式(I)和(II)的N-二(羟乙基)甘氨酸聚合物部分释放。同样参见共同转让的USSN 09/758,993，其内容通过引用并入到本文中。
B.基本上非抗原性的聚合物
如上所述，R1优选为水溶性聚合物残基，该聚合物残基优选是基本上非抗原性，例如，聚环氧烷(PAO)和更优选为聚乙二醇，例如mPEG。为了说明而非限制的目的，R1的聚乙二醇(PEG)残基部分可选自：
                   J-O-(CH2CH2O)x-，
                J-O-(CH2CH2O)x-CH2C(O)-O-，
               J-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2NR12-，
                J-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2S-，
           -OC(O)CH2-O-(CH2CH2O)x-CH2C(O)-O-，
        -NR12CH2CH2-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2NR12-和
            -SCH2CH2-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2S-
其中：
x为聚合程度；
R12选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-12支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基，和
J为关于式II如上所述的封端基团。
在一个特别优选的实施方案中，R1选自
CH3-O-(CH2CH2O)x-，CH3-O-(CH2CH2O)x-CH2C(O-O-，
CH3-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2NH-和CH3-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2S-，
其中x为正整数，优选选择使得重均分子量为约2,000至约40,000Da。在本发明可选的方面中，取决于本领域技术人员的需要，所述聚合物的分子量为数百直至40,000或更大。
同样预计落入本发明的范围中，R1选自描述于共同转让的美国专利5,605,976、5,643,575、5,919,455和6,113,906中的支化的聚合物残基，每篇专利的公开内容通过引用并入本文中。在这些通式中，优选如下的结构式：
Figure A20058004266100281
其中：
(q)为约1至约5的整数；
Z″为O、NR13、S、SO或SO2；其中R13为H、C1-8烷基、C1-8支链烷基、C1-8取代烷基、芳基或芳烷基；
(h)为0或1；
(k)为正整数，优选约1至约6。
预计落入本发明范围内的其它支化活性聚合物优选选自描述于共同转让的PCT公开号WO 02/065988和WO 02/066066中的那些化合物，每篇专利的公开内容通过引用并入本文中。在这些通式中，优选如下结构式：
Figure A20058004266100291
其中：
R1为聚合物残基，如PEG。
在另一个优选的实施方案中，R1为下式的聚合物残基：
Figure A20058004266100292
其中：
R1为聚合物残基，如PEG；
W为双官能接头，如O、氨基酸、
Figure A20058004266100301
-(CH2)y、和-NH(CH2CH2O)2-；
z为0、1、2、3或4；
n为正整数，优选约1至约500，更优选约200，和
y为正整数，优选约1至约6。
PEG通常由如下结构表示：
并且R1′优选包括该式的残基。
所述聚合物(x)的聚合程度可以为约10至约2,300。其表示在所述聚合物链中重复单元的数量并且取决于所述聚合物的分子量。优选地，x为正整数，其被选择以使得重均分子量为约2,000至约40,000Da。所述(J)部分为如本文中所定义的封端基团，即在所述聚合物的末端出现的基团，在某些方面，可选自NH2、OH、SH、CO2H、C1-6烷基或其它PEG末端活化基团，如本领域技术人员了解的那些基团。
同样有用的为聚丙二醇，支化的PEG衍生物，如描述于共同转让的美国专利5,643,575(′575专利)中的那些，“星形-PEG”和多臂PEG，如描述于Shearwater Corporation的2001年价目表“Polyethylene Glycoland Derivatives for Biomedical Application”中的那些。每篇上述专利的公开内容通过引用并入本文中。由′575专利提供的支化允许从N-二(羟乙基)甘氨酸基团二级或三级支化，以此方式，在生物活性分子或酶上从单个连接点增加聚合物负载。应当理解的是，如果需要，所述水溶性聚合物可被功能化用于连接所述双官能接头基团，而无需过度的实验。
在本发明的大部分方面，尽管PAO和PEG可在重均分子量方面相差很大，但优选R1和R1′可具有重均分子量为约2,000至约40,000Da。
本文中包括的聚合物物质优选为在室温下是水溶性的。这些聚合物的非限制性的列举包括聚环氧烷均聚物，如聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇，聚氧基乙基化的多羟基化合物，其共聚物和其嵌段共聚物，只要保持所述嵌段共聚物的水溶性。
在另外的实施方案中，并且作为对基于PAO的聚合物的备选方案，R1和R1′可任选选自一种或多种有效地非抗原性的材料，如葡聚糖、聚乙烯醇、基于糖的聚合物、羟基丙基甲基丙烯酰胺(HPMA)、聚环氧烷和/或其共聚物。同样参见共同转让的美国专利6,153,655，其内容通过引用并入本文中。本领域普通技术人员可以理解的是如本文中所描述的采用与用于PAO如PEG的相同类型的活化。本领域普通技术人员将进一步意识到上述列举仅为示例性的并且构思了所有具有本文中描述的品质的聚合物材料，并且还构思了其它聚环氧烷衍生物，如聚丙二醇等。
本发明的聚合物还可与双官能材料，例如聚(烷撑二醇)二胺共聚以形成穿插的聚合物网络，其适用于有渗透性的隐形眼镜、创伤敷料、药物递送装置等。本领域普通技术人员将容易认识到这种支化的位阻限制和水溶性。然而，优选多支化聚合物的分子量不应超过80,000道尔顿。
C.双官能接头基团：L1、L2、L3和L5
在本发明的许多方面，和特别是式(I)中，L1和L3为连接基团，其使得所述N-二(羟乙基)甘氨酸衍生物连接于聚合物链或其它部分，例如R1和A′。所提供的键可以是，直接的或者通过本领域技术人员已知的另外的结合基团。其它L基团在本说明书中被提及并且它们被理解为选自与L1相同的基团。尽管L2和L5在下文中被进一步描述，但在本发明的一个方面中，L1和L3独立地选自：
-NR19(CR14R15)tO-，
-NR19(CR14R15)t(CR16CR17O)sNR19-，
-O(CR14R15)tNR19-，
-O(CR14R15)tO-，
-NR19(CR14R15)tNR19-，
-NR19(CR14R15)t(CR16CR17O)s-，
-NR19(CR16CR17O)t-，
-NR19(CR16CR17O)t(CR14R15)sNR19-，
-NR19(CR16CR17O)t-，
-O(CR14R15)t-NR19-，
-O(CR14R15)tNR19-，
-O(CR14R15)tO-，
-O(CR16CR17O)tNR19-，
Figure A20058004266100321
其中：
R14-R17和R19独立地选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；和
R18选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基、NO2、卤代烷基和卤素；和
t和s为独立地选择的正整数，优选约1至约4。
在本发明的另一些方面，L1和L3可包括氨基酸残基。所述氨基酸可选自任何已知的天然存在的L-氨基酸，例如丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、脯氨酸和/或其组合，仅以这些为例。当L1包括肽时，所述肽大小不同，例如，约2至约10个氨基酸残基。在一个优选的实施方案中，所述肽为Gly-Phe-Leu-Gly。
所述氨基酸残基优选为下式：
Figure A20058004266100331
其中X′为O、S或NR26，Y5为O、S或NR27，并且R26、R27和R28独立地选自与定义R3相同的基团，但各自优选为H或低级烷基(即C1-6烷基)；并且f为约1至约10的正整数，优选1。
天然存在的氨基酸的衍生物和类似物，以及多种本领域已知的非天然存在的氨基酸(D或L)，疏水的或非疏水的，同样落入到本发明的范围内。仅仅举例来说，氨基酸类似物和衍生物包括：2-氨基己二酸、3-氨基-己二酸、β-丙氨酸、β-氨基丙酸、2-氨基丁酸、4-氨基丁酸、哌啶酸、6-氨基己酸、2-氨基庚酸、2-氨基异丁酸、3-氨基异丁酸、2-氨基庚二酸、2，4-氨基丁酸、锁链赖氨素、2，2-二氨基庚二酸、2，3-二氨基丙酸、N-乙基-甘氨酸、N-乙基天冬酰胺、3-羟基脯氨酸、4-羟基脯氨酸、异锁链赖氨素、别-异亮氨酸、N-甲基甘氨酸、肌氨酸、N-甲基异亮氨酸、6-N-甲基-赖氨酸、N-甲基缬氨酸、正缬氨酸、正亮氨酸、鸟氨酸和其它太多以致不能提及的，它们列举于63 Fed.Reg.，29620，29622中，其通过引用并入本文中。
短肽为例如得自如前所述的2至约10或更多个氨基酸残基的肽。
更优选地，L1和L3独立地选自：
-NH(CH2CH2)2O-，
-NH(CH2CH2)(CH2CH2O)NH-，
-O(CH2CH2)NH-，
-O(CH2CH2)O-，
-NH(CH2CH2)NH-，
-NH(CH2CH2)(CH2CH2O)-，
-NH(CH2CH2O)-，
-NH(CH2CH2O)(CH2)NH-，
-NH(CH2CH2O)2-，
-O(CH2)3NH-，
-O(CH2)3O-，
-O(CH2CH2O)2NH-。
在本发明的另一个实施方案中，L2选自：
-C(O)CR30R31OCR32R33C(O)NR35-；
-C(O)CR30R31NR34CR32R33C(O)NR35-；
-C(O)CR30R31SCR32R33C(O)NR35-，或
-C(O)(CR30R31)nC(O)NR35-；
其中：
R30-35独立地选自H、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C1-6杂烷基或芳基，和
n为正整数，优选约1至约3。
优选地，L2选自：
-C(O)CH2OCH2C(O)NH-；
-C(O)CH2NHCH2C(O)NH-；
-C(O)CH2SCH2C(O)NH-；
-C(O)CH2CH2CH2C(O)NH-，或
-C(O)CH2CH2C(O)NH-.。
本发明的主要的优点为本领域技术人员可控制水解的速率或生物活性部分或药物从所述聚合物N-二(羟乙基)甘氨酸平台上的释放速率。取决于选择的特定接头，本领域普通技术人员可将所述化合物改性以控制水解速率。本发明该优选的方面允许本领域技术人员调节所述生物活性物质递送到希望的目标的速率。在需要所述生物活性部分或药物的快速释放的情况下，L2接头的并入提供增强的水解速率。相反，对于公开于共同转让的美国专利申请10/218,167中的早期基于N-二(羟乙基)甘氨酸的聚合物平台，其中所述部分或药物从所述平台的释放经常依赖于例如pH或酶的存在的条件，所述接头L2由于邻位协助，能够显著增强所述生物活性部分或药物从所述聚合物平台释放，而不依赖于pH条件或在酶存在或不存在的条件。然而，在酶存在下，水解的速率将或者通过如果可适用的邻助作用，或者通过酶反应，而控制，选择其中更快的一种。因此，水解的速率高度依赖于在所述N-二(羟乙基)甘氨酸部分本身和所述PEG部分之间所用的接头的类型。
D.Z和Z′部分和它们的功能
在本发明的一个方面，Z和Z′为L5-C(＝Y4)，其中L5为双官能接头并选自与L1相同的基团，并且Y4选自与Y1-3定义相同的基团。在本发明的这个方面，Z和Z′基团用作在A基团和所述N-二(羟乙基)甘氨酸转运形式的剩余部分之间的连接。
在本发明的其它方面，Z和Z′基团为被活性转运到目标细胞中的部分，疏水部分，及其组合。尽管Z和Z′优选为单价的，但它们可任选为二价或多价的以使得多于一个A基团连接于基于N-二(羟乙基)甘氨酸的聚合物。为了获得所述活性转运，Z和Z′可包括氨基酸、肽残基或聚胺残基，例如任何上述关于L1的那些、糖残基、脂肪酸残基、C6-18烷基、取代芳基、杂芳基、-C(＝O)、-C(＝S)或-C(＝NR29)，其中R29为H、低级烷基等。
本发明的这个方面广泛基于这样的原理：适合于并入到基于N-二(羟乙基)甘氨酸-聚合物的前药共轭物的生物活性材料自身可以是在从N-二(羟乙基)甘氨酸连接的组合物中水解释放后没有活性物质/化合物，但其在经历进一步化学过程/反应后将变得有活性。在本实施方案中，通过基于N-二(羟乙基)甘氨酸的聚合物体系递送到血流中的治疗或诊断试剂、肽、多肽等，将保持没有活性直至进入或被活性转运到感兴趣的目标细胞中，在那里，其通过细胞内化学，例如通过存在于组织或细胞中的酶或酶体系，而活化。
制备本发明的这个方面的前药以使得所述基于N-二(羟乙基)甘氨酸-聚合物的共轭物的体内水解切断所述共轭物以将所述活性生物材料(本文中命名为A)释放到细胞外液中，同时仍连接于Z或Z′部分。在本发明的该方面中的生物活性材料优选，但不排它地，为小分子治疗剂和/或诊断剂。例如，一个潜在地Z-A组合为亮氨酸-阿霉素，另一个为氨基酸连接的喜树碱或紫杉醇，并且待被治疗的组织为肿瘤组织。
关于本发明如何操作，不意于被任何理论或假设束缚，据信，取决于选择为转运增强剂的另外的部分，生物活性材料转运到肿瘤细胞中的速率为通过生物活性材料以被保护的和/或转运增强的形式递送到细胞外组织空间，例如显示出EPR效应的组织。
在另一个选择中，转运增强剂(Z或Z′)选自用于细胞膜转运体系的已知底物。仅仅举例说明，已知细胞活性转运某些营养物质和内分泌因子等，并且这些营养物质，或其类似物，易于被用于增强生物有效物质活性转运进入目标细胞。这些营养物质的例子包括氨基酸残基、肽，例如大小为约2至约10或更多个残基的短肽、简单的糖和脂肪酸、内分泌因子等。
短肽为，例如，如前所述的范围为2至约10或更多个氨基酸残基的肽。在本发明的实施方案中，据信这些肽转运增强剂不需要是疏水的，而是被认为以其它途径起作用以增强吸收和/或保护所连接的小分子试剂，使其不会在通常的血流中过早水解。例如，肽转运增强剂，如聚精氨酸和其它类似分子量范围的转运增强剂，被认为立体阻碍了通过基于血浆的水解酶切断生物活性试剂，但然后在目标细胞内被多种肽和/或蛋白酶，例如组织蛋白酶切断。
在某些优选的方面中，Z和Z′为疏水性部分。关于疏水性如何贡献于效力，不意于限制于任何理论和假说，据信疏水部分通过抑制存在于细胞外组织空间，例如在血浆中的水解酶等的攻击而抑制了从所述活性生物试剂上细胞外切离所述转运增强剂。因此，一些优选的转运增强剂包括例如如上所述的疏水氨基酸，如丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸，以及非天然存在的衍生物，如，γ-氨基酸及其类似物，如上文所述。
在另一选择中，所述转运增强剂为疏水有机部分。仅仅举例说明，所述有机部分为取代或未取代的C6-18或更大的烷基、芳基或杂芳基。所述有机部分转运增强剂还预计包含和包括有机官能团，该有机官能团包括例如-C(＝S)和/或-C(＝O)。
E.式(I)A、A′和D基团
1.离去或活化基团
在其中A和A′未离去或活化基团的那些方面，合适的部分包括但不限于，例如N-羟基苯并三唑基、卤素、N-羟基邻苯二甲酰亚胺基、对硝基苯氧基、咪唑基、N-羟基琥珀酰亚胺基的基团；噻唑烷基硫酮、O-酰基脲、五氟苯氧基、2，4，6-三氯苯氧基或其它合适的对于本领域普通技术人员显而易见的离去基团。
为了本发明的目的，离去基团应被理解为能够与亲核体反应的那些基团，其中所述亲核体可在需要的目标上发现，即在生物活性部分、诊断试剂、靶向部分、双官能间隔部分、中间体等。所述目标因此包含用于置换的基团，例如发现于蛋白质、肽、酶、天然或化学合成的治疗分子如阿霉素、间隔部分如单保护的二胺上发现的NH2基团。
如果需要，本发明的化合物还可以包括在N-二(羟乙基)甘氨酸基团和离去基团或连接的目标(药物)之间的间隔基团。所述间隔部分可以是包含高达18个碳原子和甚至另外的聚合物链的杂烷基、烷氧基、烷基。所述间隔部分可利用标准合成技术加入。应当理解，那些选择用于A和A′的部分还可与除了生物活性亲核体外的其它部分反应。
2.官能团
A和A′还可以是官能团。这些官能团的非限制的例子包括马来酰亚胺基、乙烯基、砜的残基、羟基、氨基、羧基、巯基、酰肼、肼基甲酸酯等，它们通过包含胺的间隔部分连接于N-二(羟乙基)甘氨酸部分。一旦连接于所述N-二(羟乙基)甘氨酸部分，所述官能团(例如马来酰亚胺)，可用于将所述N-二(羟乙基)甘氨酸聚合物连接于目标，如多肽、氨基酸和肽间隔部分等的半胱氨酸残基。
3.生物活性部分
在其中A和A′为含有胺和羟基的化合物的残基的式(I)的那些方面。这些合适化合物的非限制性列举包括有机化合物、酶、蛋白质、多肽等的残基。有机化合物包括但不限于，例如包括柔红霉素、阿霉素的蒽环类化合物的部分；对氨基苯胺芥子气、美法仑、Ara-C(胞嘧啶阿拉伯糖苷)和相关抗代谢性药物化合物，例如吉西他宾等。或者，所述部分可以是含胺或含羟基的下列残基：心血管剂、抗瘤的试剂例如喜树碱和紫杉醇，抗感染药，抗真菌药如制霉菌素、氟康唑和两性霉素B，抗焦虑剂，胃肠剂，中枢神经系统激活剂，镇痛药，致育剂，避孕剂，抗炎剂，甾族剂，试剂等。
除了上述物质，所述生物活性部分还可以是酶，蛋白质，多肽，单克隆抗体，免疫结合物的残基，例如，SS1P，单链抗原结合蛋白(SCA)，例如，CC49，和其片段也是预计包含在本发明中的。合适的蛋白质包括但不限于，具有至少一个适用于聚合物连接的基团，例如ε-氨基、胱氨酸酰硫基(cystinylthio)、N末端氨基的多肽、酶、肽等，包括具有生理或药理活性的材料，以及那些能够催化在有机溶剂中的反应的那些。
感兴趣的蛋白质、多肽和肽包括，但不限于血红蛋白、血清蛋白，例如包括因子VII、VIII和IX的血液因子；免疫球蛋白，细胞因子，例如白介素，即IL-1至IL-13等，α，β和γ干扰素，包括粒细胞集落刺激因子的集落刺激因子，得自血小板的生长因子和磷脂酶活化蛋白质(PLAP)以及胸腺素α1和肠促胰液肽。具有通常的生物或治疗兴趣的其它蛋白质包括胰岛素，植物蛋白质，例如外源凝集素和蓖麻子白蛋白，肿瘤坏死因子和相关的蛋白质，生长因子例如转化生长因子，例如TGF″α或TGF$β和表皮生长因子，激素，生长调节素，红细胞生成素，色素激素，下丘脑释放因子，抗利尿激素，促乳素，绒膜促性腺激素，促卵泡激素，甲状腺促进激素，组织纤溶酶原激活剂，等。感兴趣的免疫球蛋白类包括IgG、IgE、IgM、IgA、IgD及其片段。
一些蛋白质，例如白细胞介素，干扰素和集落刺激因子，通常作为采用重组技术的结果还以非糖基化形式存在。所述非糖基化形式也在本发明的蛋白质中。
感兴趣的酶包括碳水化合物特异性酶，蛋白水解酶，氧化还原酶，转移酶，水解酶，裂解酶，异构酶和连接酶。不限制于特定的酶，感兴趣的酶的例子包括天冬酰胺酶，精氨酸酶，精氨酸脱氨酶，腺苷脱氨酶，超氧化物岐化酶，内毒素酶，过氧化氢酶，糜蛋白酶，脂肪酶，尿酸酶，腺苷二磷酸酶，酪氨酸酶和胆红素氧化酶。感兴趣的碳水化合物特异性酶包括葡萄糖氧化酶，glucodases，半乳糖苷酶，葡糖脑苷脂酶，glucouronidases，等。
本文中还包括说明体内生物活性的生物聚合物的任何部分。这包括氨基酸序列，核酸(DNA，RNA)，肽核酸(PNA)，抗体片段，单链结合蛋白，参见，例如美国专利4,946,778，其公开的内容通过引用并入本文中，结合分子包括抗体或片段，多克隆抗体，单克隆坑体和催化抗体的融合。
所述蛋白或其部分可通过使用本领域技术人员已知的技术制备或分离，所述技术为组织培养，从动物来源提取，或通过重组DNA方法。蛋白质，多肽，氨基酸序列等的转基因源也预计落入本发明中。这些材料得自转基因动物，即，小鼠、猪、牛等，其中所述蛋白质在奶、血或组织中表达。转基因昆虫和杆状病毒表达体系也预计用作来源。另外，蛋白质的突变体形式，例如突变的干扰素也落入本发明的范围内。
感兴趣的其它蛋白质为变应源蛋白质，例如豚草，抗原E，蜂毒，螨变应源，等。上述为适合于本发明的蛋白质的例举。应当理解如本文中所定义的，没有明且提及但具有可用的氨基的那些蛋白质，也属于本发明的范围内。
在本发明优选的方面，所述含氨基或羟基的化合物为适用于医学或诊断用于治疗动物的生物活性化合物，所述动物为包括人的哺乳动物，用于需要这种治疗的症状。上述列举意于举例说明而非限制可被修饰的化合物。本领域普通技术人员将意识到其它这样的化合物/组合物可被类似地改性而无需过度的实验。应当理解，没有明确提及但具有适当的结合基团的那些生物活性材料也意于和在本发明的范围内。
对适合于包含于本文中的包含氨基或羟基的分子的类型的唯一的限制是要有至少一个胺(伯胺或仲胺)或羟基，其可与聚合物共轭物反应和连接，并且在所述前药体系释放和再次产生母体化合物后，基本上不会丧失生物活性。
4.烷基
在其中A和A′为烷基的式(I)的那些方面，适当的基团的非限制性的列举由C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳烷基、C1-6杂烷基和取代的C1-6杂烷基组成。
5.诊断试剂
在其中A和A′为诊断试剂的式(I)的那些方面，适当的试剂的非限制性列举包括染料，螯合剂，和同位素标记化合物和其它标记化合物，例如绿荧光蛋白(GFP)。
6.靶向部分
在其中A和A′为靶向部分的式(I)的那些方面，适当的试剂的非限制性列举包括肽如TAT肽和U-7肽，单链抗体如CC49，和小分子如牛磺酸和生物素。
F.N-二(羟乙基)甘氨酸连接的聚合物的合成
具体的基于N-二(羟乙基)甘氨酸的聚合物的化合物的合成在实施例中阐明。为了说明的目的，现在转向图1，一个优选的方法包括：
1)将约一当量的扩展封闭的双官能接头，例如，
Figure A20058004266100411
与约一当量的酸保护的N-二(羟乙基)甘氨酸部分(在图1中确定为1)反应以形成中间体，例如：
Figure A20058004266100412
其中tBu为保护基团；
2)将步骤1)的中间体与酰化试剂，例如乙酰氯反应以形成中间体，例如，
Figure A20058004266100421
3)将形成的上述中间体解除封闭，并使其与活化的聚合物，例如PNP-PEG和SC-PEG在碱性偶合条件下反应，
4)将所述N-二(羟乙基)甘氨酸脱保护，并在之后将该酸用适当的活化基团，例如噻唑烷基硫酮或N-羟基琥珀酰亚胺，在偶合条件下活化。
用于制备所述N-二(羟乙基)甘氨酸衍生物的另选的方法包括：
1)将一当量的扩展封闭的双官能接头与一当量的酸保护的N-二(羟乙基)甘氨酸部分反应以形成中间体，例如：
其中tBu为保护基团；
2)将得自步骤1)的中间体与适当改性的活化基团，例如
反应以形成中间体，例如：
Figure A20058004266100431
3)将形成的上述中间体解除封闭，并使其与活化的聚合物，例如PNP-PEG和SC-PEG在碱性偶合条件下反应，和
4)将所述N-二(羟乙基)甘氨酸脱保护，并在之后用适当的活化基团，例如噻唑烷基硫酮和N-羟基琥珀酰亚胺，在偶合条件下活化。
应当理解的是，其它的本领域公认的保护基团可用于替代t-Bu。现在，活化的PEG或聚合物N-二(羟乙基)甘氨酸衍生物能够与药物、肽、间隔部分反应和与之结合。
适当的偶联剂的非限制性的列举包括：1，3-二异丙基-碳二亚胺(DIPC)，任何合适的二烷基碳二亚胺，2-卤代-1-烷基吡啶鎓卤化物(Mukaiyama试剂)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)，丙烷膦酸环状酸酐(PPACA)和二氯磷酸苯酯等。它们可商购于例如Sigma-Aldrich Chemical，或利用已知的技术合成。
优选地，所述取代基在惰性溶剂中反应，所述惰性溶剂例如四氢呋喃(THF)、乙腈(CH3CN)、二氯甲烷(DCM)、氯仿(CHCl3)、二甲基甲酰胺(DMF)或其混合物。合适的碱包括二甲基氨基吡啶(DMAP)，二异丙基乙胺、吡啶、三乙胺、KOH、叔丁醇钾和NaOH等。所述反应通常在约0℃直至约22℃(室温)的温度下进行。
无论所选择的途径如何，由本文中所述的合成技术形成的一些优选的化合物包括：
Figure A20058004266100441
Figure A20058004266100451
其中A1为例如以下的：
Figure A20058004266100461
的基团或其它离去基团或活化基团，例如如上所述的那些。
所述N-二(羟乙基)甘氨酸活化的聚合物与适当的目标反应，导致该活性聚合物转化成共轭物，将A1转化为A2，其中A2为生物活性部分、间隔部分等的残基。
由如上本文中描述的技术导致的优选化合物的非限制性列举为：
Figure A20058004266100462
其中：
Figure A20058004266100472
Figure A20058004266100481
G.多个聚合物的负载
在本发明的又一个方面中，提供基于N-二(羟乙基)甘氨酸的多支化的聚合物化合物。具体而言，所述碱性N-二(羟乙基)甘氨酸衍生物被进一步改性以包括一个或多个末端支化基团。优选地，所述末端支化基团为下式：
其中Y6和Y7独立地为O、S或NR46；
L6为选自与L1相同定义的双官能接头；
L8为选自与L2相同定义的双官能接头；
R40-R46可以相同或不同，并选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；
j、j′、i和i′各自独立地为0或正整数；
l和l′独立地为0或1；
u、r、v和w为独立选择的正整数；
R50选自基本上非抗原性的聚合物残基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、芳烷基，和
Figure A20058004266100491
其中：
L7为选自与L1相同定义的双官能接头；
L9为选自与L2相同定义的双官能接头；
R60选自基本上非抗原性的聚合物残基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、芳烷基，并且
所有其它的变量为如上所定义的。
所形成的支化N-二(羟乙基)甘氨酸衍生物为下式结构：
Figure A20058004266100501
其中所有变量为如上所定义的。
如上和在实施例中所述的，利用本发明的方法所形成的N-二(羟乙基)甘氨酸聚合物体系提供用于多重负载生物活性部分或其它A基团的能力。本发明的该支化的N-二(羟乙基)甘氨酸体系的优点为本领域技术人员可采用线性高分子量聚合物和另外，以根据本领域技术人员的需要连接一个或多个生物活性部分、诊断试剂或靶向试剂的多种组合。
H.体内诊断
本发明的另一个方面提供本发明的共轭物，其任选用连接于如上所述的转运增强剂的诊断标记制备，其中该标记被选择以用于诊断或成像目的。因此，通过将任何合适的部分，例如氨基酸残基，连接于任何本领域标准的放射性同位素、辐射透不过的标记物、磁共振标记物或其它适合于磁共振成象的非辐射活性的同位素标记物，荧光型标记物，显示出可见色彩和/或能够在紫外、红外或电化学刺激下发出荧光的标记物，以使得肿瘤组织在外科过程中成像，等。任选地，将所述诊断标记并入到和/或连接于结合的治疗部分中，使得可以监控在动物或人类患者中的治疗性生物活性材料的分布。
在本发明的又一个方面，本发明的附属的共轭物通过已知的方法，利用任何适合的标记物，包括例如放射性同位素标记物而容易地制备。仅仅举例说明，这些包括131碘、125碘、99m锝和/或111铟以产生用于在体内选择性吸收进入肿瘤细胞的放射免疫闪烁显像试剂。例如，有很多本领域已知的将肽连接于Tc-99m的方法，其包括仅仅举例说明，美国专利5,328,679、5,888,474、5,997,844和5,997,845中说明的那些，这些文献通过引用并入本文中。
广泛地，为了在解剖学上定位在患者中的肿瘤组织，将所述结合的附属物给药到怀疑具有肿瘤的患者或动物中。在充足的时间使标记的免疫球蛋白在一个或多个肿瘤位点处定位后，通过X-射线照相术，计算机化横面X线断层摄影术，MRI，通过荧光标记的仪器检测，通过照片扫描装置，例如γ照相机，或适用于所选择的标记的性质的其它方法或仪器而例如，可见地检测由标记物产生的信号。
然后将所检测的信号转化成图象或肿瘤位置的解剖学和/或生理学确定。该图象使得其可能在体内定位所述肿瘤并设计出合适的治疗方案。在其中标记的部分自身就是治疗剂的那些实施方案中，所检测的信号在治疗过程中提供解剖学定位的证据，提供用于随访诊断和治疗干预的基准。
I.治疗方法
本发明的另一个方面提供在哺乳动物中对于多种医学状况的治疗方法。所述方法包括向需要这种治疗的哺乳动物给药有效量的前药，例如阿霉素-N-二(羟乙基)甘氨酸结合的PEG共轭物，其已经如本文所述的那样被制备。所述组合物尤其用于在哺乳动物中治疗瘤性疾病，降低肿瘤负担，防止肿瘤转移和防止肿瘤/瘤生长的复发。
所给药的前药的量取决于包括于其中的母体分子，例如肽，多肽，蛋白质，酶等。通常，用于所述治疗方法的前药的量为在哺乳动物中有效获得希望的治疗结果的量。自然地，不同前药化合物的剂量将取决于所述母体化合物、体内水解的速率、所述聚合物的分子量等而在一定程度上变化。本领域技术人员将确定基于临床经验和治疗适应症而选择的前药的最佳剂量。实际的剂量对于本领域技术人员而言将是显而易见的而无需过度的实验。
本发明的组合物可被包括于一个或多个适合用于向哺乳动物给药的药物组合物中。所述药物组合物可以是溶液、悬浮液、片剂、胶囊等的形式，其根据本领域公知的方法制备。还预计这些组合物的给药可以通过口服和/或非肠道途径，这取决于本领域技术人员的需要。所述组合物的溶液和/或悬浮液可用作例如用于通过任何本领域已知的方法注射或渗透所述组合物的载体媒介物，所述方法例如通过静脉内、肌内、皮下注射等。
这种给药还可通过灌注进入身体空间或腔，以及通过吸入和/或鼻内途径。然而，在本发明优选的方面中，将所述前药非经肠道地给药到需要其的哺乳动物中。
实施例
如下实施例提供本发明的进一步说明，但不意于以任何方式限制本发明的有效范围。在实施例中的下划线和粗体数字对应于示于图1至5中的那些。
化学
通用步骤。所有的反应在干燥氮气或氩气的气氛下进行。使用市售的试剂而不用进一步纯化。将所有的PEG化合物在使用前在真空下干燥或通过从甲苯中共沸蒸馏而干燥。NMR光谱，除非另外说明，是利用Varian Mercury300 NMR光谱仪和氘代氯仿作为溶剂而获得的。化学位移(δ)以从四甲基硅烷(TMS)的低磁场的百万比率(ppm)报告。
HPLC法。反应混合物，以及中间体和终产物的纯度通过BeckmanCoulter System GoldHPLC仪器进行监控，所述仪器采用ZOBAX300SB C-8反相柱(150×4.6mm)或Phenomenex Jupiter300A C18反相柱(150×4.6mm)，采用多波长UV检测器，采用在0.5％三氟乙酸(TFA)中的30-90％乙腈的梯度，流速为1mL/min。
实施例1
化合物3的合成
将2(2.3g，8.7mmol)、1(1.9g，8.8mmol)和DMAP(1.6g，12.9mmol)的30ml无水二氯甲烷的溶液在冰浴中冷却至0℃，随后加入EDC的盐酸盐(2.3g，12.0mmol)。将该混合物温热至室温过夜，随后用0.1N的HCl洗涤。将有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，并将溶剂通过旋转蒸发从滤液中除去以生成3(3.6g，7.8mmol，90％)。13CNMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.04，169.86，155.54，80.87，78.66，70.49，69.95，68.14，62.71，55.85，52.59，40.02，28.15，27.91。
实施例2
化合物4的合成
向3(1.8g，3.9mmol)的35ml无水二氯甲烷溶液中加入乙酰氯(0.49g，6.2mmol)，随后加入二异丙基乙基胺(1.82g，14mmol)。将该混合物在室温下搅拌10分钟，此时通过TLC检测不到原料。将该混合物用饱和碳酸氢钠洗涤并经无水硫酸钠干燥，过滤，并将溶剂通过旋转蒸发从滤液中除去以生成1.6g的粗产物。将该材料通过在硅胶上的柱色谱法纯化，并用2.5％乙腈的乙酸乙酯洗脱以生成4(0.69g，1.4mmol，35％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.60，170.27，170.02，155.68，80.99，78.88，70.68，70.13，70.10，68.34，62.93，62.74，56.11，52.81，52.76，40.21，28.29，28.08，20.88。
实施例3
化合物7的合成
将在20ml二氯甲烷和5ml的TFA中的4(0.25g，0.50mmol)的溶液在室温下搅拌15分钟，随后通过旋转蒸发从滤液中除去溶剂以生成5。将化合物5与10ml无水二氯甲烷合并，随后加入DIEA直至pH大于8.0(～0.2g)。将该N-二(羟乙基)甘氨酸溶液加入到6(5.0g，0.12mmol)的40ml无水二氯甲烷溶液中，并在室温下搅拌过夜。此时，通过旋转蒸发将溶剂部分除去，用醚沉淀产物，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从12％DMF/IPA中重结晶以生成7(4.6g，0.11mmol，90％)。
13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.31，170.03，169.76，155.91，80.74，70.64-70.19(PEG)，69.78，69.72，69.23，68.13，63.52，62.73，62.53，55.92，52.64，40.46，27.91，20.69.
实施例4
化合物8的合成
将在50ml二氯甲烷和25ml的TFA中的7(4.8g，0.12mmol)的溶液在室温下搅拌7小时，随后通过旋转蒸发将溶剂部分除去，并用醚使产物沉淀。通过过滤收集固体，并用醚洗涤数次并干燥以生成8(4.1g，0.10mmol，85％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ171.15，170.25，169.71，155.96，70.19-69.77(PEG)，69.22，69.16，63.51，62.29，61.94，55.77，53.11，53.01，40.44，20.60。
实施例5
化合物9的合成
将8(4.0g，0.1mmol)，2-巯基噻唑啉(70mg，0.59mmol)和DMAP(0.1g，0.79mmol)的40ml无水二氯甲烷的溶液在冰浴中冷却至0℃，随后加入EDC的盐酸盐(0.11g，0.59mmol)。将该混合物温热至室温过夜。此时，通过旋转蒸发将溶剂部分除去，将产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将粗产物从12％DMF/IPA中重结晶以生成9(3.7g，0.09mmol，93％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ200.96，172.78，170.35，169.80，155.93，70.70-70.21(PEG)，69.81，69.75，69.25，68.13，63.57，63.03，62.77，60.64，55.34，52.64，40.49，28.80，20.72。
实施例6
化合物10的合成
将在30ml二氯甲烷和30ml DMF的9(3.0g，0.073mmol)，阿霉素(0.17g，0.29mmol)和DMAP(71mg，0.59mmol)的溶液在室温下搅拌过夜。此时通过旋转蒸发将溶剂部分除去，将产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将粗产物从DMF/IPA中重结晶三次以生成10(2.9g，0.069mmol，94％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ211.24，186.23，185.89，170.47，169.82，169.04，161.81，160.34，155.78，155.14，135.20，134.79，133.84，133.58，120.16，119.13，118.01，110.76，110.60，100.34，72.19-67.95(PEG)，66.87，63.31，61.75，61.45，58.97，56.21，53.83，44.44，40.29，36.03，34.67，32.83，30.97，29.38，24.97，24.45，20.54，16.46。
实施例7
化合物13的合成
将12(2.5g，10.1mmol)，二乙醇酸酐11(1.1g，9.5mmol)和DMAP(1.3g，9.5mmol)的25ml二氯甲烷溶液在室温下搅拌过夜，随后用0.2N HCl洗涤。将有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，并通过旋转蒸发将溶剂从滤液中除去以生成13(2.9g，8.0mmol，84％)。Nmr显示峰成双。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ172.92，171.14，169.92，169.58，157.50，155.79，80.86，79.03，71.34，70.69，70.19，70.06，69.84，69.64，69.33，69.15，68.85，68.40，53.29，41.37，36.97，38.75，38.55，28.10。
实施例8
化合物14的合成
将13(2.8g，7.7mmol)，1(1.7g，7.7mmol)和DMAP(1.3g，10.8mmol)的30ml无水二氯甲烷溶液在冰浴中冷却至0℃，随后加入EDC盐酸盐1.9g(10.0mmol)。将该混合物温热至室温过夜，随后用0.2NHCl洗涤。将该有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，并通过旋转蒸发将溶剂从滤液中除去以生成14(2.3g，4.1mmol，53％)。
实施例9
化合物15的合成
向粗制14(2.3g，4.1mmol)的20ml无水二氯甲烷溶液中加入乙酰氯(0.64g，8.2mmol)，随后加入二异丙基乙基胺(1.1g，8.2mmol)。将该混合物在室温下搅拌10分钟，此时通过TLC检测不到原料。将该混合物用饱和碳酸氢钠洗涤并经无水硫酸钠干燥，过滤并通过旋转蒸发将溶剂从滤液中除去以生成2.1g粗产物。该物质通过在硅胶上的柱色谱纯化并用5％的甲醇的乙酸乙酯洗脱以生成(0.24g，0.40mmol，10％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.33，170.02，169.17，168.44，155.47，80.78，78.64，70.64，69.81，69.26，68.07，63.01，62.48，55.92，52.57，40.00，38.31，28.10，27.87，20.65。
将乙酰化的产物(0.23g，0.38mmol)在20ml二氯甲烷和5ml TFA的溶液中搅拌，随后通过旋转蒸发除去溶剂。将该N-二(羟乙基)甘氨酸残留物与10ml无水二氯甲烷合并，随后加入DIEA直至pH大于8.0(～0.2g)。将该N-二(羟乙基)甘氨酸加入到6(4.0g，0.10mmol)的30ml无水二氯甲烷溶液中，并在室温下搅拌过夜。此时，将溶剂通过旋转蒸发部分除去，将产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从12％DMF/IPA中重结晶以生成(3.8g，0.02mmol，95％)。
13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.29，169.97，169.13，168.37，155.90，80.80，70.68-69.67(PEG)，69.20，68.09，63.52，63.02，62.47，55.94，52.59，40.49，38.31，27.91，20.69.
将该PEG化的产物(3.8g，0.10mmol)的40ml二氯甲烷和20mlTFA的溶液在室温下搅拌15小时，随后通过旋转蒸发将溶剂部分除去，用醚将产物沉淀。固体通过过滤收集，并用醚洗涤数次并干燥以生成酸(3.4g，0.08mmol，89％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.96，169.93，168.89，168.23，155.78，72.45-66.94(PEG)，63.23，62.38，61.63，54.82，52.47，40.23，38.03，20.39。
将该酸(3.4g，0.08mmole)、2-巯基噻唑啉(59mg，0.50mmol)和DMAP(81mg，0.66mmol)的40ml无水二氯甲烷溶液在冰浴中冷却至0℃，随后加入EDC的盐酸盐(0.11g，0.59mmol)。将该混合物温热至室温过夜。此时，通过旋转蒸发将溶剂部分除去，将该产物用醚过滤，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从20％DMF/IPA中重结晶以生成15(3.2g，0.078mmol，94％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ200.96，172.64，170.28，168.13，168.34，155.85，75.76-69.15(PEG)，68.07，63.48，63.20，62.62，60.56，55.31，52.53，40.44，38.26，28.74，20.66.
实施例10
化合物16的合成
将15(3.2g，0.0783mmol)，阿霉素(0.18g，0.319mmol)和DMAP(77mg，0.62mmol)的30ml二氯甲烷和30ml DMF的溶液在室温下搅拌过夜。此时，通过旋转蒸发将溶剂部分除去，将产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从20％DMF/IPA中重结晶四次以生成16(2.8g，0.067mmol，88％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ212.98，186.21，185.86，170.34，169.33，168.98，168.29，160.32，155.79，155.58，154.94，135.22，134.70，133.23，133.05，120.09，119.14，118.03，110.79，110.61，100.29，75.90-68.44(PEG)，67.80，66.91，64.90，63.31，62.06，61.36，58.79，56.18，53.86，53.60，44.37，40.26，38.12，35.25，33.27，29.33，20.47，16.48。
实施例11
化合物17的合成
在室温下向12(1.0g，4.0mmol)的20ml二氯甲烷溶液中加入三氟生(0.4g，1.3mmol)，和二异丙基乙基胺(1.0g，8.1mmol)。将该混合物在室温下搅拌一小时，随后加入1(0.88g，4.0mmol)和DMAP(0.5g，4.0mmol)。将该混合物在室温下搅拌过夜，随后用0.1N HCl洗涤。将有机层经无水硫酸钠干燥，过滤，并将溶剂通过旋转蒸发从滤液中除去以生成2.2g粗产物。将该物质通过在硅胶上的柱色谱纯化并用6％的甲醇的乙酸乙酯溶液洗脱以生成17(1.3g，2.6mmol，65％)。
13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.86，156.23，155.69，81.10，78.94，62.60，59.03，56.81，56.09，53.17，40.68，40.18，28.28，28.00。
实施例12
化合物18的合成
向17(0.1g，0.2mmol)的2ml无水二氯甲烷溶液中加入乙酰氯(32mg，0.4mmol)，随后加入二异丙基乙基胺(87mg，0.67mmol)。将该混合物在室温下搅拌10分钟，此时通过TLC检测不到原料。将该混合物用饱和碳酸氢钠洗涤并经无水硫酸钠干燥，过滤，并通过旋转蒸发将溶剂从滤液中除去以生成18(0.1g，0.2mmol，100％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.59，170.33，156.16，155.64，80.99，79.13，70.21，70.05，63.08，62.97，56.48，53.46，52.92，40.87，40.39，28.49，28.27，21.04，20.69。
实施例13
化合物20的合成
将18(0.1g，0.2mmol)的8ml二氯甲烷和2ml TFA溶液搅拌15分钟，随后通过旋转蒸发将溶剂除去。将N-二(羟乙基)甘氨酸残余物与5ml无水二氯甲烷合并，随后加入DMAP直至pH超过8.0(～0.6g)。将该N-二(羟乙基)甘氨酸溶液加入到19(2.0g，0.05mmol)的15ml无水二氯甲烷溶液中，并在室温下搅拌过夜。此时，通过旋转蒸发将溶剂部分除去，将产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从12％DMF/IPA中重结晶以生成20(1.8g，0.04mmol，90％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.50，170.18，156.40，156.37，156.08，155.32，80.74，71.57-65.23(PEG)，63.72，63.29，62.62，58.68，56.10，53.13，52.53，40.93，40.51，27.94，20.74。
实施例14
化合物21的合成
将20(1.8g，0.04mmol)的20ml二氯甲烷和10ml TFA的溶液在室温下搅拌7小时，随后通过旋转蒸发将溶剂部分除去，并用醚将产品沉淀。通过过滤收集固体，并用醚洗涤数次并干燥以生成(1.4g，0.03mmol，78％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ172.11，170.34，156.39，156.16，155.41，72.80-67.82(PEG)，63.75，63.35，62.30，61.89，58.71，56.15，53.66，53.25，40.93，40.55，20.65。
将该酸(1.2g，0.03mmol)，2-巯基噻唑啉(0.01g，0.09mmol)和DMAP(0.014g，0.12mmol)的10ml无水二氯甲烷溶液在冰浴中冷却至0℃，随后加入EDC的盐酸盐(0.017g，0.09mmol)。将该混合物温热至室温过夜。此时，将溶剂通过旋转蒸发部分除去，将该产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从12％DMF/IPA中重结晶以生成21(1.1g，0.03mmol，92％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.76，170.46，156.33，155.99，155.30，71.54-69.12(PEG)，63.69，63.32，62.84，62.62，60.70，58.67，55.36，53.05，52.49，40.92，40.49，28.78，20.71。
实施例15
化合物22的合成
将21(1.0g，0.025mmol)，阿霉素(28mg，0.05mmol)和DMAP(12mg，0.1mmol)的10ml二氯甲烷和10ml DMF的溶液在室温下搅拌过夜。此时，将溶剂通过旋转蒸发部分除去，将产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将该粗产品从12％DMF/IPA中重结晶以生成22(0.6g，0.015mmol，60％)。
实施例16
化合物24的合成
将23(23g，0.575mmol)和二琥珀酰亚胺基碳酸酯(2.36g，9.2mmol)的230ml二氯甲烷和23ml DMF的溶液冷却至0℃，随后加入吡啶(0.75ml，9.2mmol)。将该混合物温热至室温过夜，随后通过Celite过滤并通过旋转蒸发器将溶剂从滤液中部分除去。将粗产物用醚沉淀出来并通过过滤收集。从20％DMF/IPA中重结晶，获得24(20.1g，0.50mmol，86％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ168.15，151.14，70.76-69.67(PEG)，67.99，45.24，25.20。
实施例17
化合物25的合成
将18(0.51g，0.9mmol)的溶液与10ml无水二氯甲烷合并，随后加入DIEA直至pH超过8.0(～0.6g)。将该N-二(羟乙基)甘氨酸溶液加入到24(5.0g，0.12mmol)的40ml无水二氯甲烷溶液中，并在室温下搅拌过夜。此时，通过旋转蒸发将溶剂部分除去，将该产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从12％DMF/IPA中重结晶以生成25(4.9g，0.12mmol，94％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.38，170.12，155.90(d)，80.65，72.16-69.20(PEG)，63.51，62.79，62.62，61.28，56.12，53.10，52.53，45.19，40.46，27.91，20.72。
实施例18
化合物26的合成
将25(5.5g，0.13mmol)的55ml二氯甲烷和28ml TFA的溶液在室温下搅拌7小时，随后通过旋转蒸发部分除去，并用醚将产物沉淀。通过过滤收集固体，并用醚洗涤数次并干燥以获得酸(5.1g，0.12mmol，93％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ170.49，170.20，156.01，155.68，70.70-69.22(PEG)，67.80，66.68，63.54，62.64，61.65，61.22，55.45，53.57，53.17，45.21，40.52，20.56。
将该酸(5.0g，0.12mmol)，2-巯基噻唑啉(0.17g，1.4mmol)和DMAP(0.23g，1.9mmol)的50ml无水二氯甲烷溶液在冰浴中冷却至0℃，随后加入EDC盐酸盐(0.28g，1.5mmol)。将该混合物温热至室温过夜。此时，通过旋转蒸发将溶剂部分除去，将产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从12％DMF/IPA中重结晶以获得26(4.6g，0.11mmol，92％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ200.88，172.83，170.38，155.91，72.15-69.20(PEG)，63.51，63.03，62.82，62.62，61.26，60.70，55.34，53.07，52.52，45.19，40.47，28.78，20.71。
实施例19
化合物27的合成
将26(2.3g，0.055mmol)，阿霉素(0.25g，0.44mmol)和DMAP(0.11g，0.88mmol)的20ml二氯甲烷和20ml DMF溶液在室温下搅拌过夜。此时，通过旋转蒸发将溶剂部分除去，将产物用醚沉淀，并收集并用醚洗涤。将该粗产物从12％DMF/IPA中重结晶两次以获得27(1.7g，0.039mmol，71％)。
实施例20
单N-二(羟乙基)甘氨酸-12K-溶菌酶和单N-二(羟乙基)甘氨酸-20K-溶菌酶共轭物的制备
在快速搅拌下，将PEG粉末，以PEG对蛋白质为1∶1.5-2的反应摩尔比下加入到6ml在0.05M，pH为7.6的磷酸钠溶液中的5mg/ml溶菌酶(Sigma，MO)中。60分钟后，在反应温度为25℃和在N2下，将样品用10mM pH为5.1的磷酸钠溶液稀释至导电性低于2ms，pH～5(较低的pH将淬灭反应并稳定可释放的PEG-蛋白质共轭物)。
将单PEG-溶菌酶在阳离子交换柱(Poros HS，Applied Biosystems，CA)上利用20mM pH为5.1的磷酸钠溶液体系和1M NaCl的20mMpH为5.1磷酸钠梯度缓冲液进行分离。从所述柱子上洗脱的化合物的顺序显示为首先多PEG-溶菌酶，然后单PEG-溶菌酶，并且然后是未改变的溶菌酶。在SDS-PAGE(预制的4-20％SDS非还原胶，Invitrogen，CA)上识别的单PEG-溶菌酶的峰利用具有5k NMWL膜(MilliporeCorp.，Bedford，MA)的Ultrafree离心过滤器采集和浓缩。
实施例21
多N-二(羟乙基)甘氨酸-12K-溶菌酶和多N-二(羟乙基)甘氨酸-20K-溶菌酶共轭物的制备
在快速搅拌下，将PEG粉末，以PEG对蛋白质为1∶20-30的反应摩尔比下加入到0.5ml在0.1M，pH为7.6的磷酸钠溶液中的5mg/ml溶菌酶中。在室温下，在N2下，反应进行60分钟并通过将pH降低至6.0而停止，或立即在体积排阻柱上纯化。
将反应混合物用20mM pH为6.0的磷酸钠稀释至5ml，通过0.45μm过滤器过滤，并在HiLoad Superdex 200柱(Amersham，NJ)上分离。将该柱子在140mM NaCl，20mM NaP，pH 6.0中平衡并将所述共轭物在1ml/流分/分钟下洗脱出。将在SDS-PAGE上识别的峰的级分收集起来并利用Ultrafree 30K(Millipore Corp.，Bedford，MA)浓缩。
实施例22
体外结果
表1.PEG-N-二(羟乙基)甘氨酸-阿霉素共轭物的性质
  化合物   t1/2(rp)h   mw   ％Active
  10   4.8   41803   2.60
  16   5.0   41554   2.34
  22   56   41204   0.73
  27   247   43722   4.25
实施例23
蛋白质共轭物
材料和方法
鸡蛋清溶菌酶(EC 3.2.1.17)，溶菌酶底物细菌(溶壁微球菌(Micrococcus lysodeikticus))和PBS缓冲液(10mM磷酸盐，pH 7.4，138mM NaCl，和2.7mM KCl)购自Sigma Inc.(St.Louis，MO)。预制的tris甘氨酸SDS电泳凝胶和凝胶电泳运行缓冲液(gel runningbuffer)得自Invitrogen(Carlsbad，CA)。用于测量体外共轭物水解的大鼠血浆在EDTA中进行并冷冻保存。IL-2购自PeproTech(Princeton，NJ)，并且GFP得自Clontech(Palo Alto，CA)。所有体内的测量一式三份地进行，并且对于体外测量发现±5％的标准偏差。
单PEG-溶菌酶共轭物的制备
得自鸡蛋的溶菌酶具有14,500的分子量和6个赖氨酸残基。在快速搅拌下，将活化的PEG粉末，以1∶1(PEG∶溶菌酶)的反应摩尔比加入到在pH为7.3的0.1M磷酸缓冲液中的5mg/mL的溶菌酶溶液中。在25℃下搅拌45分钟后，将反应用0.2M磷酸钠(pH 5.1)处理至终pH为6.5。利用截留范围6,000-8,000MW滤过膜(cutoff membrane)在4℃下在pH 5.1的20mM磷酸钠中透析反应混合物。透析后所述样品的导电性应当小于2mS。在阳离子交换柱(Poros，HS)上利用具有NaCl梯度的pH为5.1的20mM磷酸钠的溶剂体系进行单PEG-溶菌酶的分离。采集单PEG-溶菌酶的峰并利用具有10k NMWL膜(MilliporeCorp.，Bedford，MA)的ultrafree离心过滤器装置浓缩。纯化的单PEG-溶菌酶的收率为约20-30％。
多PEG-溶菌酶共轭物的制备
在快速搅拌下，将活化的PEG接头，以30∶1(PEG∶溶菌酶)的反应摩尔比加入到在pH为7.3的0.1M磷酸缓冲液中的5mg/mL的溶菌酶溶液中。在室温下搅拌45分钟后，将反应用0.2mM磷酸钠(pH 5.1)处理至最终pH为6.5。将反应混合物用H2O稀释并在Hiload Superdex200柱上在1mL/min下分离。该柱子缓冲液包含20mM磷酸钠(pH 6.8)和140mM NaCl。将所述峰的级分收集起来并利用具有30k NMWL膜(Millipore Corp.，Bedford，MA)的ultrafree离心过滤器装置浓缩。纯化的多PEG-溶菌酶的收率为约85％，并且每个溶菌酶分子的PEG数量如通过荧光含量测定所分析的那样发现为5-6。
浓度确定
在0.1M，pH为7.3的磷酸钠中，通过UV利用在280nm处2.39mL/mg.cm的消光系数确定PEG-溶菌酶共轭物的浓度。
溶菌酶的酶活性分析
在如上所述的反应条件下，在仅与单个PEG结合后，溶菌酶活性消失。所述溶菌酶的释放通过在多种释放条件下酶活性的产生表明并在SDS电泳凝胶上证实。
在典型的溶菌酶活性分析中，在96孔滴定板中，将0.2mL的0.02％(w/v)M.lysodeikticus(底物)加入到包含0.01％BSA的50μL 66mMpH为6.2的磷酸钾中的0.12-0.24μg的溶菌酶溶液中。跟踪在450nm处的吸光度5分钟。吸光度的降低速率用作酶活性的测量。一个单位的酶活性在25℃下在450nm处产生0.001吸光度单位/分钟的变化。
溶菌酶在大鼠血浆中和化学缓冲盐中的释放
在pH为6.5的磷酸盐缓冲盐中的PEG-溶菌酶经历与pH为7.4的PBS的缓冲液更换，以监控在大鼠血浆中的释放。测量在PBS中在37℃下的稳定性。为了在pH为8.5的Tris缓冲液中的释放，所述共轭物还经历与H2O的缓冲液更换。将CentriCon 10K离心管(Millipore Corp.，Bedford，MA)用于单PEG-溶菌酶共轭物，而CentriCon 30K用于多PEG-溶菌酶共轭物。从单和多PEG-溶菌酶共轭物的释放在0.15mg/mL，在N2下进行。在指定的时间，抽出等分部分，用0.2M磷酸盐(pH 5.1)中和至pH为6.5，并在-20℃下储存直至进一步分析。

Claims (26)

1.包含式(I)的化合物：
Figure A2005800426610002C1
其中：
R1选自基本上非抗原性的聚合物残基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、芳烷基和末端支链基团；
Z和Z′是相同或不同的，并独立地选自活性转运到目标细胞中的部分、疏水部分、双官能连接部分及其组合；
Y1-3可以相同或不同，并选自O、S或NR11；
L1和L3独立地为双官能接头；
R3-R11、R24和R25可以相同或不同，并选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；
L2为-C(O)(CR30R31)Y15(CR32R33)C(O)NR35-或-C(O)(CR30R31)(CR32R33)C(O)NR35-
其中：
Y15选自O、S、NR34或CH2，和
R30-35可以相同或不同，并选自H、烷基、烯基、炔基、杂烷基或芳基；
A和A′可以相同或不同，并独立地选自烷基、离去基团、官能团、诊断试剂、靶向部分、生物活性部分和OH；
a、g、e可以相同或不同，并独立地为0，或约1至约5的正整数；
b、c、d和d′可以相同或不同，并独立地为0或1，和
m、n、o和p可以相同或不同，并独立地为约1至约6的正整数，
条件是(a+e)等于或大于1。
2.权利要求1的化合物，其中R3-R10、R24-25和R30-34各自为氢；和Y15为O或NR34。
3.权利要求1的化合物，其中a、b、c、d、d′、g、m、n、o和p各自为1。
4.权利要求1的化合物，其中e为0，a为0，b为0，和c为0。
5.权利要求1的化合物，其中R1包括聚环氧烷。
6.权利要求1的化合物，其中R1包括聚乙二醇。
7.权利要求1的化合物，其中A为活化基团、靶向基团或生物活性部分，并且A′为烷基、活化基团、靶向基团或诊断试剂。
8.权利要求1的化合物，其中R1还包括封端基团J，其选自OH、NH2、SH、CO2H、C1-6烷基部分，和
Figure A2005800426610003C1
9.权利要求8的化合物，其具有下式：
Figure A2005800426610004C1
10.权利要求1的化合物，其中R1选自
                J-O-(CH2CH2O)x-
            J-O-(CH2CH2O)x-CH2C(O)-O-，
            J-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2NR12-，
            J-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2S-，
        -OC(O)CH2-O-(CH2CH2O)X-CH2C(O)-O-，
        -NR12CH2CH2-O-(CH2CH2O)X-CH2CH2NR12-和
        -SCH2CH2-O-(CH2CH2O)X-CH2CH2S-
其中：
x为聚合程度；
R12选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；和
J为封端基团。
11.权利要求1的化合物，其中R1选自：
                CH3-O-(CH2CH2O)x-，
            CH3-O-(CH2CH2O)x-CH2C(O)-O-，
            CH3-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2NH-和
            CH3-O-(CH2CH2O)x-CH2CH2S-
其中x为聚合程度。
12.权利要求1的化合物，其中R1包括下式的聚合物残基：
Figure A2005800426610004C2
其中：
x为聚合程度。
13.权利要求1的化合物，其中L1和L3独立地选自：
-NR19(CR14R15)tO-，
-NR19(CR14R15)t(CR16CR17O)sNR19-，
-O(CR14R15)tNR19-，
-O(CR14R15)tO-，
-NR19(CR14R15)tNR19-，
-NR19(CR14R15)t(CR16CR17O)s-，
-NR19(CR16CR17O)t-，
-NR19(CR16CR17O)t(CR14R15)sNR19-，
-NR19(CR16CR17O)t-，
-O(CR14R15)t-NR19-，
-O(CR14R15)tNR19-，
-O(CR14R15)tO-，
-O(CR16CR17O)tNR19-，
Figure A2005800426610005C1
其中：
R14-R17和R19独立地选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；和
R18选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基、NO2、卤代烷基和卤素；和
t和s独立地为选自约1至约4的正整数。
14.权利要求1的化合物，其中L2选自：
            -C(O)CR30R31OCR32R33C(O)NR35-；
            -C(O)CR30R31NR34CR32R33C(O)NR35-；
            -C(O)CR30R31SCR32R33C(O)NR35-，或
            -C(O)(CR30R31)nC(O)NR35-
其中：
R30-34独立地选自H、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C1-6杂烷基或芳基，和
n为约1至约3的正整数。
15.权利要求1的化合物，其中R1选自：
Figure A2005800426610006C1
其中：
(q)为约1至约5的整数；
Z″为O、NR13、S、SO或SO2；其中R13为H、C1-8烷基、C1-8支链烷基、C1-8取代烷基、芳基或芳烷基；
(h)为0或1，和
(k)为约1至约6的正整数。
16.权利要求1的化合物，其选自：
Figure A2005800426610009C1
其中A1为离去基团。
17.权利要求1的化合物，其中A1为选自如下离去基团：
Figure A2005800426610010C1
18.权利要求1的化合物，其中所述的末端支链基团包括下式：
Figure A2005800426610010C2
其中：
Y6和Y7独立地为O、S和NR46；
L6为选自与L1的基团定义相同的双官能接头；
L8为选自与L2的基团定义相同的双官能接头；
R40-R46可以相同和不同，并选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；
j、j′、i和i′各自独立地为0或正整数；
l和l′独立地为0或1；
u、r、v和w为独立选择的正整数；
R50选自基本上非抗原性的聚合物残基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、芳烷基和
Figure A2005800426610011C1
其中：
L7为选自与L1的基团定义相同的双官能接头；
L9为选自与L2的基团定义相同的双官能接头；
R60选自基本上非抗原性的聚合物残基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、芳烷基。
19.权利要求18的化合物，其包含结构：
Figure A2005800426610011C2
20.权利要求19的化合物，其包含结构：
21.权利要求1的化合物，其选自
Figure A2005800426610012C2
Figure A2005800426610013C1
22.权利要求1的化合物，其选自：
Figure A2005800426610013C2
Figure A2005800426610014C1
其中：
Figure A2005800426610014C2
23.权利要求1的化合物，其选自：
Figure A2005800426610014C3
其中A和A′独立地为离去基团。
24.制备聚合物共轭物的方法，其包括将下式的化合物
Figure A2005800426610016C1
其中：
A1为离去基团；
A′选自烷基、离去基团、官能团、诊断试剂、靶向部分和OH；
R1选自基本上非抗原性的聚合物残基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、芳烷基和末端支链基团；
Z和Z′是相同或不同的，并独立地选自活性转运到目标细胞中的部分、疏水部分、双官能连接部分及其组合；
Y1-3可以相同或不同，并选自O、S或NR11；
L1和L3为独立选择的双官能接头；
R3-R11、R24和R25可以相同或不同，并选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-19支链烷基、C3-8环烷基、C1-6取代烷基、C2-6取代烯基、C2-6取代炔基、C3-8取代环烷基、芳基、取代芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、取代C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；
L2为-C(O)(CR30R31)Y15(CR32R33)C(O)NR35-或-C(O)(CR30R31)(CR32R33)C(O)NR35-
其中：
Y15选自O、S、NR34或CH2，和
R30-35可以相同或不同，并选自H、烷基、烯基、炔基、杂烷基或芳基；
a、g、e可以相同或不同，并独立地为0或正整数；
b、c、d和d′独立地为0或1，和
m、n、o和p独立地为正整数，
条件是(a+e)等于或大于1；与生物活性试剂在足以形成下式的条件下反应
Figure A2005800426610017C1
其中A2为生物活性试剂的残基。
25.制备基于N-二(羟乙基)甘氨酸的聚合物转运体系的方法，其包括：
1)将一当量的扩展封闭的双官能接头与一当量酸保护的N-二(羟乙基)甘氨酸部分反应以形成下式的中间体：
Figure A2005800426610017C2
其中tBu为保护基团；
2)将上述中间体与酰化试剂反应以形成如下中间体：
Figure A2005800426610017C3
3)将形成的上述中间体解封闭并使其与活化的聚合物在碱性偶合条件下反应；
4)将所述N-二(羟乙基)甘氨酸脱保护并在之后用适当的活化基团在偶合条件下活化该酸。
26.一种治疗方法，包括向需要其的哺乳动物给药有效量的权利要求1的化合物，其中A′为烷基和A为生物活性试剂的残基。
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