CN101466730A - 聚-α-谷氨酸及其衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制备聚－α－谷氨酸的改良方法，该方法包括在适当的溶剂和引发剂存在下使α－谷氨酸N－羧酸酐的叔γ－酯聚合，随后将所得的聚－α－谷氨酸－γ－酯水解。本方法是特别有利的，因为它可小心地控制得到的聚－α－谷氨酸的分子量。本发明还涉及在氨基端用羧酸或氨基酸封端的聚－α－谷氨酸和其制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及聚-α-谷氨酸及其衍生物的制备方法。
背景技术
式(I)的聚-α-谷氨酸目前用作药物递送系统，例如用于与许多含有伯或仲氨基基团以及伯、仲或叔羟基基团的药物制备轭合物。这种轭合可以直接或通过适当的连接体(例如氨基酸或羟酸)进行。参见，例如EP0932399，高等药物递送综述(Advanced Drug Delivery Reviews)，54卷，第5期，2002，695-713页；和控制释放杂志(Journal of Controlled Release)，74卷，第1-3期，2001，243-247页。
聚-α-谷氨酸可以通过适当保护的谷氨酸的聚合来合成。US3,635,909尤其公开了D-谷氨酸-γ-(叔丁基)-酯N-羧酸酐在1，2-二氯乙烷/1，4-二氧六环混合物中的聚合，其采用4-甲基-2-吡咯烷酮作为引发剂。
发明详述
本公开显示适当选择溶剂和引发剂，可以控制由α-谷氨酸N-羧酸酐的叔γ-酯制备的聚-α-谷氨酸的分子量。因此，本发明的一方面涉及聚-α-谷氨酸(I)的制备方法，
其中n为60-310的整数，所以聚-α-谷氨酸的分子量范围为8000至40,000Da，优选10,000至35,000Da，更优选13,000至16,000Da，并且多分散指数通常≤2，优选≤1.5，
所述方法包括：
a.在引发剂存在下，使式(II)的α-谷氨酸N-羧酸酐的叔γ-酯
其中R选自叔丁基、1，1-二甲基丙基-和1，1-二甲基丁基-，并优选叔丁基基团，
在水或有机溶剂中聚合，所述有机溶剂选自四氢呋喃(THF)、1，4-二氧六环、二甲基甲酰胺(DMF)、1，4-二氧六环/DMF和1，4-二氧六环/四氢呋喃混合物，所述引发剂选自叔丁醇钾(t-BuOK)、甲醇钠(MeONa)、二异丙基乙胺、1，8-二氮杂二环[5，4，0]十一-7-烯(DBU)、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、谷氨酸二甲酯和谷氨酸-γ-叔丁酯，
得到式(III)化合物，
其中，n和R如上述所定义，且当引发剂选自二异丙基乙胺、1，8-二氮杂二环[5，4，0]十一-7-烯(DBU)、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、谷氨酸二甲酯和谷氨酸-γ-叔丁酯时，R’为氢；或当引发剂分别为t-BuOK和MeONa时，R’为叔丁基或甲基基团。随后，
b.酸水解酯基团。
在本说明书全文中，符号*表示手性中心，术语谷氨酸包括L-和D-型，或为纯异构体或为外消旋混合物。
步骤a)通常在10至50℃的温度下、α-谷氨酸N-羧酸酐的γ-酯的浓度为0.1至0.3M的条件下进行。根据优选的实施方案，该方法以1，4-二氧六环为溶剂和DBU为引发剂来进行。
α-谷氨酸N-羧酸酐的γ-酯与引发剂的摩尔比值通常为2至25；α-谷氨酸N-羧酸酐的γ-酯与α-谷氨酸γ-酯的摩尔比值为100。
步骤b)可以通过使用任何用于除去叔丁基酯的常规试剂来进行，如在“有机合成中的保护基团”(Protective groups in organic synthesis)第三版，Theodora W.Greene和Peter G.M.Wuts，a Wiley-Intersciencepublication-John Wiley & Sons，Inc，406-408页和其中的参考文献中所述的。优选的条件包括三氟乙酸(TFA)、甲酸和水/甲酸混合物，在20至60℃温度下；TFA用量为100v/w，而甲酸和水/甲酸混合物用量为20至50v/w。
本发明的方法适于制备D和L型的聚-α-谷氨酸，特别是L型。而且，根据本发明制备的聚-α-谷氨酸通过与无机酸(例如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、高氯酸)或无机碱(例如碱金属或碱土金属氢氧化物和氢氧化铵)反应可以很容易地转化为其酸性或碱性盐。
本发明方法提供聚-α-谷氨酸，其重量平均分子量(Mw)在上面定义值的范围之内，优选在13,000至16,000Da之间，且多分散指数≤1.5，所述重量平均分子量由凝胶渗透色谱法结合多角度激光散射探测技术测定。这是特别有利的，因为文献已公开的方法，通过不同的γ-保护基团(例如苄基、甲基或乙基；参见聚合物专题著作(Polymer monographs)，第9卷：H.Block，聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)和其它含谷氨酸的聚合物(Poly(γ-benzyl-L-glutamate)and other glutamic acid containing polymers)，由B.Huglin编辑，索尔福德大学(University of Salford))得到不受控制的和极高分子量的物质，其经常需要经色谱分离，以得到具有所需分子量范围的聚-α-谷氨酸。
而且，本发明的方法可以避免在氨基端的焦谷氨酸酯的自发形成，这经常在使用例如γ-苄基、γ-甲基或γ-乙基谷氨酸酯N-羧酸酐的聚合中发生。实际上，现在可得的聚-α-谷氨酸具有焦谷氨酸末端，或氨基末端或两者的混合物。特别是当使用其中R为叔丁基基团的式(II)化合物作为起始原料时，可以抑制焦谷氨酸末端形成。因此，具有游离氨基末端的聚-α-谷氨酸γ-酯可以与化学量的焦谷氨酸或其它合适的酸反应，从而实现100％转化成预期的N-封端(capped)的聚-α-谷氨酸。
因此，另一方面，本发明还提供制备式(IV)的聚-α-谷氨酸衍生物的方法，
其中n如上所定义，且R1CO-选自：(C1-C10)烷基羰基、(C4-C8)环烷基羰基、(C2-C6)羧基烷基羰基、(C6-C10)芳基羰基、(C6-C10)芳基(C1-C10)烷基羰基、(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基羰基、(C5-C10)杂芳基羰基和(C5-C10)杂芳基(C1-C10)烷基羰基(其中杂芳基环包含一个或多个氮、氧或硫原子)、D-或L-天然的和非天然的氨基酸残基。
所述方法包括：使根据上述步骤a)得到的式(III)化合物
与羧酸R1COOH在脱水剂的存在下反应，或与活化的羧酸例如酰氯R1COCl或酸酐(R1CO)2O(其中R1CO-如上所定义)反应，得到式(V)化合物
和水解式(V)化合物得到式(IV)化合物。
在式(IV)和(V)化合物中：
优选的(C1-C10)烷基羰基为乙酰基或丁酰基；
优选的(C4-C8)环烷基羰基为环丙基羰基、环丁基羰基、环己基羰基；
优选的(C2-C6)羧基烷基羰基为琥珀酰基；
优选的(C6-C10)芳基羰基为苯甲酰基、1-萘甲酰基、2-萘甲酰基；
优选的(C6-C10)芳基(C1-C10)烷基羰基为苯基乙酰基和苯基丁酰基；
优选的(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基羰基为邻、间和对甲苯基；
优选的(C5-C10)杂芳基羰基为烟酰基、N-甲基吡咯-3-羰基、3-噻吩羰基和3-喹啉羰基；
优选的(C5-C10)杂芳基(C1-C10)烷基羰基为3-吡啶基乙酰基；
优选的D-或L-天然氨基酸残基为衍生自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、焦谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和半胱氨酸的残基。
优选的非天然氨基酸残基为衍生自β-丙氨酸、α，α-二甲基甘氨酸、α-苯基甘氨酸、高苯丙氨酸、3-氨基-3-(4-甲基苯基)丙酸和2-(1-氨基环戊基)乙酸。
化合物(III)和酸R1COOH之间的反应在肽化学中常用的脱水剂存在下进行，所述脱水剂诸如为碳二亚胺类，例如二环己基碳二亚胺和二异丙基碳二亚胺；脲阳离子盐，例如2-1H-7-氮杂苯并三唑-1-基-1，1，3，3-四甲基脲六氟磷酸盐甲铵(HATU)、2-(1H-苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-N，N，N′，N′-四甲基脲-六氟磷酸盐(HBTU)和2-(1H-6-氯苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-N，N，N′，N′-四甲基脲-六氟磷酸盐(HCTU)；鏻盐，例如苯并三唑-1-基氧基三(吡咯烷基)鏻六氟磷酸盐(PyBOP)等。当天然或非天然的氨基酸作为封端剂时，它的氨基基团优选被适当的保护基(优选叔丁氧基羰基保护基)保护。随后如上述步骤b)中所述酸水解N-封端的聚-α-谷氨酸-γ-酯，提供N-封端的聚-α-谷氨酸。如果需要的话，式(IV)化合物可以通过与无机酸(例如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、高氯酸)或与无机碱(例如碱金属或碱土金属氢氧化物和氢氧化铵)反应转化为其酸性或碱性盐。
式(IV)和(V)化合物作为本发明的另一方面公开。
一个特别优选的实施方案为式(IV)化合物，其中R1CO为D-或L-焦谷氨酸残基，且N-端游离胺的含量低于1％w/w，优选低于0.2％w/w。
上面所述的制备式(IV)化合物的方法具有广泛的适用性，也就是说，除羧酸R1COOH或活化的羧酸(例如酰氯R1COCI或酸酐(R1CO)2O)外，任何能和-NH2端反应的化合物都可以用来与式(III)化合物反应。此类化合物的实例为醛、酮、α，β-不饱和酮、磺酰氯和腈，其可以根据化学技术人员已知的方法与化合物(III)反应。根据本发明的另一个实施方案，羧酸、或活化的羧酸、或酸酐、或能与-NH2端反应的化合物也可以带有至少一个基团(例如羟基、氨基或巯基)，该基团可以用适于调节聚-α-谷氨酸药代动力学性质的基团进一步官能化。因此，本发明的另一方面还是在-NH2端被下述基团取代的聚-α-谷氨酸，所述基团能够用适于调节聚-α-谷氨酸药代动力学性质的基团进一步官能化。
下文中用下列实施例来详细举例说明本发明。
实施例1
步骤a-L-α-Glu-NCA-γ-tBu酯的制备
在氮气气氛下，将40.17g三光气(0.135mol；光气/L-Glu-γ-tBu酯2.74/1)和862.5mL THF置于配备有机械搅拌器的1L夹套反应器中。将反应器恒温在20℃，搅拌混合物直到三光气完全溶解(需要几分钟)，此后，一次性快速地加入30g L-α-Glu-γ-tBu酯(0.148mol)。使所得混悬液在20℃下反应2小时。开始时观察到放热(≈4℃)，然后随着反应的进行固体溶解：大约30min后得到澄清溶液。
反应结束时，减压蒸发溶剂，保持套内温度不高于20℃：蒸馏非常剧烈。继续蒸馏直到得到粘稠的油状残留物，而无固体(预期大约80mL的残留物)。蒸馏结束时，历经大约15min滴入750mL正庚烷，在20/23℃、氮气气氛下将混合物搅拌1小时，直到产物完全结晶。通常，加入150mL正庚烷后开始结晶。
将所得的纯的白色固体经布氏漏斗过滤，用3×90mL正庚烷洗涤，然后在干燥箱中在20/25℃、动态真空下干燥不超过20小时。固体必须尽快使用，并必须在有硅胶存在的静态真空下保存。
以30g L-α-Glu-γ-tBu酯为原料，得到23.3g L-α-Glu-NCA-γ-tBu酯(68.8％收率)。
步骤b-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯N-羧酸酐(NCA)到聚-α-L-谷氨酸
-γ-(叔丁基)酯的聚合反应
在1，4-二氧六环(从总量中取5mL)中几分钟内溶解1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯游离碱(DBU；MW 152.24；585mg，3.84mmol)。
在1L夹套玻璃反应器中，将1，4-二氧六环(550mL)和α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯N-羧酸酐(NCA)(22g，96mmol；NCA/DBU＝25)在25℃下混合，直到完全溶解。
向得到的溶液中极快地加入先前制备的DBU溶液。立即出现沉淀，观察到轻微的放热(大约3℃)。
将混合物搅拌4小时，然后在30至40分钟内缓慢注入水(1100mL)。在25℃下再搅拌30分钟后，过滤收集析出的固体，用水(3×50mL)洗涤。然后在40℃、真空下干燥回收的白色固体，得到16.4g纯物质，t-BuPG(92％回收率；DPn＝137.2，数均聚合度；Mn＝25,400Da，数均分子量得自1H-NMR)。
步骤c-聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯到聚-α-L-谷氨酸的水解反应
在氮气气氛下，在100mL夹套玻璃反应器中，将聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯(4g)混悬在甲酸99％(80mL，20倍体积)中。在60℃下将混合物搅拌5小时。大约加热30分钟后，混悬液转为溶液，然后开始析出固体。
然后，通过减压(P＝15托；内温一直低于60℃)蒸馏除去大部分的甲酸。残留的甲酸通过加入甲苯(2×40mL；T<40℃)共沸蒸馏除去。
将所得残留物混悬在水(40mL)中，冷却混合物至3-5℃，然后小心加入30％w/w NaOH，调节至pH8。一旦pH在23-25℃下稳定，通过0.22μm微过滤器过滤所得的溶液。
通过加入硫酸将澄清溶液酸化至pH2.5，然后将得到的混悬液搅拌2小时。滤出析出的固体，真空下干燥(30℃过夜)。得到白色的块状物(2.7g)，其Mw＝13,900Da，且多分散性为1.04(GPC-MALLS)。
实施例2
在氮气流下，将α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯N-羧酸酐(3.95g，17.2mmol)溶解在THF(100mL)中，达到浓度为0.039g/mL(0.17M)。搅拌速率设为800rpm。
然后经注射器快速加入DBU(105mg，A/I＝25)，在22-23℃下将混合物搅拌4小时。加入引发剂后立即观察到轻微的放热现象。
然后，将反应混合物浓缩至干，用新的1，4-二氧六环(100mL)冲洗残留物。然后向反应混合物中加入两倍体积的水，将其搅拌30分钟。收集析出的固体，用水洗涤，在40℃、真空下干燥至少12小时。
得到2.85g聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯(90％回收率)，其为白色固体，Mn＝34，100Da，DPn＝184(得自1H-NMR)。
然后根据实施例1步骤c中所描述的方法将所得的聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯在热的99％HCOOH中水解，得到大约1.7g聚-α-L-谷氨酸(84％回收率)，根据与多角激光散射分析联合的凝胶渗透色谱法，其Mw＝25，700，且多分散性＝1.2，n≈100。
实施例3
聚合物封端反应的一般方法
根据本文所述的实验方法(参见实施例1和2)得到的典型的聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯在N-末端包含大约1％摩尔的游离氨基基团(通过1H-NMR分析测定)。这个百分数用来计算加至聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯用于其封端反应的适当酸的摩尔当量。
将聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯溶解在THF(20mL/g)中，然后加入催化量的4-二甲基氨基吡啶(DMAP；相对于所加酸大约5-10％摩尔)。将适当的酸(10摩尔当量)加入到先前的混合物中，然后在大约10min内滴加二异丙基碳二亚胺(DIPC，相对于所加酸30-50％摩尔过量)。将溶液搅拌2小时。
然后加入两倍体积的水，将得到的混合物搅拌30min。收集析出的固体，其由N-酰基-聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯构成，然后混悬在甲酸(20倍体积)中。在60℃下搅拌2h后，加入两倍体积的水，将得到的混合物搅拌30min。过滤除去析出的固体，用水洗涤，真空下干燥(30℃，过夜)，得到适当的N-封端的聚-α-L-谷氨酸(N-酰基-聚-L-α-谷氨酸)。
实施例3a
在THF(20mL)中溶解聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯(1g，0.054mmol)，加入催化的DMAP(8mg，0.07mol)。然后向混合物中加入N-BOC-L-苯丙氨酸(180mg，0.7mmol)，然后立即滴加DIPC(160μL，1mmol)。将所得溶液搅拌大约2小时，然后加入水(2倍体积)，立即形成白色沉淀物。将混悬液搅拌30min，过滤，然后将白色粉末状的固体混悬在甲酸(18mL)中。在60℃下将所得混合物搅拌2h，减压(P＝15托)蒸馏，接着在低真空下与甲苯(2×10mL甲苯)共沸蒸馏(Lakhanpal M.L.；Mandal H.G.；Lal G.；Indian J.Chem，13，1309(1975))，除去甲酸。将固体残留物溶解在NaHCO3水溶液中，将所得溶液通过5,000Da阻截膜超滤。将存留物浓缩到大约30mL，并用硫酸酸化至pH2-2.5。将沉淀的物质搅拌30min，过滤回收，真空下干燥(30℃，过夜)后，得到相应的N-端苯丙氨酸封端的聚-α-L-谷氨酸，即N-苯丙氨酰基-聚-α-L-谷氨酸(530mg，84％回收率)。1H-NMR与预想的结构一致。
N-端游离胺含量(在聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯阶段可清楚检测到)不再被1H-NMR分析或用邻苯二醛衍生后分析检测到。
由GPC-MALLS分析测定，Mw＝13，300，多分散性＝1.16。
实施例3b
在THF(40mL)中溶解聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯(1g，0.054mmol)，加入DMAP(42mg，0.34mmol)。然后向混合物中加入L-焦谷氨酸(44mg，0.34mmol)，立即滴加DIPC(106μL，0.7mmol)。将得到的溶液搅拌大约两小时，然后加入水(2倍体积)，立即形成白色沉淀物。将混悬液搅拌30min，然后过滤，并将回收的白色粉末混悬在甲酸(18mL)中。在60℃下将所得混合物搅拌2h，减压(P＝15托)蒸馏，接着在低真空下与甲苯(2×10mL甲苯)共沸蒸馏，除去甲酸。将固体残留物溶解在NaHCO3水溶液中，将所得溶液通过5,000Da阻截膜超滤。将存留物浓缩到大约30mL，用硫酸酸化至pH2-2.5。将沉淀物质搅拌30min，过滤回收，真空下干燥(30℃，过夜)，得到相应的N-端焦-L-谷氨酸-封端的聚-α-L-谷氨酸(400mg，64％回收率)。1H-NMR与预想的结构一致，且游离胺(在聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯阶段可清楚检测到)不再能被1H-NMR或邻苯二醛分析检测到。
实施例3c
在CH2Cl2(10mL)中溶解萘-2-基-乙酸(19.7mg，0.106mmol)和N-甲基吗啉(23.7mg，25.7μL，0.234mmol)，在0℃下冷却混合物。
向混合物中加入氯代三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐(PyClop，0.106mmol，44.7mg)，将得到的溶液搅拌大约1h，然后快速加入聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯(n≈100；1g，0.054mmol)，撤掉冷浴后，将反应物再搅拌5h。减压蒸发溶剂。将粗物质再次溶解于THF(10mL)中，加入水(2倍体积)。将所得混悬液搅拌30min，然后将其过滤，将回收的白色粉末混悬在甲酸(18mL)中。在60℃下将得到的混合物搅拌2h。冷却混合物，减压(P＝15托)蒸馏，接着与甲苯(2×10mL每次)共沸蒸馏，除去甲酸。将固体残留物溶解在NaHCO3水溶液中，将所得溶液通过5,000Da阻截膜超滤。将存留物浓缩到大约30mL，用硫酸酸化至pH2-2.5。将析出物质搅拌30min，过滤回收，真空下干燥(30℃，过夜)后，得到相应的N-(萘-2-基-乙酰基)-聚-α-L-谷氨酸(570mg，82％回收率)。1H-NMR与预想的结构一致，游离胺(在聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯阶段可清楚检测到)不再能被1H-NMR或邻苯二醛分析检测到。
实施例3d
在CH2Cl2/CH3CN 1:1混合物(2mL)中溶解萘-2-基-乙酸(31.7mg，0.17mmol)、TEA(3.5mg，4.7μL，0.034mmol)和N，N′-二琥珀酰亚胺基碳酸酯(DSC，43.6mg，0.17mmol)，在室温下将得到的混合物搅拌2小时。将混合物滴加到聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯(n≈100；1g，0.054mmol)的CH2CI2(10mL)溶液中，将得到的溶液搅拌过夜。然后减压除去溶剂，将所得粗物质用与实施例3C中所述相同的方式处理。
回收的固体，经真空干燥(30℃，过夜)后，得到相应的N-(萘-2-基-乙酰基)-聚-α-L-谷氨酸(612mg，88％回收率)。1H-NMR与预想的结构一致，且游离胺(在聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯阶段可清楚检测到)不再能被1H-NMR或邻苯二醛分析检测到。
实施例3e
在THF(20mL)中溶解聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯(n≈100；1g，0.054mmol)，加入催化的DMAP(8mg，0.07mmol)。然后向混合物中加入2-噻吩丁酸(119mg，0.7mmol)，随后立即滴加入DIPC(160μL，1mmol)。将得到的溶液搅拌大约两小时，然后加入水(2倍体积)，立即形成白色沉淀。将混悬液搅拌30min，过滤，然后将白色粉末状固体混悬在甲酸(18mL)中。在60℃下将所得混合物搅拌2h，减压(P＝15托)蒸馏，接着在低真空下与甲苯(2×10mL甲苯)共沸蒸馏，除去甲酸。将固体残留物溶解在NaHCO3水溶液中，将所得溶液通过玻璃纤维过滤器(0.2μm)过滤。滤液用2N H2SO4酸化至pH2-2.5。将沉淀物质搅拌30min，过滤回收，真空下干燥(30℃，过夜)后，得到相应的N-端2-噻吩丁酰基-封端的聚-α-L-谷氨酸，即N-(2-噻吩丁酰基)-聚-α-L-谷氨酸(480mg，76％回收率)。1H-NMR与预想的结构一致。
N-端游离胺含量(在聚-α-L-谷氨酸-γ-(叔丁基)酯阶段可清楚检测到)不再能被1H-NMR分析或用邻苯二醛衍生化后的分析检测到。
由GPC-MALLS分析测定，Mw＝13，300，多分散性＝1.12。
根据非常相似的方法，还可得到N-(2-噻吩丙酰基)-聚-α-L-谷氨酸和N-(2-噻吩戊酰基)-聚-α-L-谷氨酸。
Claims (23)
1.制备式(I)聚-α-谷氨酸的方法，
其中符号＊表示手性中心，n为60-310，因此聚-α-谷氨酸的分子量为8000至40000Da，
所述方法包括如下步骤：
a)在引发剂存在下，使式(II)的α-谷氨酸N-羧酸酐的叔γ-酯
其中符号＊如上所定义，且R选自叔丁基、1，1-二甲基丙基和1，1-二甲基丁基，
在水或有机溶剂中聚合，所述有机溶剂选自：四氢呋喃、1，4-二氧六环、二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环/DMF和1，4-二氧六环/四氢呋喃混合物，所述引发剂选自叔丁醇钾、甲醇钠、二异丙基乙胺、1，8-二氮杂二环[5，4，0]十一-7-烯、二甲基氨基吡啶和L-谷氨酸-γ-叔丁酯，
得到式(III)化合物，
其中，＊和R如上所定义，且当引发剂选自二异丙基乙胺、1，8-二氮杂二环[5，4，0]十一-7-烯、4-二甲基氨基吡啶、谷氨酸二甲酯和谷氨酸-γ-叔丁酯时，R’为氢；或当引发剂分别为叔丁醇钾和甲醇钠时，R’为叔丁基或甲基基团，和
随后，
b)酸水解γ-和α-酯基团得到式(I)化合物。
2.根据权利要求1的方法，其中溶剂为1，4-二氧六环，且引发剂为1，8-二氮杂二环[5，4，0]十一-7-烯。
3.根据权利要求1或2的方法，其中温度为10至50℃。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中α-谷氨酸N-羧酸酐的叔γ-酯的浓度为0.1至0.3M。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中步骤b)在酸中、在20至60℃的温度下进行，所述酸选自三氟乙酸、甲酸和水/甲酸混合物。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其中R为叔丁基。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中聚-α-谷氨酸(I)的分子量为13,000至16,000Da，且多分散指数≤1.5。
8.制备式(IV)聚-α-谷氨酸衍生物的方法，
其中符号＊表示手性中心，且n为60-310的整数，且R1CO-选自：(C1-C10)烷基羰基；(C4-C8)环烷基羰基；(C2-C6)羧基烷基羰基；(C6-C10)芳基羰基；(C6-C10)芳基(C1-C10)烷基羰基；(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基羰基；(C5-C10)杂芳基羰基和(C5-C10)杂芳基(C1-C10)烷基羰基，其中杂芳环包含一个或多个氮、氧或硫原子；
和D-或L-氨基酸和非天然氨基酸残基；
所述方法包括下列步骤：
a)在引发剂存在下，使式(II)的α-谷氨酸N-羧酸酐的叔γ-酯
其中＊如上述所定义，且R选自叔丁基、1，1-二甲基丙基和1，1-二甲基丁基，
在水或有机溶剂中聚合，得到式(III)化合物，所述有机溶剂选自：四氢呋喃、1，4-二氧六环、二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环/DMF和1，4-二氧六环/四氢呋喃混合物，所述引发剂选自叔丁醇钾、甲醇钠、二异丙基乙胺、1，8-二氮杂二环[5，4，0]十一-7-烯、二甲基氨基吡啶和L-谷氨酸-γ-叔丁基酯，
b)使根据上述步骤a)得到的式(III)化合物
与羧酸R1COOH或酰氯R1COCl或酸酐(R1CO)2O在脱水剂存在下反应，其中R1如上所定义，得到式(V)化合物，
c)水解式(V)化合物得到式(IV)化合物。
9.根据权利要求8的方法，其中(C1-C10)烷基羰基为乙酰基或丁酰基。
10.根据权利要求8的方法，其中(C4-C8)环烷基羰基为环丙基羰基、环丁基羰基或环己基羰基。
11.根据权利要求8的方法，其中(C2-C6)羧基烷基羰基为琥珀酰基。
12.根据权利要求8的方法，其中(C6-C10)芳基羰基为苯甲酰基、1-萘甲酰基或2-萘甲酰基。
13.根据权利要求8的方法，其中(C6-C10)芳基(C1-C10)烷基羰基为苯基乙酰基或苯基丁酰基。
14.根据权利要求8的方法，其中(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基羰基为邻-、间-或对-甲苯基。
15.根据权利要求8的方法，其中(C5-C10)杂芳基羰基为烟酰基、N-甲基吡咯-3-羰基、3-噻吩羰基或3-喹啉羰基。
16.根据权利要求8的方法，其中(C5-C10)杂芳基(C1-C10)烷基羰基为3-吡啶基乙酰基。
17.根据权利要求8的方法，其中D-或L-天然氨基酸残基为衍生自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、焦谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和半胱氨酸的那些。
18.根据权利要求17的方法，其中氨基酸残基为苯丙氨酸残基。
19.根据权利要求8的方法，其中D或L非天然氨基酸残基为衍生自β-丙氨酸、α，α-二甲基甘氨酸、α-苯基甘氨酸、高苯丙氨酸、3-氨基-3-(4-甲基苯基)丙酸和2-(1-氨基环戊基)乙酸的那些。
20.式(IV)的聚-α-谷氨酸衍生物以及其与无机酸或碱形成的盐
其中符号＊表示手性中心，且n为60-310的整数，且R1CO-选自：(C1-C10)烷基羰基；(C4-C8)环烷基羰基；(C6-C10)芳基羰基；(C6-C10)芳基(C1-C10)烷基羰基；(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基羰基；(C5-C10)杂芳基羰基和(C5-C10)杂芳基(C1-C10)烷基羰基，其中杂芳环包含一个或多个氮、氧或硫原子；D-或L-氨基酸和非天然氨基酸残基。
21.根据权利要求19的化合物，其中R1CO为D-或L-焦谷氨酸残基，且N-端游离胺含量低于1％w/w，优选低于0.2％w/w。
22.式(V)的聚-α-谷氨酸衍生物，
其中符号＊表示手性中心，且n为60-310的整数，R选自叔丁基、1，1-二甲基丙基和1，1-二甲基丁基，R，为氢或叔丁基或甲基基团，且R1CO选自：(C1-C10)烷基羰基；(C4-C8)环烷基羰基；(C6-C10)芳基羰基；(C6-C10)芳基(C1-C10)烷基羰基；(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基羰基；(C5-C10)杂芳基羰基和(C5-C10)杂芳基(C1-C10)烷基羰基，其中杂芳环包含一个或多个氮、氧或硫原子；和D-或L-氨基酸和非天然氨基酸残基。
23.在-NH2端被基团取代的聚-α-谷氨酸，所述基团能够用适于调节聚-α-谷氨酸药代动力学性质的基团进一步官能化。
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