CN104109235B - 一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇、制备方法及其生物相关物质 - Google Patents

一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇、制备方法及其生物相关物质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇、制备方法及其生物相关物质。所述氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇的通式如式(1)所示,所述聚乙二醇修饰的生物相关物质的通式如式(2)所示,其中,X1、X2为具有1至20个碳原子的烃基;n1、n2为2~2000的整数;n3为1~2000的整数;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团;R为功能性基团或被保护形式;D为生物相关物质;Z1为连接基团;L4为R与生物相关物质反应后形成的残基。该具有氮原子中心的支化聚乙二醇易与底物相互作用,更利于聚乙二醇对底物的保护,更有效地改善底物在体内的状态,具有更广阔的前景。

Description

一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇、制备方法 及其生物相关物质
技术领域 本发明涉及高分子合成化学领域,具体涉及一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇、制备方法及其生物相关物质。
背景技术
聚乙二醇化(PEGylation)是药物修饰的重要手段之一。其中,官能化聚乙二醇(PEG)可以利用其含有的活性基团与药物分子(包括蛋白药物和有机小分子药物)、肽类、糖类、脂类、寡核苷酸、亲和配体、辅因子、脂质体以及生物材料等通过共价键进行偶联,实现对药物和其他生物相关物质的聚乙二醇修饰。经修饰后的药物分子将具备聚乙二醇的许多优良性质(如亲水性、柔性、抗凝血性等)。同时,由于空间排斥效应,聚乙二醇修饰后的药物避免肾小球的过滤生物反应如免疫反应,使其比未修饰的药物在血液中有着更长的半衰期。例如:Greenwald等人(J.Org.Chem.1995,331-336)通过与聚乙二醇偶联的手段修饰紫杉醇,增加其水溶性。
但是在不减少药物活性的前提下,需要足够大分子量的聚乙二醇来充分改善药物在体内的状态,增强亲水性、延长半衰期、提高抗免疫性等,而在蛋白质和其他生物分子中,可用于修饰的活性官能团比较少,为了获得足够大分子量的聚乙二醇,蛋白质与聚乙二醇的连接就显得特别的重要。相对于相同分子量的线性聚乙二醇,由于具有特殊的分子形态,带支链的聚乙二醇可以在药物的表层形成一层伞形的保护层,增大了药物分子周围的空间位阻,比线性聚乙二醇能更有效地阻止体内其它大分子物质对药物的进攻,减少了药物在生物体内失活或被酶水解的程度,延长了药物在体内的作用时间。
自1995年,Monfardini将两根线性甲氧基聚乙二醇分别接到赖氨酸的两个氨基上得到两臂的分叉型(V型)聚乙二醇,再将赖氨酸的羧基活化成琥珀酰亚胺活性酯,并用于蛋白质修饰研究(Bioconjugate Chem.1995,6,62-69)以后,这种方法被推广为最普遍的制备单一官能化的支化聚乙二醇及其药物衍生物的方法,并已经在三种商业化的药物中得到应用。
除此以外,可以通过含有多羟基的小分子引发剂进行引发环氧聚合得到产物制备支化聚乙二醇,一般地,多羟基的小分子引发剂的支化中心为碳原子。由于碳原子的反应活性不高,限制了小分子引发剂的制备,从而限制了支化聚乙二醇的种类和使用。
因此,有必要开发易于制备的、丰富多样且参数可控的单一官能化支化聚乙二醇及其制备方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明开发一种以氮原子为支化中心的单一官能化的支化聚乙二醇的制备方法和应用,该方法改变了传统与碳原子为支化中心的模式,提供更容易制备、更丰富多样的支化聚乙二醇的制备方法。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现:
一种单一官能化的支化聚乙二醇,所述单一官能化的支化聚乙二醇的通式如式(1)所示:
其中,X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基,且在同一分子中,可以彼此相同或不同;n1、n2各自独立地为2~2000的整数,n3为1~2000的整数且在同一分子中,n1、n2、n3可以彼此相同或不同;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的、中心氮原子与聚乙二醇单元之间的连接基团,且在同一分子中,可以彼此相同或不同;R为功能性基团或其被保护形式。
一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,所述聚乙二醇修饰的生物相关物质的通式如式(2)所示:
其中,X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;n1、n2各自独立地为2~2000的整数,n3为1~2000的整数且在同一分子中,n1、n2、n3;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团;q为0或1;D为生物相关物质;Z1为连接基团,能与生物相关物质反应的官能团通过连接基团Z1连接于对称轴聚乙二醇主链上并与生物相关物质发生化学反应,形成残基L4
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
第一:充分利用氮原子的高反应活性,更高效、更灵活的得到种类多样的小分子引发剂,丰富了支化聚乙二醇的种类,具有更广阔的发展空间;第二:氮原子中心的支化聚乙二醇充分利用了氮原子的高反应活性,避免了需要额外引入支化活性点的弊端,减少了支化聚乙二醇的制备流程,工艺更加简单,有利于降低成本;第三:在生物相关物质修饰中,氮原子易与底物通过氢键等方式相互作用,强化了聚乙二醇对生命相关物质的保护,更有效的改善底物在体内的状态。
具体实施方式
本发明中,所涉及的烃基是指由烃所形成的残基,没有特别指出的情况下,特指一价烃基。所述“烃”为由碳原子和氢原子组成的碳氢化合物,可以为饱和烃,也可以为不饱和烃,可以为不含芳环结构,也可以含有芳环结构。没有特别定义的情况下,烃的结构没有的特别限定,可以为直链结构、含侧链基团支链结构、含环状结构等形式。相应地,本发明中的亚烃基也没有特别限制,只要为碳氢化合物即可;包括但不限于直链结构、支链结构或含环状结构;可以含有或不含亚芳基,所述亚芳基例如苯撑(如)、亚苄基(包括但 不限于等);可以含有或不含亚环烃基(例如);可以含有或不含取代基或侧基,所述侧基包括但不限于直链支链(如)或环状结构(如 );没有特别定义的情况下,亚烃基中连接其它基团的两个位置没有特别限定,例如苯撑可以包括对苯撑、邻苯撑、间苯撑,例如亚丙基可以包括1,3-亚丙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、异亚丙基等。
其中,饱和烃称为“烷烃”,对应烷基。含环状结构的饱和烃称为“环烷烃”,对应环烷基。来源于芳香族化合物的烃基称为“芳基”。芳基取代的烃称为“芳烃”,对应芳烃基。芳基取代的烷烃称为“芳烷烃”,对应芳烷基。
对于含环状结构的化合物,包括但不限于环烃、环烷烃、不饱和环烃、芳族化合物、芳烃、芳烷烃、多环化合物、桥环化合物、稠合环化合物等。其中,当一个或多个成环碳原子被非碳的杂原子代替可形成杂环,例如杂环烃(对应环烃、杂环基)、杂芳烃(芳烃、杂芳基)、苯并杂环等等。所述杂原子包括但不限于O、N、S、P、Si、F、Cl、Br、I等。所述的杂环烃、杂芳烃、苯并杂环包括但不限于四氢呋喃、四氢吡喃、呋喃、咪唑、三氮唑、吡唑、吡咯、吡啶、吡嗪、哒嗪,嘧啶、恶唑、异恶唑、噻吩、噻唑、吲哚、吲唑、喹唑啉、苯并三唑、苯并吡喃、苯并噻吩等。
不含芳环的不饱和烃基对其不饱和度以及价键种类没有特别限定,包括但不限于烯烃、炔烃、二烯烃等等。
上述烃、烷烃、环烷烃、芳烃、芳烷烃、杂环烃、杂芳烃、烯烃、炔烃、二烯烃等中的一个或多个氢原子可以被其它含杂原子或不含杂原子的基团所取代,依次对应取代的烃、取代的烷烃、取代的环烷烃、取代的芳烃、取代的芳烷烃、取代的杂环烃、取代的杂芳烃、取代的烯烃、取代的炔烃、取代的二烯烃等等。
不含杂原子的取代基包括但不限于直链、支链或含环状结构的烃基、环烃基、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、芳烃基、芳烷基等基团,例如可以为甲基、乙基、乙烯基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、苯基、苄基、对甲基苯基、丁基苯基、炔基等。
含杂原子的取代基没有特别限制。作为举例,包括但不限于卤素原子(F、Cl、Br、I)、卤代烷基、烷氧基(如甲氧基、乙氧基、叔丁氧基等)、硝基、苯氧基、苄基氧基、乙酰基氧基、苯甲酰氧基、乙酰基、卤代烷酰基、苯甲酰基、烷氧基羰基(如甲氧基羰基、乙氧基羰基)、苯氧基羰基、硅基(三甲基硅基、叔丁基二甲基硅基、三甲氧基硅基等)、杂环基、杂芳基等。
本发明中所涉及的保护基如巯基保护基、炔基保护基、羟基保护基、氨基保护基等均没有特别限制。已公开的专利及文献中的上述保护基均可作为参考纳入本发明之中。其中,所述由羟基保护基的羟基没有特别限制,例如可以为醇羟基、酚羟基等的羟基。氨基没有特别限制,例如可以来自伯胺、仲胺、联胺、酰胺等。
本发明中氨基没有特别限制,包括但不限于伯胺基、仲胺基、叔胺基。
为简便起见,本发明中也将基团中的碳原子数范围以下标形式标注在C的下标位置,表示该基团具有的碳原子数,例如C1-10表示“具有1至10个碳原子”、C3-20表示“具有3至20个碳原子”。
本发明中的二价连接基,例如亚烃基、亚烷基、亚芳基、酰胺键等,没有特别限定的情况下,其连接其它基团时可选两个连接端中的任一个,例如在A-CH2CH2-和-CH2-B之间以酰胺键作为二价连接基时,可以为A-CH2CH2-C(=O)NH-CH2-B或A-CH2CH2-NHC(=O)-CH2-B。
另外,当涉及到的结构具有顺反异构的差异时,没有特别指明的情况下,既可以为顺式结构也可以反式结构。
另外,当无法直接判定二价连接基的两个端基所在的位置时,如在结构式中,采用的来标记二价连接基中连接其它基团位置。大多情况下,没有特别标记,如以下的苯撑结构
一种具有氮原子中心的单一官能化的支化聚乙二醇,所述单一官能化的支化聚乙二醇的通式如式(1)所示:
其中,X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基,且在同一分子中,可以彼此相同或不同;n1、n2、n3为聚乙二醇链的聚合度,n1、n2各自独立地为2~2000的整数,n3为1~2000的整数且在同一分子中,n1、n2、n3可以彼此相同或不同;L1、L2、L3为氮原子与聚乙二醇聚合单元的连接基团;R为功能性基团或其被保护形式。
其中,所述n1、n2表示两个分支链的聚合度,各自独立地为2~2000的整数。优选5~2000的整数。更优选5~1000的整数。更优选10~1000的整数。更优选20~1000的整数。更优选为20~500的整数。更优选为50~500的整数。
所述n3表示具有活性官能团主链的聚合度,为1~2000的整数。优选2~2000的整数。更优选5~2000的整数。更优选5~1000的整数。更优选5~500的整数。
其中,所述X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基。
X1、X2的结构没有特别限制,包括但不限于直链结构、支链结构或含环状结构。
X1、X2的类型没有特别限制,包括但不限于烷基、支链烷基、环烷基、芳基、芳烃基、芳烷基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基等。
X1、X2优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、C3-20环烷基、芳基、苯基、芳烃基、芳烷基、苄基、丁基苯基、C3-20取代的环烷基、取代的芳基、C7-20取代的芳烃基、C7-20取代的芳烷基等。更优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、 十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苄基或丁基苯基等。
X1、X2更优选为具有1至10个碳原子的烃基,包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、苄基、丁基苯基等。X1、X2更优选为具有1至5个碳原子的烃基,包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基等。
X1、X2更优选为甲基。
其中,所述L1、L2、L3是支化中心的氮原子与聚乙二醇聚合单元之间的连接基团。
L1、L2、L3的结构没有特别限制,包括但不限于直链结构、支链结构或含环状结构。
L1、L2、L3在同一分子中,L1、L2、L3可以彼此相同,也可以不同。
L1、L2、L3为二价连接基。
L1、L2、L3为可稳定存在的基团。这里的稳定存在指不发生共价键的断裂,允许维持共价键连接的情况下的化学变化。所述化学变化没有特别限制,包括但不限于异构化转变、质子化、取代反应等。所述稳定存在的条件没有特别限制,优选在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性等条件下稳定存在。
L1、L2、L3的元素组成没有特别限制,可以不含杂原子,也可以含有杂原子。当含有杂原子时,杂原子可以位于主链、环或侧基上。
L1、L2、L3的碳原子数没有特别限制,优选具有1至20个碳原子,更优选具有1至10个碳原子。
L1、L2、L3可各自独立地为源自烃基、杂烃基或取代的烃基的二价连接基,优选来自烷基、杂烷基、取代的烷基的二价连接基。
L1、L2、L3也可以各自独立地为含环状结构的二价连接基,可选自包括但不限于含碳环、芳环、苯环、杂环、杂芳环、取代的碳环、取代的芳环、取代的苯环等当中任一种或任两种或两种以上结构的二价连接基。
L1、L2、L3也可以为含不饱和键的二价连接基,所述不饱和键包括但不限于双键、取代的双键、三键等。
L1、L2、L3还可以各自独立地为含杂原子的二价连接基。所述杂原子没有特别限制,包括但不限于氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硅原子等。所述含杂原子的二价连接基可含有包括但不限于醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基、氨基、仲胺基、叔胺基等当中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基。
L1、L2、L3各自独立地优选为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性等条件下稳定存在的具有1至20个碳原子的二价连接基;且为亚烃基、取代的亚烃基、亚烷基或取代的亚烷基,或为含双键、三键、碳环、芳环、苯环、杂环、杂芳环、取代的双键、取代的碳环、取代的芳环或取代的苯环等当中任一种或任两种或两种以上组合的二价连接基,或为含氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硅原子、醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基、氨基、仲胺基、叔胺基等当中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基。更优选为亚烃基、亚芳基或含双键、三键、氧原子、硫原子、氮原子、醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基氨基、仲胺基、叔胺基等当中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基。更优选为亚烷基、亚芳基或含双键、三键、羰基、醚键、硫醚键、酰胺键、 仲胺基、叔胺基等当中任一种或任两种或两种以上结构的二价连接基。
具体地,所述L1、L2、L3可各自独立地为以下任一种结构或任两种或两种以上结构的组合:-(R5)r1-、-(R5)r1-O-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=O)-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=O)NH-(R6)r2-、-(R5)r1-NHC(=O)-(R6)r2-、-(R5)r1-NH-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2NHCH2-(R6)r2-、-(R5)r1-NHCH2-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2NH-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2-N(-R7)-CH2-(R6)r2-、-(R5)r1-S-(R6)r2-、-(R5)r1-S-S-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=S)-(R6)r2-、-(R5)r1-NHC(=O)CH2-S-(R6)r2-、-(R5)r1-S-CH2C(=O)NH-(R6)r2-、-(R5)r1-C(R8)=C(R9)-(R6)r2-、 -(R5)r1-C≡C-(R6)r2-、-S-CH2CH2CH2-O-、-O-CH2CH2CH2-S-、
其中,r1和r2各自独立地为0或1;
R5和R6各自独立地为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性等条件下稳定存在的二价连接基,且在同一分子中,R5和R6可以彼此相同,也可以不同。R5、R6的结构没有特别限制,包括但不限于直链结构、支链结构或含环状结构。R5、R6的碳原子数没有特别限制,优选1~20个碳原子,更优选1~10个碳原子。R5、R6优选为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性等条件下稳定存在的具有1~20个碳原子的亚烃基;所述亚烃基没有特别限制,只要为碳氢化合物即可,可以含有或不含苯环,可以含有或不含亚环烃基,可以含有或不含侧基。更优选具有1~10个碳原子。更优选为亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、异亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、对苯撑、邻苯撑、间苯撑、亚苄基或苄基取代的甲撑。更优选为亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、异亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、对苯撑、邻苯撑、间苯撑、亚苄基或苄基取代的甲撑。
R7为N原子上的取代基,没有特别限制。R7可含有也可不含杂原子。R7的碳原子数没有特别限制,优选0~10个碳原子。R7可选自氢原子、氨基保护基、C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基等当中任一种。R7的结构没有特别限制,包括但不限于直链结构、带支链基团或含环状结构。R7优选氢原子、氨基保护基、C1-10烷基、C3-10支链烷基、C3-10环烷基、芳基、芳烃基、芳烷基、C1-10取代的烷基、C3-10取代的支链烷基、C3-10取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、C1-10杂烃基、C1-10杂烷基、C1-10烷酰基、芳基羰基、C1-10烷氧基羰基、芳基氧基羰基、C1-10取代的杂烃基、C1-10取代的杂烷基、C1-10取代的烷酰基、取代的芳基羰基、C1-10取代的烷氧基羰基、取代的芳基氧基羰基等。
具体地,R7可以选自氢原子、三氟乙酰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苄基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C3-10取代的环烷基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、C1-10取代的杂烃基、C1-10取代的杂烷基、取代的杂芳基等当中任一种原子或基团;其中,取代基包括但不限于氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基及硝基。
R7优选为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、苄基或三氟甲基。
R7更优选为氢原子或甲基。
R8、R9为双键上的取代基,没有特别限制。在同一分子中,R8、R9可以彼此相同,也可以不同。R8、R9可含有也可不含杂原子。R8、R9的结构没有特别限制,包括但不限于直链结构、带支链基团或含环状结构。R8、R9的碳原子数没有特别限制,优选0~10个碳原子。R8、R9可各自独立地为氢原子、卤素原子或C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基。
当选自卤素原子时,R8、R9可各自独立地为氟原子、氯原子、溴原子或碘原子;优选氟原子。
R8、R9可各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1-10烷基、C3-10支链烷基、C3-10环烷基、芳基、芳烃基、芳烷基、C3-10取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、C2-10烯基、C2-10取代的烯基、C2-10炔基、C2-10取代的炔基、杂烃基、杂烷基、杂芳基、烷酰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、取代的烷酰基、取代的芳基羰基、取代的烷酰基氧基、取代的芳基氧基羰基、取代的烷酰基氧基、取代的芳基氧基羰基等当中任一种。
具体地,R8、R9可各自独立地为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C2-10取代的烯基、C2-10取代的炔基、C3-10取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、C1-10取代的杂烃基、C1-10取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基包括但不限于氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基。
R8、R9各自独立地优选为氢原子、氟原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基或苄基。更 优选为氢原子、甲基、氟原子或氯原子。更优选为氢原子、甲基或氟原子。
R13为碳原子上侧基。在同一分子中,R13、R14可以彼此相同或不同。R13包括但不限于氢原子、卤素原子、C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基。优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、甲氧基、乙氧基、苯氧基、苄氧基、乙酰基氧基、苯酰基氧基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C2-10取代的烯基、C2-10取代的炔基、C3-10取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、C1-10取代的杂烃基、C1-10取代的杂烷基、取代的杂芳基等;其中,取代基包括但不限于氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基。
M4为位于环上的碳原子或杂原子。M2包括但不限于碳原子、氮原子、磷原子、硅原子等。
Q2没有特别限制,只要有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应即可。当Q2处于环上时,可以是一个或多个。当为多个时,可以为相同结构,也可以为两种或两种以上不同结构的组合。Q2包括但不限于氢原子、硝基、含硝基的取代基、含羰基的取代基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、环烷基、环丙基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、杂烷基、烷氧基、杂烷氧基、取代的烷基、取代的环烷基、取代的烯基、取代的炔基、取代的芳基、苯氧基、氟代烷基、氯代烷基、溴代烷基、碘代烷基等。Q2优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、卤代烷、烷氧基、含羰基的取代基或含硝基的取代基。更优选为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基、甲氧基或甲基氧基羰基。
更具体地,所述L1、L2、L3各自独立地为以下任一种结构或任两种或两种以上结构的组合:亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、异亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、-O-、-C(=O)-、-C(=O)NH-、-NHC(=O)-、-NH-、-CH2NHCH2-、-NHCH2-、-CH2NH-、-CH2-N(-R7)-CH2-、-S-、-S-S-、-NHC(=O)CH2-S-、-S-CH2C(=O)NH-、-C(R8)=C(R9)-、-C≡C-、-S-CH2C(=O)NH-、-C(R8)=C(R9)-、-C≡C-、
其中,r1、r2、R7、R8、R9、R13、M4、Q2的定义及各种优选方案与上述一致,这里不再重复叙述。R14的定义与优选方案与R13相同,这里不再重复叙述。在同一分子中,R13、R14可以彼此相同或不同。
上述的各种组合没有特别限制。作为举例,例如可以为:
-(R5)r1-S-CH2CH2CH2-O-(R6)r2-、-(R5)r1-O-CH2CH2CH2-S-(R6)r2-、
其中,所述R为功能性基团或其被保护形式。
R的结构表示为
其中,q为0或1。
R0、R02各自独立地为R中的功能性基团或其被保护形式。
R可以为能与生物相关物质相互反应的功能性基团或其被保护形式,也可以为不与生物相关物质发生反应的功能性基团或其被保护形式。
当可以与生物相关物质发生反应时,R、R0、R02中含有的生物相关物质相互反应的功能性基团没有特别限定,包括但不限于:活性酯类,例如,包括但不限于琥珀酰亚胺活性酯、对硝基苯活性酯、苯并三唑活性酯、1,3,5-三氯苯活性酯、1,3,5-三氟苯活性酯、五氟苯活性酯、咪唑活性酯等(所述活性酯包括但不限于碳酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、戊酸酯等)、磺酸酯、亚磺酸酯、砜、亚砜、羟胺、巯基、马来酰亚胺、氨基、叠氮、炔基(包括大环炔基等)、烯基(如降冰片烯)、丙烯酰胺、二烯基(如环戊二烯、2,5-降冰片二烯等)、环氧基、乙二醛、卤素原子、卤代乙酰胺(如碘代乙酰胺)、酰胺、酰肼、羧基(包括但不限于乙酸、丙酸、丁酸等)、醛(包括但不限于乙醛、丙醛、丁醛)、羟基、酰卤、缩酮、缩醛、半缩醛、半缩酮、半酮缩醇、酮缩醇、水合醛、水合酮、原酸酯、氰基、异腈酸酯、硫酯、硫代酯、双硫酯(二硫代酯)、硫代半缩醛、单硫代水合物、二硫代水合物、二硫化物(如二硫代吡啶等)、硫醇水合物、硫酮、硫缩醛、硫酮水合物、酮缩硫醇、半酮缩醇、呋喃、氰基、异硫氰酸酯、硅基、硅氧烷等等;此外还包括上述这些反应性基团的前体及相应的被保护形式,比如被保护的羟基、被保护的巯基、被保护的炔基、被保护的氨基、被保护的羧基等等。
当不与生物相关物质发生反应时,R、R0、R02包括但不限于发光基团、靶向分子(举例如叶酸等)等特殊功能性分子。
Z1、Z2为R中连接主链聚乙二醇聚合单元的连接基。
Z1、Z2为可稳定存在的基团。其稳定存在的条件没有特别限制,优选在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性等条件下稳定存在。
Z1、Z2为二价连接基,没有特别限制,可以为二价亚烃基(此时不含杂原子)或含杂原子的二价连接基。当含有杂原子时,其位置没有特别限制,可以位于主链、环或侧基上。其中,所述二价亚烃基没有特别限制,只要为碳氢化合物即可,例如既可以为不含芳环,如亚烷基、亚烯基、亚炔基等,也可以含有苯环,如亚苯基、亚联苯基等。
Z1、Z2的结构没有特别限制,包括但不限于直链结构、支链结构或含环状结构的结构。
Z1、Z2的碳原子数没有特别限制,优选具有0~20个碳原子,更优选具有0~10个碳原子,更优选具有0~6个碳原子。
Z1、Z2的结构还包括但不限于上述L1、L2、L3中所述的所有结构及其各种优选方案。这里不再一一赘述。
Z1、Z2为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性等条件下稳定存在的亚烃基、亚芳基或含杂原子的二价连接基。
各自独立地优选为在光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的二价连接基
Z1、Z2可各自独立地为源自烃基、杂烃基或取代的烃基的二价连接基,优选来自烷基、杂烷基、取代的烷基的二价连接基。
Z1、Z2也可各自独立地为含环状结构的二价连接基,可选自包括但不限于含碳环、芳环、苯环、杂环、杂芳环、取代的碳环、取代的芳环、取代的苯环等当中任一种或任两种或两种以上结构的二价连接基。
Z1、Z2也可各自独立地以为含不饱和键的二价连接基,所述不饱和键包括但不限于双键、取代的双键、三键等。
Z1、Z2还可以各自独立地为含杂原子的二价连接基。所述杂原子没有特别限制,包括但不限于氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硅原子等。所述杂原子的位置没有特别限制,可以位于主链、环或侧基上。
当含杂原子时,Z1、Z2还可选自包括但不限于含醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基、氨基、仲胺基、叔胺基、三氮唑、4,5-二氢异恶唑等当中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基。
Z1、Z2优选在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性等条件下稳定存在的亚烃基或含杂原子的二价连接基。更优选亚烷基、亚芳基或含杂原子的二价连接基。更优选具有0至20个碳原子,且为直链结构、支链结构或含环状结构,且为亚烷基、亚芳基或含有氧原子、硫原子、氮原子、醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基、氨基、仲胺基、叔胺基、三氮唑、4,5-二氢异恶唑等当中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基,或为源自环烃基、烯烃基、炔烃基、芳基、芳烃基、芳烷基、杂烃基、杂环烃、杂烷基、杂芳基、取代的环烃基、取代的烯烃基、取代的炔烃基、取代的杂烃基、取代的杂环烃、取代的杂烷基、取代的杂芳基等中任一种或任两种或两种以上组合的二价连接基。Z1更优选为亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、异亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、含醚键的二价连接基或含羰基的二价连接基。
所述R包括但不限于以下类A~类J中的结构:
类A:
或类B:
或类C:
或类D:
或类E:
或类F:
或类G:
或类H:
或类I:
其中,M2和M3中任一个为另一个为OH,
或类J:
上述类A~类J中:
q为0或1。
Z1与上述定义一致,这里不再赘述。且当R为F5、F6、F7、F8、G9、G10、I2、J3或J6时,Z1的端基与R0的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种。
Y1为具有1至10个碳原子的烃基或包括氟原子的具有1至10个碳原子的烃基;作为举例,Y1包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、苯基、苄基、对甲基苯基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、4-(三氟甲氧基)苯基等;优选为甲基、对甲基苯基、2,2,2-三氟乙基、三氟甲基、乙烯基等。
W为F、Cl、Br或I,优选为Br或Cl。
W2为F、Cl、Br或I,优选为I。
R2为上述D7中的端基或二价连接基;当为端基时,在同一份子中可以彼此相同或不同。
R2可以含有杂原子,也可以不含杂原子。
R2的碳原子数没有特别限制,优选1~10个碳原子。
当R2为端基时,选自烃基、杂烃基或取代的烃基中任一种;包括但不限于烷基、支链烷基、环烷基、芳基、芳烃基、芳烷基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、烯基取代的烃基、杂烃基、杂烷基或杂芳基等。具体地,包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、对硝基苯基、邻硝基苯基等;其中,优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基或苄基;更优选甲基或苄基。
当R2为二价连接基时,为源自烃基、杂烃基、取代的烃基中任一种的二价连接基。此时,R2参与成环,D7形成环状结构,具体地为环缩酮结构;成环原子数没有特别限制,优选5或6。R2优选为为源自烷基、支链烷基、环烷基、芳基、芳烃基、芳烷基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、烯基取代的烃基、杂烃基、杂烷基、杂芳基等当中任一种或任两种或两种以上组合的二价连接基。具体地,选自亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、异亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基等当中任一种或任两种或两种以上组合的亚烷基;优选亚甲基、1,2-亚乙基中的任一种或其组合。例如,当R2为1,2- 亚乙基时可以形成以下的环缩酮结构当为1,3-亚丙基时可以形成以下的环缩酮结构
R2更优选为甲基,苄基,或亚甲基、1,2-亚乙基中的任一种或其组合。
所述R3、R4各自独立地为具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基或取代的烃基。R3、R4各自独立,且在同一分子中,R4与R3可以相同,也可以彼此不同。
R3、R4各自独立地选自烷基、支链烷基、环烷基、芳基、芳烃基、芳烷基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、烯基、取代的烯基、杂烃基、杂烷基、杂芳基等中任一种。例如,可以包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、对硝基苯基、邻硝基苯基等;优选甲基、苄基。
所述R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为双键上的取代基,与上述R8、R9的定义一致,这里不再重复叙述。且在同一分子中,R8、R9、R10、R11、R12可以彼此相同,也可以不同。
R8、R9、R10、R11、R12各自独立地具有0至10个碳原子。
R8、R9、R10、R11、R12各自独立地优选为氢原子、卤素原子或烃基、杂烃基或取代的烃基。
R8、R9、R10、R11各自独立地更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、取代的烷基、取代的烯基、取代的炔基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、取代的杂烃基、取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基包括但不限于氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基。更优选为氢原子、氟原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基或苄基。更优选为氢原子、甲基或氟原子。
所述Q没有特别限制,只要有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应即可。当Q处于环上时,可以是一个或多个。当为多个时,可以为相同结构,也可以为两种或两种以上不同结构的组合。
Q的碳原子数没有特别限定,优选0~20个碳原子,更优选0~10个碳原子,进一步优选1~10个碳原子。
Q的种类没有特别限制,包括但不限于选自氢原子、含硝基的取代基、含羰基的取代基、卤原子、烷基、支链烷基、环烷基、芳基、芳烃基、芳烷基、杂烷基、杂环基、杂芳基、杂芳烃基、杂芳烷基、烷氧基、杂烷氧基、芳基氧基、芳基烷基氧基、烯基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、取代的杂烃基、取代的杂烷基、取代的杂环基、取代的杂芳基、取代的杂芳烃基、取代的杂芳烷基、取代的烷氧基、取代的杂烷氧基、取代的芳基氧基、取代的芳基烷基氧基、取代的烯基等当中任一个原子或基团。
Q优选为氢原子、卤素原子或具有0~10个碳原子的卤代烷、烷氧基、含羰 基的取代基、含硝基的取代基等当中任一个原子或基团。
Q更优选为氢原子、含硝基的取代基、含羰基的取代基、卤素原子、烷基、支链烷基、环烷基、芳基、芳烃基、芳烷基、杂烷基、杂环基、杂芳基、杂芳烃基、杂芳烷基、烷氧基、杂烷氧基、芳基氧基、芳基烷基氧基、烯基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、取代的杂烃基、取代的杂烷基、取代的杂环基、取代的杂芳基、取代的杂芳烃基、取代的杂芳烷基、取代的烷氧基、取代的杂烷氧基、取代的芳基氧基、取代的芳基烷基氧基或取代的烯基。
Q更优选为氢原子、硝基、含硝基的取代基、含羰基的取代基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、环烷基、环丙基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、杂烷基、烷氧基、杂烷氧基、取代的烷基、取代的环烷基、取代的烯基、取代的炔基、取代的芳基、苯氧基、氟代烷基、氯代烷基、溴代烷基或碘代烷基
Q更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、卤代烷、烷氧基、含羰基的取代基或含硝基的取代基。
Q更优选为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基、甲氧基或甲基氧基羰基。
M是环上连接Z1的碳原子或杂原子,包括但不限于碳原子、氮原子、磷原子、硅原子。
M1可以为氢原子或具有1~10个碳原子的烃基、支链烃基、环烃基、环烷基、烯基、芳基、芳烃基、芳烷基、杂烃基、杂烷基、杂芳基、取代的烃基、取代的环烃基、取代的环烷基、取代的烯基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、取代杂烃基、取代杂烷基或取代的杂芳基。
M1优选为氢原子、烷基、支链烷基、环烷基、烯基、芳基、芳烃基、芳烷基、杂烃基、杂烷基、杂芳基、取代的环烷基、取代的烯基、取代的芳基、取代的芳烃基、取代的芳烷基、取代的杂烃基、取代的杂烷基或取代的杂芳基。例如,可以包括但不限于氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、苯基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、丙烯基、对硝基苯基、邻硝基苯基或吡啶基。
M1更优选为氢原子、甲基、苯基或吡啶基。
PG2为巯基保护基,没有特别限制。SPG2为巯基被保护后的结构,不限定具体结构,优选硫醚、二硫醚、硅基硫醚、硫代酯等结构,包括但不局限于以下结构:甲基硫醚、乙基硫醚、丙基硫醚、叔丁基硫醚、丁基硫醚、异丁基硫醚、苄基硫醚、对甲氧基苄基硫醚、邻羟基苄基硫醚、对羟基苄基硫醚、邻乙酰氧基苄基硫醚、对乙酰氧基苄基硫醚、对硝基苄基硫醚、2,4,6-三甲基苄基硫醚、2,4,6-三甲氧基苄基硫醚、4-吡啶甲基硫醚、2-喹啉甲基硫醚、2-吡啶N-氧化物甲基硫醚、9-蒽甲基硫醚、9-芴甲基硫醚、S-二茂铁基甲基醚、二苯甲基硫醚、三苯甲基硫醚、双(4-甲氧基苯基)甲基硫醚、双(4-甲氧基苯基)苄基硫醚、5-二苯并环庚基硫醚、二苯基-4-吡啶基甲基硫醚、2,4-二硝基苯基硫醚、1-金刚烷基硫醚、甲氧基甲基硫醚、异丁氧基甲基硫醚、苄氧甲基硫醚、2-四氢呋喃基硫醚、苄基硫代甲基硫醚、苯基硫代甲基硫醚、四氢噻唑硫醚、乙酰胺基甲基硫醚、三甲基乙酰氨基甲基硫醚、苯甲酰胺基甲基硫醚、烯丙氧羰基氨基甲基硫醚、苯基乙酰胺基甲基硫醚、邻苯二甲酰亚胺基甲基硫醚、乙酰基甲基硫醚、(2-硝基苯 基)乙基硫醚、2-(2,4-二硝基苯基)乙基硫醚、2(4’-吡啶基)乙基硫醚、2-氰基乙基硫醚、2-(三甲基硅基)乙基硫醚、2,2-双(乙氧羰基)乙基硫醚、2-苯磺酸酰基乙基硫醚、1-(4-甲基苯基磺酰基)-2-甲基-2-丙基硫醚、乙酰基硫代酯、苯甲酰基硫代酯、三氟乙酰基硫代酯、N-[(对-联苯基)异丙氧羰基]-N-甲基-γ-氨基硫代丁酸酯、N-(叔丁氧羰基)-N-甲基-γ-氨基硫代丁酸酯、2,2,2-三氯乙氧羰基硫代碳酸酯、叔丁氧羰基硫代碳酸酯、苄氧羰基硫代碳酸酯、对甲氧苄氧羰基硫代碳酸酯、N-乙基氨基甲酸酯、N-甲氧基甲基氨基甲酸酯、乙基二硫醚、叔丁基二硫醚、取代的苯基二硫醚、2-吡啶二硫醚。
所述SPG2优选叔丁基硫醚、三苯甲基硫醚、取代的三苯甲基硫醚、叔丁基二甲基硅基硫醚、三异丙基硅基硫醚、苄基硫醚、取代的苄基硫醚、对硝基苄基硫醚、邻硝基苄基硫醚、乙酰基硫代酯、苯甲酰基硫代酯、三氟乙酰基硫代酯、叔丁基二硫醚、取代的苯基二硫醚、2-吡啶二硫醚等当中的任一种。
所述PG3为炔基保护基,没有特别限制。PG3不限定具体结构,优选硅基,包括但不局限于以下结构:三甲基硅基、三乙基硅基、叔丁基二甲基硅基、二甲基(1,1,2-三甲基丙基)硅基、二甲基[1,1-二甲基-3-(四氢呋喃-2H-2-氧)丙基]硅基、联苯基二甲基硅基、三异丙基硅基、联苯基二异丙基硅基、叔丁基二苯基硅基、2-(2-羟基)丙基等。
所述PG4为羟基保护基,没有特别限制。其中,PG4可以为醇羟基或酚羟基的保护基。OPG4为羟基被保护后的结构,不限定具体结构,优选醚、硅醚、酯、碳酸酯、磺酸酯等结构,包括但不局限于以下结构:甲基醚、甲氧基甲基醚、甲硫基甲基醚、(苯基二甲基硅基)甲氧基甲基醚、苄氧基甲基醚、对-甲氧基苄氧基甲基醚、对-硝基苄氧基甲基醚、邻-硝基苄氧基甲基醚、(4-甲氧基苄氧基)甲基醚、邻-甲氧基酚甲基醚、叔丁氧基甲基醚、4-戊烯氧基甲基醚、硅氧基甲基醚、2-甲氧基乙氧基甲基醚、2,2,2-三氯乙氧基甲基醚、双(2-氯乙氧基)甲基醚、2-(三甲基硅基)乙氧基甲基醚、氧基甲基醚、四氢吡喃基醚、3-溴四氢吡喃基醚、1-甲氧基环己基醚、4-甲氧基四氢吡喃环己基醚、4-甲氧基四氢噻喃基醚、S,S-二氧-4-甲氧基-四氢噻喃基醚、1-[(2-氯-4-甲基)苯基]-4-甲氧基哌啶-4-基醚、1-(2-氟苯基)-4-甲氧基哌啶-4-基醚、1,4-二噁烷-2-基醚、四氢呋喃基醚、四氢噻吩基醚、乙氧基醚、1-乙氧基乙基醚、1-(2-氯乙氧基)乙基醚、1-[2-(三甲硅基)乙氧基]乙基醚、1-甲基-1-甲基乙基醚、1-甲基-1-苄基乙基醚、1-甲基-1-苄基-2-氟乙基醚、1-甲基-1-苯氧乙基醚、2,2,2-三氯乙基醚、1,1-二甲氧基苯基-2,2,2-三氯乙基醚、1,1,1,3,3,3-六氟-2-苯基异丙基醚、2-三甲硅基乙基醚、2-(苄硫)乙基醚、2-苯硒乙基醚、叔丁基醚、烯丙基醚、炔丙基醚、对氯苯基醚、对甲氧基苯基醚、对硝基苯基醚、2,4-二硝基苯基醚、2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯基醚、苄基醚、对甲氧基苄基醚、3,4-二甲氧基苄基醚、邻硝基苄基醚、对硝基苄基醚、对溴代苄基醚、对氯代苄基醚、2,6-二氯苄基醚、对氰基苄基醚、对苯基苄基醚、2,6-二氟苄基醚、对乙酰胺苄基醚、对叠氮基苄基醚、2-三氟甲基苄基醚、对-(甲亚磺酰基)苄基醚、2-吡啶甲基醚、4-吡啶甲基醚、3-甲基-2-吡啶甲基-N-氧化物醚、2-喹啉甲基醚、1-芘基甲基醚、二苯甲基醚、二(对硝基苯基)甲基醚、5-二苯并环庚基醚、三苯基甲基醚、α-萘基二苯甲基醚、对甲氧基苯基二苯基甲基醚、二(对硝基苯基)甲基醚、三(对甲氧基苯基)甲基醚、4-(4’-溴苯酰氧基)苯基二苯基甲基醚、4-(4’-溴苯酰氧基)苯基二苯基甲基醚、4,4’4”-三(4,5-二氯邻苯酰亚胺苯基)甲基醚、4,4’4”-三(乙酰丙酸苯基)甲基 醚、4,4’4”-三(苯甲酰基苯基)甲基醚、4,4’-(二甲氧基-3”-N-咪唑甲基)三苯甲基醚、4,4’-(二甲氧基-3”-[N-(咪唑乙基)胺甲酰基]三苯甲基醚、1,1’-双(4-甲氧苯基)-1’-芘甲基醚、4-(17-四苯并[a,c,g,i]芴甲基)-4,4’-二甲氧基三苯甲基醚、9-蒽基醚、9-(9-苯基-10氧代)蒽基醚、1,3-苯并二硫杂环戊烷-2-基醚、苯并异噻唑基-S,S-二氧代醚、三甲基硅基醚、三乙基硅基醚、三异丙基硅基醚、二甲基异丙基硅基醚、二乙基异丙基硅基醚、1,1,2-三甲基丙基二甲基硅基醚、叔丁基二甲基硅基醚、叔丁基二苯基硅基醚、三苄基硅基醚、三对甲苄基硅基醚、三苯基硅基醚、二苯基甲基硅基醚、二叔丁基甲基硅基醚、三(三甲基硅基)硅基醚、2-羟基苯乙烯基-二甲基硅基醚、2-羟基苯乙烯基-二异丙基硅基醚、叔丁基甲氧基苯基硅基醚、叔丁氧基二苯基硅基醚、甲酸酯、苯甲酰甲酸酯、乙酸酯、氯乙酸酯、二氯乙酸酯、三氯乙酸酯、三氟乙酸酯、甲氧基乙酸酯、三苯甲氧基乙酸酯、酚氧乙酸酯、对氯苯氧乙酸酯、苯乙酸酯、二苯乙酸酯、尼古丁酸酯、3-苯丙酸酯、4-戊烯酸酯、4-乙酰丙酸酯、4,4-(乙二巯基)戊酸酯、5-[3-双(4-甲氧苯基)羟甲基酚基]乙酰丙酸酯、新戊酸酯、1-金刚烷甲酸酯、巴豆酸酯、4-甲氧基巴豆酸酯、苯甲酸酯、对苯基苯甲酸酯、2,4,6-三甲基苯基苯甲酸酯、烷基甲基碳酸酯、甲氧甲酯碳酸酯、9-芴甲酯碳酸酯、烷基乙酯碳酸酯、2,2,2-三氯乙酯碳酸酯、1,1-二甲基-2,2,2-三氯乙酯碳酸酯、2-(三甲硅基)乙酯碳酸酯、2-(苯磺酰基)乙酯碳酸酯、2-(三苯膦鎓)乙酯碳酸酯、异丁酯碳酸酯、乙烯酯碳酸酯、烯丙酯碳酸酯、对硝基苯基碳酸酯、对甲氧基苄酯碳酸酯、3,4-二甲氧基苄酯碳酸酯、邻硝基苄酯碳酸酯、对硝苄酯碳酸酯、2-丹酰乙基碳酸酯、2-(4-硝基苯基)乙基碳酸酯、2-(2,4-二硝基苯基)乙基碳酸酯、2-氰基-1-苯基乙基碳酸酯、S-苄基硫代酯碳酸酯、4-乙氧基-1-萘基碳酸酯、二硫代碳酸甲酯、2-碘苯甲酸酯、4-叠氮丁酸酯、4-硝基-4-甲基戊酸酯、邻(二溴甲基)苯甲酸酯、2-甲酰基苯磺酸酯、2-(甲硫基甲氧基)乙基碳酸酯、4-(甲硫基甲氧基)丁酸酯、2-(甲硫基甲氧基甲基)苯甲酸酯、2-(氯已酰氧基甲基)苯甲酸酯、2-[2-(氯乙酰氧基)乙基]苯甲酸酯、2-[2-(苄氧基)乙基]苯甲酸酯、2-[2-(4-甲氧基苄氧基)乙基]苯甲酸酯、2,6-二氯-4-甲基苯氧乙酸酯、2,6-二氯-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯氧乙酸酯、2,4-二(1,1-二甲基丙基)苯氧乙酸酯、氯代二苯基乙酸酯、异丁酸酯、丁二酸单酯、(E)-2-甲基-2-丁烯酸酯、巴豆酸酯、邻-(甲氧羰基)苯甲酸酯、苯甲酸酯、α-萘甲酸酯、硝酸酯、N,N,N’,N’-四甲基磷酰二胺、2-氯苯甲酸酯、4-溴苯甲酸酯、4-硝基苯甲酸酯、3’-5’-二甲氧基安息香碳酸酯、N-苯基氨基甲酸酯、硼酸酯、二甲基硫代膦酸酯、2,4-二硝基苯亚磺酸酯、硫酸酯、烯丙基磺酸酯、甲磺酸酯、苄基磺酸酯、对甲基磺酸酯、2-(4-硝基苯基乙基)磺酸酯。
所述OPG4优选甲基醚、1-乙氧基乙基醚、叔丁基醚、烯丙基醚、苄基醚、对甲氧基苄基醚、邻硝基苄基醚、对硝基苄基醚、2-三氟甲基苄基醚、甲氧基甲醚、2-甲氧基乙氧基甲基醚、苄氧基甲醚、对-甲氧基苄氧基甲基醚、甲硫基甲醚、四氢吡喃基醚、三甲基硅基醚、三乙基硅基醚、三异丙基硅基醚、叔丁基二甲基硅基醚、乙酸酯、氯乙酸酯、三氟乙酸酯、碳酸酯等当中的任一种。
所述PG5为氨基保护基,没有特别限制。PG5可以为伯胺、仲胺、联氨等的保护基。NPG5为氨基被保护后的结构,不限定具体结构,优选氨基甲酸酯、酰胺、酰亚胺、N-烷基胺、N-芳基胺、亚胺、烯胺、咪唑、吡咯、吲哚等结构,包括但不局限于以下结构:氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸9-芴甲酯、氨 基甲酸9-(2-硫代)芴甲酯、氨基甲酸9-(2,7-二溴代)芴甲酯、氨基甲酸17-四苯并[a,c,g,i]芴甲酯、氨基甲酸2-氯-3-茚甲酯、氨基甲酸1,1-二氧代苯并[b]噻吩-2-甲酯、氨基甲酸2,2,2-三氯乙酯、氨基甲酸2-三甲硅基乙酯、氨基甲酸2-苯基乙酯、氨基甲酸1,1-二甲基-2氯代乙酯、氨基甲酸1,1-二甲基-2溴代乙酯、氨基甲酸1,1-二甲基-2氟代乙酯、氨基甲酸1,1-二甲基-2,2-二溴代乙酯、氨基甲酸1,1-二甲基-2,2,2-三氯代乙酯、氨基甲酸1-甲基-1-(4-联苯基)-1-甲基乙酯、氨基甲酸1-(3,5-二叔丁基苯基)-1-甲基乙酯、氨基甲酸2-(2’,4’-吡啶基)乙酯、氨基甲酸2,2-双(4’-硝基苯基)乙酯、氨基甲酸N-(2-新戊酰胺基)-1,1-二甲基乙酯、氨基甲酸2-[(2硝基苯基)二硫代]-1-苯基乙酯、氨基甲酸2-(N,N-二环己基碳酰胺基)乙酯、氨基甲酸叔丁酯、氨基甲酸1-金刚烷酯、氨基甲酸2-金刚烷酯、氨基甲酸乙烯基酯、氨基甲酸烯丙基酯、氨基甲酸1-异丙基烯丙基酯、氨基甲酸肉桂酯、氨基甲酸4-硝基肉桂酯、氨基甲酸3-(3’-吡啶基)烯丙基酯、氨基甲酸8-喹啉基酯、氨基甲酸N-羟基哌啶基酯、氨基甲酸甲基二硫代酯、氨基甲酸乙基二硫代酯、氨基甲酸叔丁基基二硫代酯、氨基甲酸异丙基基二硫代酯、氨基甲酸苯基二硫代酯、氨基甲酸苄基酯、氨基甲酸对甲氧苄基酯、氨基甲酸对硝基苄基酯、氨基甲酸对溴苄基酯、氨基甲酸对氯苄基酯、氨基甲酸2,4-二氯苄基酯、氨基甲酸4-甲基亚磺酰基苄基酯、氨基甲酸9-蒽基甲酯、氨基二苯基甲酯、氨基甲酸2-甲基硫代乙酯、氨基甲酸2-甲基磺酰基乙酯、氨基甲酸2-(对甲苯磺酰基)乙酯、氨基甲酸[2-(1,3-二硫杂环己基)]甲酯、氨基甲酸4-甲基硫代苯酯、氨基甲酸2,4-二甲基硫代苯酯、氨基甲酸2-磷鎓基乙酯、氨基甲酸1-甲基-1-(三苯基磷鎓基)乙酯、氨基甲酸1,1-二甲基-2-氰乙酯、氨基甲酸2-丹酰乙酯、氨基甲酸2-(4-硝基苯基)乙酯、氨基甲酸4-苯基乙酰氧苄酯、氨基甲酸4-叠氮甲氧基苄酯、氨基甲酸对-(二羟基硼烷基)苄酯、氨基甲酸5-苯并异恶唑甲酯、氨基甲酸2-(三氟甲基)-6-色酮甲酯、氨基甲酸间硝基苯酯、氨基甲酸3,5-二甲基苄酯、氨基甲酸1-甲基-1-(3,5-二甲氧苯基)乙酯、氨基甲酸α-甲基硝基胡椒酯、氨基甲酸邻硝基苄酯、氨基甲酸3,4-二甲氧基-6-硝基苄基、氨基甲酸邻硝基苯基甲酯、氨基甲酸2-(2-硝基苯基)乙酯、氨基甲酸6-硝基-3,4-二甲氧基苄酯、氨基甲酸4-甲氧基苯甲酰甲酯、氨基甲酸3’,5’-二甲氧基苯偶姻、氨基甲酸叔戊酯、S-苄基硫代氨基甲酸酯、氨基甲酸丁炔酯、氨基甲酸对氰基苄酯、氨基甲酸环丁基酯、氨基甲酸环己基酯、氨基甲酸环戊基酯、氨基甲酸环丙基甲酯、氨基甲酸二异丙基甲酯、氨基甲酸2,2-二甲氧羰基乙烯基酯、氨基甲酸邻-(N,N’-二甲基酰胺基)丙酯、氨基甲酸1,1-二甲基丙炔酯、氨基甲酸二(2-吡啶基)甲酯、氨基甲酸2-呋喃甲酯、氨基甲酸2-碘乙酯、氨基甲酸异冰片酯、氨基甲酸异烟酰基酯、氨基甲酸对-(对甲氧基苯偶氮基)苄酯、氨基甲酸1-甲基环丁酯、氨基甲酸1-甲基环己酯、氨基甲酸1-甲基-1-环丙基甲酯、氨基甲酸1-甲基-1-(对苯偶氮苯基)乙酯、氨基甲酸1-甲基-1-苯基乙酯、氨基甲酸1-甲基-1-(4’-吡啶基)乙基、氨基甲酸苯酯、氨基甲酸对苯偶氮基苄酯、氨基甲酸2,4,6-三叔丁基苯酯、氨基甲酸4-(三甲铵)苄酯、氨基甲酸2,4,6-三甲基苄酯、甲酰胺、乙酰胺、氯乙酰胺、三氯乙酰胺、三氟乙酰胺、苯乙酰胺、3-苯丙酰胺、4-戊烯酰胺、2-吡啶酰胺、3-吡啶酰胺、苯甲酰胺、对苯基苯甲酰胺、邻硝基苯乙酰胺、邻硝基苯氧乙酰胺、3-邻硝基苯基丙酰胺、2-甲基-2-邻硝基苯氧基丙酰胺、3-甲基-3-硝基丁酰胺、邻硝基肉桂酰胺、邻硝基苯甲酰胺、2,2-二甲基-3-(4-叔丁基-2,6-二硝基苯基)丙酰胺、邻(苯甲酰氧甲基)苯甲酰基、(2-乙酰氧甲基)苯甲酰基、2-[(叔丁基二苯基硅氧基)甲基]苯甲酰基、3-(2’,3’,5’-三甲基 -3’,6’-二氧-1’,4’-环己二烯基)-3,3-二甲基丙酰胺;邻羟基-反-肉桂酰胺、2-甲基-2-邻苯偶氮苯氧基丙酰胺、4-氯丁酰胺、乙酰乙酰胺、3-对羟基苯基丙酰胺、(N’-二硫代苄氧羰基氨基)乙酰胺、邻苯二甲酰亚胺、四氯邻苯二甲酰亚胺、4-硝基邻苯二甲酰亚胺、连二硫代琥珀酰亚胺、2,3-二苯基顺丁烯二酰亚胺、2,5-二甲基吡咯、2,5-双(三异丙基甲硅氧基)吡咯、1,1,4,4-四甲基二甲硅基氮杂环戊烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-二硅杂异吲哚啉、5-取代-1,3-二甲基-1,3,5-三氮杂环戊烷-2-酮、5-取代-1,3-二苄基-1,3,5-三氮杂环戊烷-2-酮、1-取代-3,5-二硝基-4-吡啶酮、1,3,5-二氧氮杂环己烷、甲基氨基、叔丁基氨基、烯丙基氨基、[2-(三甲基硅基)乙氧基]甲基氨基、3-乙酰氧基丙氨基、氰基甲基氨基、1-异丙基-4-硝基-2-氧代-3-吡咯啉氨基、2,4-二甲氧基苄基氨基、2-氮杂降冰片烯氨基、2,4-二硝基苯基氨基、季铵盐、苄基氨基、4-甲氧基苄基氨基、2,4-二甲氧基苄基氨基、2-羟基苄氨基、二苯基甲基氨基、2,4-二甲氧基苄基氨基、2-羟基苄基氨基、二苯基甲基氨基、双(4-甲氧基苯基)甲基氨基、5-二苯并环庚基氨基、三苯基甲基氨基、(4-甲氧基苯基)二苯甲基氨基、9-苯基芴基氨基、二茂铁基甲基氨基、2-吡啶甲基胺-N’-氧化物、1,1-二甲基硫代亚甲胺、苄亚胺、对甲氧基苄亚胺、二苯基亚甲胺、[(2-吡啶基)三甲基苯基]亚甲胺、N’,N’-二甲基胺基亚甲胺、N’,N’-二苄基胺基亚甲胺、N’-叔丁基胺基亚甲胺、异亚丙二胺、对硝基苄亚胺、水杨醛亚胺、5-氯水杨醛亚胺、(5-氯-2-羟基苯基)苄亚胺、环己基亚胺、叔丁基亚甲胺、N-(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)胺、N-2,7-二氯-9-芴基甲基胺、N-2-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基亚基)乙胺、N-4,4,4-三氟-3-氧代-1-丁烯胺、N-(1-异丙基-4-硝基-2-氧代-3-吡咯啉)胺。
所述氨基被保护后的结构NPG5优选甲酰胺、乙酰胺、三氟乙酰胺、氨基甲酸叔丁酯、氨基甲酸2-碘乙酯、氨基甲酸苄基酯、氨基甲酸9-芴甲酯、氨基甲酸2-三甲硅基乙酯、氨基甲酸2-甲基磺酰基乙酯、氨基甲酸2-(对甲苯磺酰基)乙酯、邻苯二甲酰亚胺、二苯基亚甲胺、1,3,5-二氧氮杂环己烷、甲基氨基、三苯基甲基氨基、叔丁基氨基、烯丙基氨基、苄基氨基、4-甲氧基苄基氨基、苄亚胺等当中的任一种。
更具体地,所述R包括但不限于以下类A~类J中的结构:
类A:
或类B:
或类C:
类D:
或类E:
或类F:
或类G:
或类H:
或类I:
或类J:
其中,
M2和M3中任一个为另一为OH;
Z3
Z4
Z5
Z6
上述类A至类J中:
其中,q,Z2、R2、R3、R4、R8、R9、R10、R11、R12、M1的定义与上述一致,这里不再一一赘述。
当q=1,除类H外,且当R02与Z2连接的端基为与亚烷基、取代的亚烷基、亚苯基、取代的亚苯基或环上的饱和碳原子或氮原子直接连接的羰基、氧基、硫代羰基、亚硫基或酰胺键时,如果Z2与R02连接的端基为羰基、氧基、硫代羰基、亚硫基或酰胺键,则Z2的端基与R02的端基构成的连接基为可稳定存在的基团,且不为-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=S)-O-、-OC(=S)-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-C(=S)-S-、-S-C(=S)-、-NH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NH-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=S)-NH-、-NH-C(=O)-S-、-S-C(=O)-NH-、-NH-C(=S)-S-、-S-C(=S)-NH-中的任一种。
当q=1,除类H外,且当R02与Z2连接的端基为与亚烷基、取代的亚烷基、亚苯基、取代的亚苯基或环上的饱和碳原子或氮原子直接连接的羰基、氧基或酰胺键时,如果Z2与R02连接的端基为羰基、氧基、硫代羰基或酰胺键,则Z2的端基与R02的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种。
例如,对于下列所示R,
要求Z2的端基与R02的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种。
更具体地,例如上述所列R不为
更具体地,作为举例而非限定范围,所述氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇的结构可以列举如下,包括但不限于
其中,n1、n2、n3的定义与上述一致。
一种聚乙二醇修饰的生物相关物质,所述聚乙二醇修饰的生物相关物质具有如通式(2)所示的化学结构:
由通式(1)的具有氮原子中心的支化聚乙二醇通过官能团R与生物相关物质上的反应基团反应,生成具有通式(2)所述结构的聚乙二醇修饰的生物相关物质。其中,通式(2)中,X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3的定义及其优选方式与上述通式(1)中相同。X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3的举例及优选方案等这里就不一一展开。
其中,q为0或1。
其中,Z1为二价连接基,来自通式(1)的具有氮原子中心的支化聚乙二醇,与主链聚乙二醇相连接,没有特别限制。其中,Z1的定义范围与优选方式与上述通式(1)一致,不再一一赘述。
其中,D为生物相关物质,没有特别限制,包括生物相关物质及改性的生物相关物质。
所述生物相关物质可以为天然存在的生物相关物质,也可以为人工合成的生物相关物质。
所述生物相关物质的获得方式没有特别限制,包括但不限于天然提取物及其衍生物、天然提取物的降解产物、基因重组产物(分子克隆产物)、化学合成物质等。
所述生物相关物质可以为生物相关物质自身,也可以为其二聚体或多聚体、部分亚基或片段等。
所述生物相关物质可以为生物相关物质自身,也可以其前体、激活态、衍生物、异构体、突变体、类似物、模拟物、多晶型物、药物学上可接受的盐、融合蛋白、化学改性物质等,还可以为相应的激动剂、激活剂、抑制剂、拮抗剂、调节剂、受体、配体或配基、抗体及其片段、作用酶(如激酶、水解酶、裂解酶、氧还原酶、异构酶、转移酶、脱氨酶、脱亚胺酶等)等。
对于生物相关物质的来源没有特别限制,包括但不限于人源、兔源、鼠源、羊源、牛源、猪源等。
上述生物相关物质的应用领域没有特别限制,包括但不限于医学、再生医学、组织工程、干细胞工程、生物工程、基因工程、聚合物工程、表面工程、纳米工程、检测与诊断、化学染色、荧光标记、化妆品等诸领域。其中,对于医学上的生物相关物质,包括但不限于药物、药物载体、医疗器械,可用于疾病治疗与预防、创伤处理、组织修复与替代、影像诊断等各个方面。作为举例,相关物质还可以包括:用于定量或半定量分析的染料分子;例如可用于造影诊断、血液代用品等用途的氟碳分子等;例如抗寄生虫药物如伯氨喹等;例如可用作解毒剂的载体,如螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙撑三胺五醋酸(DTPA)等。当生物相关物质作为药物使用时,其治疗领域没有特别限制,包括但不限于用于治疗癌症、肿瘤、肝病、肝炎、糖尿病、痛风、风湿、类风湿、老年痴呆、心血管疾病等疾病的药物、抗过敏药物、抗真菌药物等等。
所述生物相关物质的种类没有特别限制,包括但不仅限于以下物质:药物、蛋白质、多肽、寡肽、蛋白模拟物、片段及类似物、酶、抗原、抗体及其片段、受体、小分子药物、核苷、核苷酸、寡核苷酸、反义寡核苷酸、多核苷酸、核酸、适配体、多糖、蛋白多糖、糖蛋白、类固醇、甾类化合物、脂类化合物、维生素、囊泡、脂质体、磷脂、糖脂、病毒、疫苗、细胞、囊泡、胶束、染料、荧光物质、靶向因子等。
下列对所述生物相关物质进行分类说明和列举。一种生物相关物质可以出现 在下列一个或多个类别中。
(1)蛋白质和多肽
蛋白质是组成生命的基础。可被修饰的蛋白质和多肽没有特别限制,具体可举例如下:
激素,如生长激素、生长激素释放激素、黄体化激素、黄体化激素释放激素、垂体激素、甲状腺激素、雄性激素、雌性激素、肾上腺素、胰淀素、促性腺激素、促卵泡激素、甲状旁腺激素、胸腺素(如胸腺素α1、胸腺素β、胸腺素β4、胸腺素β9、胸腺素β10等)、1-双氢睾酮、糖皮质激素等;
血清蛋白,如血红蛋白、血清白蛋白、血液因子、凝血因子(凝血因子I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、ⅩⅢ等,如凝血因子Ⅶa)、von Willebrand因子等;
细胞因子及其片段,如白介素(白介素-2、白介素-3、白介素-4、白介素-6、白介素-8、白介素-11、白介素-12、白介素-13、白介素-17等)、干扰素(包括干扰素-α、干扰素-β、干扰素-γ、干扰素-ε、干扰素-κ、干扰素-ω、干扰素-δ、干扰素-τ、干扰素λ、干扰素α-2a、干扰素α-2b、干扰素β-1a、干扰素n1、干扰素n3、干扰素α5、干扰素γ-1b、复合性干扰素等)、粒细胞集落刺激因子、巨噬细胞集落刺激因子、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、趋化因子、单核细胞趋化蛋白、血小板源生长因子(血小板衍生生长因子)、血小板生成素、磷脂酶激活蛋白、胰岛素、胰岛素原、C肽、高血糖素、胰岛素样生长因子、胰岛素调理素、胰高血糖素样肽及其类似物(如GLP-1、利拉鲁肽、艾塞丁、艾塞那肽、Bydureon、利西拉肽、洛塞那肽等)、凝集素、蓖麻毒素、肿瘤坏死因子(如TNF-α)、转化生长因子(如TGF-α、TFG-β等)、骨形态发生蛋白(如BMP-2、BMP-6、OP-1等)、护骨素、组织生长因子、结缔组织生长因子、表皮细胞生长因子、肝细胞生长因子、角化细胞生长因子、血管内皮生长因子、神经生长因子、骨生长因子、胰岛素样生长因子、肝素结合生长因子、肿瘤生长因子、酸性成纤维细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、胶质细胞系源性神经营养因子、神经胶质生长因子、巨噬细胞分化因子、分化诱导因子、白血病抑制因子、双调蛋白、生长调节素、促红细胞生成素、新红细胞生成刺激蛋白(NESP)、血细胞生成素、血管紧张素、降钙素、依降钙素、乳铁传递蛋白、囊性纤维化跨膜传导调节因子;
酶及相应的酶原,如蛋白水解酶、氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、苯丙氨酸氨裂合酶、异构酶、连接酶、天冬胺酶、精氨酸酶、精氨酸脱氨酶、精氨酸脱亚胺酶、腺苷脱氨酶、脱氧核糖核酸酶、超氧化物歧化酶、内毒素酶、过氧化氢酶、糜蛋白酶、脂肪酶、尿酸酶、弹性酶、链激酶、尿激酶、腺苷二磷酸酶、酪氨酸酶、胆红素氧化酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖酶、葡激酶、半乳糖苷酶(如α-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷酶等)、葡萄糖苷酶(如α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶等)、伊米苷酶、阿糖苷酶、降纤酶、纤溶酶、透明质酸酶、阿替普酶、瑞替普酶、兰替普酶、替奈普酶、替尼普酶、链球菌酶、α1抗胰蛋白酶、磷酸二酯酶、门冬酰胺酶、培戈汀;
免疫球蛋白,如IgG、IgE、IgM、IgA以及IgD等;
单克隆或多克隆抗体及其片段,如肿瘤坏死因子α抗体、GRO-β抗体,呼吸多糖病毒抗体、阿昔单抗、利妥昔单抗、曲妥珠单抗、替伊莫单抗、托西莫单抗、阿仑珠单抗、吉妥珠单抗、西妥昔单抗、贝伐单抗、阿达莫单抗、戈利木单抗、托珠单抗、阿非莫单抗、欧力祖单抗、巴利昔单抗、抗Tac单抗、米妥莫单抗、阿托莫单抗、莫罗莫那-CD3、抗体片段(如重链、轻链、Fc片段、Fv片段、Fab 片段、抗体可变区等);
多聚氨酸,如聚L-赖氨酸,聚D-赖氨酸等;
疫苗,包括灭活疫苗、减毒活疫苗、类毒素,此外还包括相应的结合疫苗及联合疫苗,举例如乙型肝炎疫苗、疟疾疫苗、黑素瘤疫苗、HIV-1疫苗、流感疫苗、吸附破伤风疫苗、脑膜炎球菌多糖疫苗、肺炎疫苗、肺炎球菌多糖结合疫苗、脊髓灰质炎疫苗、轮状病毒基因重配疫苗、DNA-天坛痘苗复合型艾滋病疫苗、人树突状细胞疫苗、SARS疫苗、伤寒疫苗、癌克特肺癌疫苗、肠道疫苗、乙型脑炎疫苗、甲型肝炎疫苗、乙肝疫苗、甲乙型肝炎联合疫苗、带状疱疹疫苗、狂犬病疫苗、血热疫苗、水痘疫苗、结核疫苗、风疹疫苗、痢疾疫苗、艾滋病疫苗、霍乱疫苗、麻疹风疹联合疫苗、免疫治疗阿尔茨海默病合成疫苗、牛痘疫苗、禽流感疫苗、腮腺炎疫苗、鼠疫疫苗、手足口病疫苗等;
抗原,如VLA-4;
其它如水蛭素;
上述蛋白或多肽的重组物质;
上述蛋白及多肽的二聚体与多聚体、亚基及其片段、前体、激活态、衍生物、异构体、突变体、类似物、模拟物、多晶型物、药物学上可接受的盐、融合蛋白、化学改性物质等,以及相应的激动剂、激活剂、抑制剂、拮抗剂、调节剂、受体、配体或配基、抗体及其片段、作用酶(如激酶、水解酶、裂解酶、氧还原酶、异构酶、转移酶、脱氨酶、脱亚胺酶等)等。部分可举例如下:
融合蛋白,如白介素2-Fc融合蛋白
拮抗剂,如生长因子拮抗剂、生长激素拮抗剂、受体拮抗剂(如阿片受体拮抗剂;又如趋化因子受体拮抗剂)、抗体拮抗剂、激酶拮抗剂等等;其中阿片类拮抗剂包括但不限于纳洛酮、N-甲基纳洛酮、氢吗啡酮、羟吗啡酮、6-氨基-6-脱氧-纳洛酮、环丙甲羟二羟吗啡酮、左洛啡烷甲基纳曲酮、N-甲基纳曲酮、6-氨基-14-羟基-17-烯丙基诺地索吗啡、丁丙诺啡、吗啡、二氢吗啡、盐二乙酰吗啡、酸乙基吗啡、甲二氢吗啡、纳曲恩哚、纳曲吲哚、纳曲恩哚、纳洛芬、左洛啡烷和纳洛芬、纳布芬、戊唑辛、环唑辛、戊唑辛、可待因、二氢可待因、诺丙纳托非敏、布托啡诺、奥昔啡烷、塞克洛凡、奥施康定等。
抑制剂,如逆转录酶抑制剂(如amdoxovir(氨多索韦)等)、环孢霉素、生长激素抑制素、VLA-4抑制剂、内皮抑素;
激动剂,如血小板衍生生长因子激动剂等;
受体:如肿瘤坏死因子受体、白介素-1受体、T细胞受体等。
(2)小分子药物
小分子药物没有特别限制。优选抗癌或抗肿瘤药物和抗真菌药物。
抗癌或抗肿瘤药物,优选紫杉烷类、紫杉醇及其衍生物、多烯紫杉醇、多西他赛、伊立替康、SN38、拓扑替康、盐酸拓扑替康、托泊替康、顺铂、奥沙利铂、喜树碱及其衍生物、羟基喜树碱、长春新碱、吐根碱、盐酸吐根碱、秋水仙碱、表柔比星、吡柔比星、戊柔比星、阿霉素或盐酸阿霉素、表阿霉素、柔红霉素、道诺霉素、丝裂霉素、阿克拉霉素、伊达霉素、博来霉素、培洛霉素、柔红霉素、光辉霉素、雷帕霉素、鬼臼毒素、放线菌素D、美登木素类、阿米卡星、米托蒽醌、全反式维A酸、长春地辛、长春瑞滨、吉西他滨、卡培他滨、克拉曲滨、培美曲塞二钠、替吉奥、来曲唑、阿那曲唑、氟维司群、戈舍瑞林、曲普瑞林、亮丙瑞林、布舍瑞林、替莫唑胺、环磷酰胺、异环磷酰胺、吉非替尼、舒尼替尼、埃罗替尼、拉帕替尼、索拉非尼、伊马替尼、达沙替尼、尼洛替尼、西 罗莫司、依维莫司、巯基嘌呤、甲氨蝶呤、5-氟尿嘧啶、达卡巴嗪、羟基脲、伏立诺他、伊沙匹隆、硼替佐米、阿糖胞苷、依托泊苷、氮杂胞苷、替尼泊苷、普萘洛尔、普鲁卡因、丁卡因、利多卡因等;
抗生素、抗病毒剂、抗真菌药物,包括但不限于防御素、多粘菌素、卷曲霉素、杆菌肽、短杆菌肽、两性霉素B、庆大霉素、制霉菌素、棘白霉素类、羧苄青霉素、青霉素、青霉烯、羟氨苄青霉素、草履虫素、妥布霉素、卡那霉素、新霉素、链霉素、万古霉素、达托霉素、蒽环霉素、氯霉素、红霉素、地红霉素、黄霉素、竹桃霉素、醋竹桃霉素、罗红霉素、克拉霉素、达发新、阿奇霉素、氟红霉素、交沙霉素、螺旋霉素、美地加霉素、白霉素、米欧卡霉素、罗他霉素、多西环素、swinolide A(思维奴利德A)、替考拉宁、兰普拉宁、麦地拉宁、克利斯汀、多粘菌素E甲磺酸、氟代胞嘧啶、咪康唑、益康唑、氟康唑、伊曲康唑、酮康唑、伏立康唑、氟康唑、克霉唑、联苯苄唑、奈替米星、阿米卡星、卡泊芬净、米卡芬净、特比萘芬、氟喹诺酮、洛美沙星、诺氟沙星、环丙沙星、依诺沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、曲伐沙星、阿拉曲沙星、莫西沙星、诺氟沙星、格帕沙星、加替沙星、司帕沙星、替马沙星、培氟沙星、氨氟沙星、氟罗沙星、托氟沙星、普卢利沙星、伊洛沙星、帕珠沙星、克林沙星、西他沙星、伊达比星、妥舒沙星、伊洛沙星、蓝藻菌病毒素、核苷抗病毒药、利巴韦林、替卡西林、阿洛西林、美洛西林、哌拉西林、阿莫西林、氨苄西林、海他西林、格拉皮西林、头孢菌素(如头孢泊肟酯、头孢丙烯、头孢丁烯、头孢唑肟、头孢曲松、头孢噻吩、头孢匹林、头孢氨苄、头孢拉定、头孢西丁、头孢孟多、头孢唑啉、头孢娄利定、头孢克洛、头孢羟氨苄、头孢来星、头孢呋辛、头孢雷特、头孢噻肟、头孢曲松、头孢乙氰、头孢吡肟、头孢克肟、头孢尼西、头孢哌酮、头孢替坦、头孢美唑、头孢他啶、氯碳头孢、拉氧头孢等)、氨曲南、碳青霉烯、伊米配能、美洛培南、喷他脒爱瑟硫脲、沙丁胺醇硫酸盐、利多卡因、间羟异丙肾上腺素硫酸盐、二丙酸倍气米松、去炎松乙酰胺、布地奈德丙酮化合物、氟替卡松、异丙托溴化物、氟尼缩松、色甘酸钠、酒石酸麦角胺等。
其它,如白藜芦醇、细胞松弛素B、阿米福汀、胺碘酮、氨甲苯酸、对氨马尿酸钠、氨鲁米特、氨基酮戊酸、氨基水杨酸、安吖啶、阿那格雷、阿纳托唑、必卡他胺、白消安、卡麦角林、卡铂、卡莫司汀、西司他丁钠、氯屈膦酸二钠、去乙酰环丙氯地孕酮、甲地孕酮、睾酮、雌莫司汀、依西美坦、氟羟甲基睾丸素、己烯雌酚、达卡巴嗪、去铁胺、双氯芬酸、非索非那定、氟达拉滨、氟氢可的松、氟尿嘧啶、氟他胺、吉西他汀、L-多巴、羟基脲、甲酰四氢叶酸、左咪唑、赖诺普利、左甲状腺素钠、洛莫司汀、氮芥气、安宫黄体素、美法仑、间羟基去甲麻黄碱二酒石酸盐、灭吐灵、美西律、米托坦、烟碱、尼鲁米特、奥曲肽、帕米膦酸、喷司他丁、pilcamycin(普卡霉素)、卟吩姆、泼尼松、丙卡巴肼、普鲁氯哌嗪、恩丹西酮、雷替曲噻、西罗莫司、链脲佐菌素、他可莫司、它莫西芬、替莫唑胺、替尼泊苷、四氢大麻酚、沙利度胺、硫鸟嘌呤、塞替派、多拉司琼、格拉司琼、福莫特罗、氟替卡松、柳菩林、咪达唑仑、阿普唑仑、podophylotoxins(鬼臼毒素)、舒马曲坦、阿司匹林等。
(3)基因相关物质
基因相关物质没有特别限制,可列举如下:核苷、核苷酸、寡核苷酸、多核苷酸、反义寡核苷酸、核酸、DNA、RNA、适配体、相关适体或配基等。
其中,核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋 白质结合形成核蛋白。根据化学组成不同,核酸可分为核糖核酸和脱氧核糖核酸。
(4)维生素
维生素是人和动物为维持正常的生理功能而必需从食物中获得的一类微量有机物质,在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。具体包括但不限于维生素A(包括但不限于维生素A、维生素A酸、异维A酸、视黄醛、3-去氢视黄醇、13-顺式-视黄酸、全反式视黄酸、α-胡罗卜素、β-胡罗卜素、γ-胡罗卜素、δ-胡罗卜素、隐黄素、依曲替酯、eretin等)、维生素B(如叶酸等)、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K、维生素H、维生素M、维生素T、维生素U、维生素P、维生素PP等。
(5)糖类
糖类是构成细胞和器官的主要成分,没有特别限制,主要包括糖脂、糖蛋白、糖原等。糖脂在生物体分布较广,主要包含糖基酰甘油和糖鞘脂两大类,具体包含神经酰胺,脑苷脂,鞘氨醇、神经节苷脂以及甘油基糖脂等;糖蛋白是分支的寡糖链与多肽共价相连所构成的复合糖,通常分泌到体液中或是膜蛋白的组成成分,具体包括但不限于转铁蛋白、血铜蓝蛋白、膜结合蛋白、组织相容性抗原、激素、载体、凝集素、肝素以及抗体。
(6)脂类
脂类主要包括油脂和类脂两大类。
其中,脂肪酸的成分没有特别限制,但优选具有12至24个碳原子的脂肪酸,而脂肪酸可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。类脂包括糖脂、磷脂、胆固醇酯,其中,磷脂可以是天然的磷脂物质如蛋黄卵磷脂、大豆磷脂等,或可以是合成的磷酯化合物,包括但不限于磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、心磷脂、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇以及溶血甘油磷脂异构体等。
胆固醇及甾类化合物(甾体化合物、类固醇)等物质对于生物体维持正常的新陈代谢和生殖过程,起着重要的调节作用。包括但不限于胆固醇、胆酸、性激素、维生素D、醛固酮、去氧皮质酮、氯倍他索、氟氢可的松、可的松、氢化可的松、强的松、甲羟松、甲泼尼松、阿氰米松、倍氯米松、倍他米松、地塞米松、双氟拉松、双氟美松、去炎松、莫美他松、去羟米松、氟轻松、氟尼缩松、帕拉米松、哈西奈德、安西奈德、地索奈德、强的松龙、甲基泼尼松龙、氯可托龙、丙酮缩氟氢羟龙等。
(7)神经递质
神经递质,也称为神经传达物质,是一类在神经元突触间起信息传递作用的特定化学物质,分为单胺类、多肽类、氨基酸类等。其中,单胺类包括多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺(也称血清素)等;肽类包括神经加压素、胆囊收缩素、血管活性肠肽、血管加压素、内源性阿片肽、生长抑素、神经肽y等;其它类包括核苷酸类、阿南德酰胺、sigma受体(σ受体)等。
相关药物包括但不限于苯海拉明、溴苯海拉明、多西拉敏、卡比沙明、氯马斯汀、茶苯海明、曲吡那敏、比拉明、美沙吡林、松齐拉敏、非尼拉敏、氯苯那敏、右氯苯那敏、溴非尼拉敏、右旋溴非尼拉敏、吡咯他敏、曲普利定、异丙嗪、阿利马嗪、甲地嗪、赛克利嗪、氯环利嗪、二苯拉林、苯茚胺、二甲茚定、敏克静、布可立嗪、安他唑、赛庚啶、阿扎他定、特非那定、非索非那定、阿司咪唑、西替利嗪、氮斯汀、阿扎他定、氯雷他定、地洛他定等。
(8)细胞外基质
细胞外基质是细胞微环境的重要组成部分,包括但不限于胶原、透明质酸、 糖蛋白、蛋白多糖、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性蛋白等生物大分子;
(9)染料与荧光物质
染料包括但不限于台盼蓝、考马斯亮蓝、结晶紫等。
荧光物质既可以用于化学荧光染色、免疫荧光染色等荧光染色方法,也可以用于荧光标记与示踪。荧光物质包括但不限于:荧光蛋白(如绿色荧光蛋白、红色荧光蛋白等)、罗丹明类(如TRITC、Texas Red、HAMRA、R101、RB200等)、鬼笔环肽及其衍生物、若丹明类、菁染料(如噻唑橙、恶唑橙)、吖啶类(如吖啶红、吖啶黄、吖啶橙等)、藻红蛋白、藻蓝蛋白、甲基绿、茜素红、苯胺蓝、派洛宁、荧光素类(包括但不限于标准荧光素、异氰酸酯荧光素FITC、二乙酸荧光素FDA、FAM、TET、HEX、JOE等)、苏木精、伊红、中性红、碱性品红、Alexa Fluor系列、Oregon green系列、BODIPY系列、Cy3、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7、Cy7.5、Hex、PerCP、DAPI、Hoechst系列、Cascade blue、Astrazon系列、SYTO系列、二苯乙烯类、萘酰亚胺类、香豆素类、芘类、菲啶类、卟啉类、吲哚衍生物、色霉素A、溴化乙锭等。
专利CN1969190A、CN101679849B中公开的所有荧光化合物质均作为参考纳入本发明中。
(10)靶向因子
靶向因子没有特别限制。可以是单靶点类,也可以是多靶点类。可以是单个分子也可以多个分子的聚集体。可以是靶向因子自身,还包括修饰有靶向因子的分子、分子聚集体、自组装体、纳米粒、脂质体、囊泡、药物等。
靶向的部位没有特别限制。包括但不限于脑、肺、肾、胃、肝、胰腺、乳腺、前列腺、甲状腺、子宫、卵巢、鼻咽、食道、直肠、结肠、小肠、胆囊、膀胱、骨、汗腺、皮肤、血管、淋巴、关节、软组织等部位。
靶向的组织特性没有特别限制,包括但不限于肿瘤组织、炎症组织、病变组织等。
靶向因子包括但不限于:多肽配体,如RGD肽及环肽、LPR肽、NGR肽、肿瘤血管靶向肽GX1、转铁蛋白受体结合肽等;小分子配体,如肉毒碱、阿霉素、氨磷汀、硼替佐米等;可被细胞表面受体识别的其它配体及配体变体,如靶向肿瘤细胞表面整合素αvβ3的磷光铱配合物、肿瘤靶向性肿瘤坏死因子相关凋亡配体变体等;肿瘤血管发生靶向配体,如括COX-2、抗EGF、赫赛汀、血管他丁、沙利度胺等;疾病细胞周期靶向配体,如腺苷、喷昔洛韦、FIAU、FIRU、IVFRU、GCV、PCV、FGCV、FPCV、PHPG、PHBG、鸟嘌呤等,肿瘤细胞凋亡靶向配体,如括TRAIL、半胱天冬酶-3靶向配体等,疾病受体靶向配体,如雌激素、雄激素、促黄体生成激素、铁传递蛋白、黄体酮等,激酶抑制剂或蛋白酶体抑制剂,包括酪氨酸激酶抑制剂(如伊马替尼、吉非替尼、厄洛替尼、索拉非尼、达沙替尼、舒尼替尼、拉帕替尼、尼洛替尼、帕唑帕尼、凡德他尼等)、Fms样酪氨酸激酶抑制剂、Aurora抑制剂、Abelson激酶抑制剂、血管内皮生长因子受体抑制剂、成纤维细胞生长因子受体抑制剂、血小板源性生长因子受体抑制剂、Ephrin抑制剂等;受体,如HER2受体、抗EGF受体等;抗体,举例如曲妥珠单抗、帕尼单抗、贝伐珠单抗、利妥昔单抗、阿仑珠单抗、奥伐单抗、托西莫单抗、替伊莫单抗等)、药物(包括但不限于他莫昔芬、雷洛昔芬、托瑞米芬、氟维司群、伊马替尼、达沙替尼、尼洛替尼、吉非替尼、厄洛替尼、坦西莫司、依维莫司、凡德他尼、伏立诺他、罗米地辛、贝沙罗汀、阿利维甲酸、硼替佐米、普拉曲沙、索拉非尼、舒尼替尼、帕唑帕尼、易普利姆玛、地尼白介素2、 舒尼替尼等;基因靶向分子,如核酸适配体等;病毒,如溶瘤性抗癌重组腺病毒等;疫苗,如肿瘤靶向重组DNA疫苗等;维生素,如叶酸、生物素等。
(11)囊泡、脂质体、胶束、用于药物递送的纳米载体、细胞等该领域技术人员所熟知的生物相关物质等。
(12)此外,专利102316902A及其引用的文献中所公开的中枢神经系统抑制剂、中枢神经系统刺激剂、精神药物、呼吸道药物、外周神经系统药物、在突触连接位点或神经效应器连接位点起作用的药物、平滑肌活性药物、组胺能剂、抗组胺能剂、心血管药物、血液和造血系统药物、胃肠道药物、类固醇剂、细胞生长抑制剂或抗肿瘤剂、抗感染剂、抗生素剂、抗真菌剂、驱肠虫剂、抗疟剂、抗原生动物剂、抗微生物剂、抗炎剂、免疫抑制剂、细胞因子、酶、亚氨基糖、神经酰胺类似物、脑作用激素或神经递质、神经肽或其衍生物、神经营养因子、抗体或其片段、阿尔茨海默病药物或化合物、基于核酸的化合物、显像剂、(有机磷酸酯)解毒剂等生物相关物质作为参考一起并入本发明中。2001年出版的《生物技术药物(863生物高技术丛书)》及其引用的文献中公开的重组激素类药物、重组细胞因子药物、重组溶血栓药物、人血液代用品、治疗性抗体、重组可溶性受体和粘附分子药物、反义寡核苷酸药物、基因药物、基因工程病毒疫苗、基因工程菌苗、基因工程寄生虫疫苗、治疗性疫苗类别中中所有生物相关物质亦作为参考一起并入本发明中。
其中,L4为生物相关物质以及聚乙二醇聚合单元之间的共价键连接基团。L4连接基团没有特别限制。L4为具有活性官能团主链所带的能与生物相关物质反应的官能团在与生物相关物质反应后形成的共价连接。即L4为上述R、R0或R02与生物相关物质中的反应性基团反应后生成的共价连接基。
生物相关物质上的反应基团与单一官能化支化聚乙二醇的活性基团R反应,生成共价残基基团L4,连接生物相关物质和所述支化聚乙二醇。
L4没有特别限制。
L4的价态没有特别限制,例如可以为二价连接基,也可以为三价连接基。L4优选二价连接基。
L4可以为可稳定存在的连接基,也可以为在特定条件下可降解的连接基。所述特定条件包括但不限于光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性等条件。
L4可含有包括但不限于三氮唑、异恶唑、醚键、酰胺键、亚酰胺键、亚胺键、仲氨键、叔胺键、酯基、硫酯基、硫醚基、二硫基、硫代酯基、二硫代酯基、硫代碳酸酯基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基甲酸酯基、硫代氨基甲酸酯基、二硫代氨基甲酸酯基、硫代半缩醛、酪氨酸基、半胱氨酸基、组氨酸基、双键、三键、亚烷基、亚芳基、二价环烃基、二价环烷基、二价杂环基、二价苯并杂环、二价多环及上述Z1、Z2、L1、L2、L3中任一种连接基等当中任一种或任两种或两种以上的组合。
L4优选含三氮唑、异恶唑、醚键、酰胺键、亚酰胺键、亚胺键、仲氨键、叔胺键、酯基、硫酯基、硫醚基、二硫基、硫代酯基、二硫代酯基、硫代碳酸酯基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基甲酸酯基、硫代氨基甲酸酯基、二硫代氨基甲酸酯基、硫代半缩醛等中任一种的连接基。
残基L4结构与生物相关物质的反应基团以及聚乙二醇的官能团有关。例如:含有氨基的生物相关物质分别与含有活性酯、甲酸活性酯、磺酸酯、醛、α,β-不饱和键、羧酸基团的聚乙二醇反应得到带酰胺基、尿烷基、氨基、亚胺基(可进一步还原成仲胺基)、氨基、酰胺基等基团连接的聚乙二醇修饰物;含有巯基的 生物相关物质分别与含有活性酯、甲酸活性酯、磺酸酯、巯基、马来酰亚胺、醛、α,β-不饱和键、羧酸基团的聚乙二醇反应得到含硫酯基、硫代碳酸酯、硫醚、二硫化物、硫醚、硫代半缩醛、硫醚、硫酯等基团连接的聚乙二醇修饰物;含有不饱和键的生物相关物质与含有巯基的聚乙二醇反应得到带硫醚基团连接的聚乙二醇修饰物;含有羧酸的生物相关物质分别与含有巯基氨基的聚乙二醇反应得到带硫酯基、酰胺基等基团连接的聚乙二醇修饰物;含叠氮、炔基、烯基、巯基、叠氮、二烯等功能性基团或其被保护形式发生点击化学反应而生成下述各种连接基
其中,R13、M4、Q2的定义与上述一致,这里不再赘述。
所述单一官能化的具有氮原子中心的支化聚乙二醇(1)可以由中间体化合物(3)经过一步或多步反应得到。
其中,X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3的定义与通式(1)中相同。
所述单一官能化的具有氮原子中心的支化聚乙二醇(1)的制备方法主要有:
1.方法一:包括如下步骤:
a)以含有两个裸露羟基的小分子引发剂(4)与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,生成两条分支链,并进行分支链末端去质子化,得到中间体(5);
b)对步骤a)所得中间体(5)的两条分支链进行封端,得到中间体(6);
c)对步骤b)所得中间体(6)的末端羟基的脱保护,得到中间体(7);
d)在步骤c)所得中间体(7)的末端羟基上引发环氧乙烷聚合,生成末端含活性官能团的主链,质子化后得到中间体(3);
e)对步骤d)所得中间体(3)进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
f)采用式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇与生物相关物质反应,得到式(2)所述聚乙二醇修饰的生物相关物质。
其中,PG4这羟基保护基团,优选为硅醚、苄基、缩醛、缩酮或叔丁基;X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3、q的定义与通式(1)中相同。除R=OH外,R的定义与上述相同。当R=OH时,可以跳过步骤e,由物质3直接进行步骤f。下面的制备方法中也有类似的情况,均用类似“除R=OH外,R的定义与上述相同”的类似形式进行描述,不再额外解释。
1.1中间体化合物(3)的制备
本发明的中间体化合物(3)可以按以下所述进行制备。2至2000倍摩尔量的环氧乙烷与末端羟基保护的含有两个裸露羟基的化合物(4)进行聚合后,加入过量的去质子化试剂,生成带有两个分支链的聚乙二醇负离子中间体(5);末端氧负离子用烃基X1、X2进行醚化封端得到中间体(6);主链末端羟基脱保护;新形成的主链末端羟基引发环氧乙烷聚合后,加入质子源,即可得到中间体化合物(3)。(即上述步骤a~d)。
1.1.1聚乙二醇负离子中间体(5)的制备(步骤a)
中间体(5)的制备包含两个步骤:小分子引发剂与环氧乙烷的聚合反应和聚合产物的去质子化。
小分子引发剂与环氧乙烷的聚合反应可以经过两个步骤完成:A,在碱催化下进行化合物(4)的去质子化;B,与环氧乙烷发生聚合。这两个步骤可以在溶剂或没有溶剂条件下进行,溶剂并没有特别限制,但优选非质子性溶剂,如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选甲苯或四氢呋喃。
步骤A:小分子引发剂去质子化
用于化合物(4)去质子化的碱没有特别限制,但优选金属钠、钾、氢化钠、氢化钾、甲醇钠、甲醇钾、萘锂、正丁基锂、叔丁基锂、叔丁醇钾或二苯基甲基钾,更优选用金属钠、钾或二苯基甲基钾,最优选二苯基甲基钾。催化剂的用量在5至80mol%。如果催化剂的用量小于5mol%,聚合速率慢而累计热增加,导致副产物生成,如末端羟基发生消除生成乙烯醚化合物。在无溶剂条件下反应,催化剂的量超过50mol%会导致反应溶液粘度增加或有固体析出,导致反应不均衡且给纯化带来困难。而在甲苯或四氢呋喃做溶剂时,反应液粘度增加或有固体 析出的问题可以得到解决,催化剂量可以相应的增加到80mol%。
去质子化一般在10至50℃的条件下进行,优选25至50℃。当温度小于10℃时,去质子化不完全,碱作为亲核试剂参与阴离子聚合,得到目标分子量0.5倍的低分子量杂质。这类杂质可能与生物相关物质发生反应并改变其物理性能。而当温度高于50℃,会导致保护基的部分分解脱保护,得到目标分子量1.5倍的高分子量杂质,而这类杂质经过下一步封端醚化后,没有活性官能团。当含有这类杂质的状态下修饰药物,必然导致药物制剂不均匀,质量不稳定,不能满足高纯度药物的修饰。
去质子化时间,优选10分钟至24小时,时间的控制随着碱的不同而不同。一般的,碱性弱或在有机溶剂中溶解度比较小的强碱(如:甲醇钠、甲醇钾、氢化钠、氢化钾等),需要较长的去质子化时间,一般在1小时至24小时;而碱性强且在有机溶剂中溶解度良好的碱(如:二苯基甲基钾、正丁基锂、叔丁基锂等),即使在无溶剂条件下也可以与小分子引发剂充分互溶,去质子速度快,一般在10分钟至24小时,优选20分钟至1小时。当去质子化时间较短,去质子化不完全,碱作为亲核试剂参与阴离子聚合,得到目标分子量0.5倍的低分子量杂质;而当去质子化时间大于24小时,会导致保护基的部分分解脱保护,得到目标分子量1.5倍的高分子量杂质,不能满足高纯度药物的修饰。
当使用甲醇钾、叔丁醇钾、甲醇钠作为催化剂时,优选甲醇钾,其用量为5至80mol%,在25至80℃的条件下进行,优选50至60℃,除此外,应该在减压条件下操作以促进质子交换。由于甲醇钾、叔丁醇钾或甲醇钠自身在聚合条件下,也会与环氧乙烷发生聚合,得到分子量为目标分子量0.5倍的一端醚化聚乙二醇,而这类的聚乙二醇会在下一步封端醚化,得到了双端醚化没有活性官能团的聚乙二醇;而去质子化后的产物(甲醇、叔丁醇),不仅是质子源,会淬灭反应,而且在聚合条件下也会参与环氧乙烷的聚合,得到上述一端醚化的聚乙二醇副产物,所以这类反应需要在较高的温度(优选50至60℃)保证完全质子化的同时,减压操作除去低级醇。
步骤B:环氧乙烷的聚合
当在非质子性溶剂条件下,优选在50至70℃进行聚合。当温度低于50℃时,随着聚合的进行,分子量逐步增加,反应液体的粘度会增加或有固体析出,导致反应体系不均匀,得到的目标产物分布较宽,不适合用于高纯度药物的修饰;而当温度高于70℃,反应体系容易发生爆聚或易发生副反应,如末端醇消除得到乙烯基醚。
当无溶剂条件下,优选在50至130℃进行聚合,更优选在80至110℃进行聚合。当温度低于50℃时,聚合速率较低其累计热增加从而降低了目标产物的质量;此外,当温度高于130℃,容易发生副反应如末端醇消除得到乙烯基醚。同样的,随着聚合的进行,分子量逐步增加,反应液体的粘度会增加或会产生固化,使得反应不均匀,得到的目标产物分布较宽,一般优选在非质子性溶剂下进行,溶剂优选四氢呋喃或甲苯。
此时,得到的聚合产物是醇与氧负离子的混合物,对其完全的封端需要先进行分支链端的完全去质子化。
用于分支链端去质子化的碱没有特别限制,优选金属钠、钾、氢化钠、氢化钾、甲醇钠、甲醇钾、萘锂、正丁基锂、叔丁基锂、叔丁醇钾或二苯基甲基钾,更优选用金属钠、钾或二苯基甲基钾,最优选二苯基甲基钾。一般,碱用量在引发剂摩尔当量的5至20倍,优选8至15倍。如果碱的用量小于引发剂5倍摩尔 当量,会导致分支链端去质子化不完全,不能完全封端;分支链末端的活泼羟基会参与后续的聚合反应,得到分子量大于目标分子量的杂质,导致分子量分布较宽且含有多个活性官能团,修饰药物时,可能导致药物活性的减小或完全失去。当碱的用量大于引发剂20倍摩尔当量,过量的试剂或化合物给纯化带来麻烦,混入后续步骤,引起副反应。
分支链端去质子化一般在10至50℃的条件下进行,优选25至50℃。当温度小于10℃时,去质子化不完全,不能完全封端,分支链末端的活泼羟基会参与后续的聚合反应,得到分子量大于目标分子量的杂质,导致分子量分布较宽且含有多个活性官能团;修饰药物时,可能导致药物活性的减小或完全失去。而当温度高于50℃,会导致保护基的部分脱保护,而在下一步发生封端醚化,没有活性官能团;当在含有这类杂质的状态下与修饰药物时,导致药物制剂不均匀,质量不稳定,不能满足高纯度药物的修饰。
分支链端去质子化时间,优选10分钟至24小时,时间的控制随着碱的不同而不同。一般的,碱性弱或在有机溶剂中溶解度比较小的强碱(如:甲醇钠、甲醇钾、氢化钠、氢化钾等),需要较长的去质子化时间,一般在1小时至24小时;而碱性强且在有机溶剂中溶解度良好的碱(如:二苯基甲基钾、正丁基锂、叔丁基锂等),即使在无溶剂条件下也可以与小分子引发剂充分互溶,去质子速度快,一般在10分钟至24小时,优选20分钟至1小时;当去质子化时间大于24小时,会导致上述含活性官能团主链末端羟基保护基的部分分解脱保护。
1.1.2 聚乙二醇负离子中间体(5)封端反应(步骤b))
聚乙二醇负离子中间体(5)末端的烷基醚化封端可以通过以下(1)或(2)中的任何一种方法实现:
(1)聚乙二醇负离子中间体(5)与烷基卤或烷基磺酸酯等含有离去基团的化合物(8)反应。
X是具有1到20个碳原子的烃基,包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苄基、丁基苯基,该烃基优选具有1至10个碳原子的烃基,最优选为甲基;而LG1为离去基团,包括氯、溴、碘、甲磺酸酯、对甲苯磺酸酯、2,2,2-三氟乙酸磺酸酯,优选碘;所以用于聚乙二醇负离子中间体(5)封端的烷基卤或烷基磺酸酯等含离去基团的化合物最优选为碘甲烷。
一般,烷基卤或烷基磺酸酯等含有离去基团的化合物(8)这种封端试剂的用量为引发剂的5至20倍摩尔当量,优选8至15倍。如果封端试剂的用量小于5倍引发剂摩尔当量,导致不能完全封端,末端的氧负离子会参与后续的聚合反应,得到分子量大于目标分子量的杂质,导致分子量分布较宽且含有多个活性官能团;修饰药物时,可能导致药物活性的减小或完全失去。当封端试剂的用量大于20倍引发剂摩尔当量,过量的试剂给纯化带来麻烦,可能混入后续步骤,引起副反应。
封端反应的温度没有特别限制,优选在25至50℃的条件下进行。
(2)往聚乙二醇负离子中间体(5)中加入活化剂,得到相应的聚乙二醇磺酸酯,再与去质子的醇(X-OH)发生取代反应得到化合物(6)。常用的活化剂有甲磺酰氯、对甲苯磺酸、2,2,2-三氟乙酸磺酰氯。
方法(1)和方法(2)都可以实现完全封端,由于方法(1)可以与聚合反应在同一反应容器中进行,生产工艺较为简便,优选方法(1)。
以上产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化,得到中间体化合物(6)。
1.1.3 中间体化合物(6)的脱保护(步骤c))
由于前述合成路线可以用苄基、硅醚、缩醛、叔丁基四种方法对含活性官能团主链末端羟基进行保护,所以脱保护的方法相应有:
A:苄基的脱保护
苄基脱保护可以利用氢化还原剂和氢供体的氢化作用来实现,在这个反应体系中的含水量应小于1%,反应才能顺利进行。当体系中的含水量大于1%,会发生聚乙二醇链的断裂,产生低分子量的带羟基的聚乙二醇,会参与后续的聚合反应或官能团修饰,给目标产品引入杂质,甚至,与生物相关物质起反应,改变了制剂的性质。
氢化还原催化剂没有限制,优选为钯和镍,但是并不限制载体,但优选氧化铝或碳,更优选碳。钯的用量为中间体化合物(6)的1至100wt%,优选为中间体化合物(6)的1至20%wt%。当钯的用量小于1wt%,脱保护的速率和转化率都会降低,未脱保护部分不能进行后续的聚合或官能团化,导致最终产品官能团率低。然而,当钯的用量大于100wt%,易导致聚乙二醇链的断裂。
反应溶剂没有特别的限制,只要原料和产物均可以溶剂即可,但优选甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃,乙酸;更优选甲醇。并不特别限制氢供体,但优选氢气、环己烯、2-丙醇、甲酸铵等。反应温度优选为25至40℃。当温度高于40℃,易发生聚乙二醇链的断链。反应时间没有特别限制,反应时间与催化剂的用量成负相关,优选为1至5个小时,当反应时间小于1小时,转化率较低,当反应时间大于5个小时,易发生聚乙二醇链的断链。
B:缩醛、缩酮的脱保护
用于这类羟基保护的缩醛或缩酮化合物优选乙基乙烯基醚、四氢吡喃、丙酮、2,2-二甲氧基丙烷、苯甲醛等。而这类缩醛、缩酮的脱保护通过在酸性条件下实现,溶液pH优选0至4。当pH值大于4,酸性太弱,不能完全脱除保护基;当pH值小于0,酸性太强,易发生聚乙二醇链的断链。酸没有特别限制,但优选乙酸、磷酸、硫酸、盐酸、硝酸,更优选盐酸。反应溶剂没有特别的限制,只要能够溶解反应物和产物即可,优选水。反应温度优选0至30℃。当温度低于0℃,反应速度较慢,不能完全脱除保护基;当温度高30℃,在酸性条件下,易发生聚乙二醇链的断链。
C:硅醚的脱保护
用于这类羟基保护的化合物包括三甲基硅醚、三乙基硅醚、二甲基叔丁基硅醚、叔丁基二苯基硅醚等。而这类硅醚的脱保护通过含氟离子的化合物,优选四丁基氟化铵、四乙基氟化铵、氢氟酸、氟化钾,更优选四丁基氟化铵、氟化钾。含氟试剂的用量在引发剂摩尔当量的5至20倍,优选8至15倍引发剂,如果含氟的用量小于5倍引发剂摩尔当量,会导致脱保护不完全;当脱保护试剂的用量大于20倍引发剂摩尔当量,过量的试剂或化合物给纯化带来麻烦,可能混入后续步骤,从而引起副反应。反应溶剂没有特别的限制,只要能够溶解反应物和产物即可,优选非质子性溶剂,更优选四氢呋喃、二氯甲烷。反应温度优选0至30℃,当温度低于0℃,反应速度较慢,不能完全脱除保护基。
D:叔丁基的脱保护
叔丁基的脱保护在酸性条件下进行,溶液pH优选0至4。当pH值大于4,酸性太弱,不能完全脱除保护基;当pH值小于0,酸性太强,易发生聚乙二醇链的断链。酸没有特别限制,但优选乙酸、磷酸、硫酸、盐酸、硝酸,更优选盐酸。反应溶剂没有特别的限制,只要能够溶解反应物和产物即可,优选水。反应温度优选0至30℃。当温度低于0℃,反应速度较慢,不能完全脱除保护基;当温度高30℃,在酸性条件下,易发生聚乙二醇链的断链。
以上步骤均可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化,得到中间体化合物(7)。
1.1.4 中间体(7)与环氧乙烷的聚合(步骤d))
需要经过两个步骤完成:A:在碱催化下主链末端羟基的去质子化;B:与环氧乙烷发生聚合,该步聚合与1.1中的聚合反应类似,在此就不一一赘述。
当聚合到一定程度,加入质子源,即可得到具有特定聚合度主链的中间体化合物(3)。其中质子源没有特别限制,只要能提供活泼氢即可,优选甲醇、乙醇、水、乙酸。
2.方法二:包括如下步骤:
a)以含有一个裸露羟基和两个受保护的羟基的小分子引发剂(9)与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,生成主链,并进行主链末端去质子化,得到中间体(10),其中底物的两个羟基的保护基可以相同也可以不同或共用一个保护基;
b)对步骤a)所得中间体(10)的主链进行官能化或羟基保护,得到中间体(11),其中当R为可在阴离子聚合条件下稳定存在的官能团时,可直接进行官能化;
c)对步骤b)所得中间体(11)的末端羟基的脱保护,得到中间体(12);
d)在步骤c)所得中间体(12)的末端羟基与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,生成两条分支链,并进行链末端去质子化得到中间体(13);
e)对步骤d)所得中间体(13)进行两条分支链封端,得到式(14)所述一端保护的支化聚乙二醇;
f)对步骤e)所得中间体(14)进行端基脱保护得到支化聚乙二醇中间体(3);
g)对步骤f)所得中间体(3)进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG4为羟基保护基团,可以为硅醚、苄基、缩醛、缩酮或叔丁基;X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3、q的定义与通式(1)中相同。除R=OH外,R的定义与上述相同。
2.1.中间体化合物(11)的制备
本发明的中间体化合物(11)可以按以下所述进行制备。1至1000倍摩尔量的环氧乙烷与末端羟基保护的含有一个裸露羟基的化合物(9)进行聚合后,加入过量的去质子化试剂,生成羟基保护的聚乙二醇负离子中间体(10);末端氧负离子再与官能化试剂或者保护基团进行封端得到中间体(11)。
其中,羟基保护的聚乙二醇负离子中间体(10)的制备与1.1中的聚合反应类似,在此就不一一赘述。
其中,当R为在阴离子引发环氧聚合的条件下稳定的基团时,可以先将主链使用R基团进行封端得到单一官能化聚乙二醇的前体(12),也可以先用保护基进行保护,多步反应后得到中间体(3)后,官能化得到单一官能化聚乙二醇(1)。其中,R优选而不局限于:
其中Z1为亚烷基或含有酰胺基、醚基、双键、三键或仲胺基等在光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在基团的亚烷基;
q为0或1;
Q为氢或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
M为位于环上的碳原子或氮原子;
2.2单一官能化聚乙二醇(3)的制备
从中间体(11)出发,经过脱保护得到双醇中间体(12)、引发环氧聚合后去质子化得到阴离子中间体(13)、醚化封端后得到中间体(14)、脱保护、官能化得到单一官能化聚乙二醇(3),其中当R’=R时,阴离子中间体(13)醚化分端后即可得到单一官能化聚乙二醇(3)。
其中,从中间体(11)出发,经过脱保护得到双醇中间体(12)、引发环氧聚合后去质子化得到阴离子中间体(13)、醚化封端后得到中间体(14)、脱保护、官能化得到单一官能化聚乙二醇(3)等步骤,与步骤1.1、1.2相类似,在此就不一一赘述。
3.方法三:包括如下步骤:
a)以二级胺(15)与含末端官能化或羟基保护的聚乙二醇发生烷基化或酰胺化得到中间体(11),其中,当R为可在阴离子聚合条件下稳定存在的官能团时,二级胺可直接与末端官能化的聚乙二醇发生烷基化或酰胺化;
b)对步骤a)所得中间体(11)的末端羟基的脱保护,得到中间体(12);
c)在步骤b)所得中间体(12)的末端羟基与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,生成两条分支链,并进行链末端去质子化得到中间体(13);
d)对步骤c)所得中间体(13)进行两条分支链封端,得到式(14)所述一端保护的支化聚乙二醇;
e)对步骤d)所得中间体(14)进行端基脱保护得到支化聚乙二醇中间体(3);f)对步骤e)所得中间体(3)进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG4为羟基保护基团,可以为硅醚、苄基、缩醛、缩酮或叔丁基;OPG4为被保护的羟基;X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3与上述定义一致,这里不再赘述。
3.1底物胺(15)的烷基化或酰胺化,得到中间体(11)
A.底物胺(15)与聚乙二醇磺酸酯、卤代物发生烷基化
在碱的存在下,由底物胺(15)与聚乙二醇的磺酸酯衍生物、卤代物亲核取代得到胺中间体(11)。其中,磺酸酯、卤代物的摩尔当量是底物胺(15)的1至50倍,优选1至5倍。当磺酸酯、卤代物的摩尔当量的摩尔当量小于底物胺(15)的1倍摩尔当量,则反应取代不完全,难以纯化。而当磺酸酯、卤代物的摩尔当量大于底物胺(15)的50倍时,过量的试剂给纯化带来麻烦,可能混入后续步骤,从而导致下一步副反应增加,增加纯化难度。
得到的产物为胺中间体(11)和过量的聚乙二醇磺酸酯、卤代物的混合物,其可以通过阴离子交换树脂、渗透、超滤等方式进行纯化。其中,阴离子交换树脂没有特别限制,只要目标产物可以在树脂上发生离子交换、吸附即可,优选以葡聚糖、琼脂糖、聚丙酸酯、聚苯乙烯、聚二苯乙烯等为骨架的叔胺或季铵盐的离子交换树脂。渗透、超滤的溶剂没有限制,一般可以水或者有机溶剂,其中有机溶剂没有特别限制,只要产物可以在里面溶解即可,优选二氯甲烷、三氯甲烷等。
反应溶剂没有受到限制,优选非质子性溶剂,如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选二甲基甲酰胺、二氯甲烷、二甲亚砜或四氢呋喃。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶。碱的摩尔量为磺酸酯或卤代物摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为3至5倍。
B.底物胺(15)与聚乙二醇酰氯发生酰胺化反应
在碱的存在下,由底物胺(15)与聚乙二醇的酰卤衍生物反应得到中间体(11)。其中,聚乙二醇的酰卤衍生物的摩尔当量是底物胺(15)的1至20倍,优选1至2倍,更优选1至1.5倍。当聚乙二醇的酰卤衍生物的摩尔当量大于底物胺(15)的20倍时,过量的试剂给纯化带来麻烦,可能混入后续步骤,增加纯化难度。当聚乙二醇的酰卤衍生物的摩尔当量小于底物胺(15)的1倍时,反应不完全,增加纯化难度。其中,过量的聚乙二醇的酰卤衍生物在水解后得到相应的酸,可以通过阴离子离子交换树脂、渗透、超滤等手段纯化得到中间体(11)。所述的阴离子交换树脂没有特别的限制,只要能与阴离子发生交换实现分离效果即可。优选以葡聚糖、琼脂糖、聚丙酸酯、聚苯乙烯、聚二苯乙烯等为骨架的叔胺或季铵盐的离子交换树脂。渗透、超滤的溶剂没有限制,一般可以水或者有机溶剂,其中有机溶剂没有特别限制,只要产物可以在里面溶解即可,优选二氯甲烷、三氯甲烷等。
反应溶剂没有受到限制,优选非质子性溶剂,如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选二甲基甲酰胺、二氯甲烷、二甲亚砜或四氢呋喃。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶。碱的摩尔量为磺酸酯(10)摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为3至5倍。
C.底物胺(15)与聚乙二醇醛类衍生物发生烷基化反应
由底物胺(15)与聚乙二醇的醛类衍生物反应得到亚胺中间体后,在还原剂作用下得到中间体(11)。其中,聚乙二醇的醛类衍生物的摩尔当量是底物胺(15)的1至20倍,优选1至2倍,更优选1至1.5倍。当聚乙二醇的醛类衍生物的摩尔当量大于底物胺(15)的20倍时,过量的试剂给纯化带来麻烦,可能混入后续步骤,增加纯化难度。当聚乙二醇的醛类衍生物的摩尔当量小于底物胺(15)的1倍时,反应不完全,增加纯化难度。其中,反应后产物可以通过阳离子交换树脂、渗透、超滤等手段纯化得到中间体(11)。所述的阳离子交换树脂没有特别的限制,只要能与季铵阳离子发生交换实现分离效果即可。渗透、超滤的溶剂没有限制,一般可以水或者有机溶剂,其中有机溶剂没有特别限制,只要产物可以在里面溶解即可,优选二氯甲烷、三氯甲烷等。
反应溶剂没有受到限制,优选有机溶剂,如甲醇、乙醇、水、甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺等;更优选水和甲醇;
还原剂没有特别限制,只有能过将亚胺还原成胺即可,优选硼氢化钠、氢化铝锂、氰基硼氢化钠、Zn/AcOH等,更优选氰基硼氢化钠。一般还原剂的用量为聚乙二醇醛类衍生物物质的量的0.5至50倍,更优选1-10倍。
3.2单一官能化聚乙二醇(3)的制备
从中间体(11)出发,经过脱保护得到双醇中间体(12)、引发环氧聚合后去质子化得到阴离子中间体(13)、醚化封端后得到中间体(14)、脱保护、官能化 得到单一官能化聚乙二醇(3),其中当R’=R时,阴离子中间体(13)醚化分端后即可得到单一官能化聚乙二醇(3)。其中步骤与2.2类似,在此就不一一赘述。
4.方法四:包括如下步骤:
a)一端羟基保护的一级胺(16)与末端醚化封端聚乙二醇发生烷基化得到中间体(17);
b)对步骤a)所得中间体(17)与末端醚化封端聚乙二醇发生烷基化或酰胺化,得到中间体(18);
c)在步骤b)所得中间体(18)的末端羟基脱保护得到端基羟基裸露的中间体(19);
d)对步骤c)所得中间体(19)与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,质子化后得到支化聚乙二醇中间体(3);
e)对步骤d)所得中间体(3)进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG4为羟基保护基团,为硅醚、苄基、缩醛、缩酮或叔丁基;X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3与上述定义一致,这里不再赘述。
4.1底物胺(15)的两次烷基化或酰胺化,得到中间体(18)
其中,一端羟基保护的一级胺(16)引入第一条链时,只能通过烷基化反应引入,其与末端醚化封端聚乙二醇发生烷基化得到中间体(17)的方法与4.1A、C相似,在此不一一赘述。而中间体(17)引入第二条支链时则可以通过烷基化方法和先计划方法进行引入,其与末端醚化封端聚乙二醇发生烷基化或酰胺化,得到中间体(18)的方法与3.2相类似,在此不一一赘述。
5.2单一官能化聚乙二醇(3)的制备
从中间体(18)出发,经过脱保护得到主链羟基裸露中间体(19)、引发环氧聚合后质子化、进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇,其中步骤与1类似,在此就不一一赘述。
5.方法五:包括如下步骤:
a)一端胺基保护的醇(20)与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,加入碱完全去质子化后得到阴离子中间体(21);
b)对步骤a)所得中间体(21)进行醚化封端得到中间体(22);
c)在步骤b)所得中间体(22)的末端胺基去保护得到端基胺基裸露的中间体(23);
d)对步骤c)所得中间体(23)进行胺基烷基化,得到仲胺中间体(24);
e)对步骤d)所得中间体(24)再次进行胺基烷基化或酰胺化,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG5为氨基保护基团,NHPG5为氨基被保护后的结构,为氨基甲酸酯、酰胺、酰亚胺、N-烷基胺、N-芳基胺、亚胺、烯胺、咪唑、吡咯或吲哚;X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3与上述定义一致,这里不再赘述。
5.1中间体(22)的制备
从一端胺基保护的醇(20)出发,在碱的作用下,引发环氧聚合后,加入过量碱完全去质子化后得到阴离子中间体(21),再对阴离子中间体(21)进行醚化封端得到中间体(22),其步骤与方法1相类似,在此不一一赘述。
6.2中间体(22)的胺基脱保护
A.胺基甲酸叔丁酯(Boc)脱保护。
胺基甲酸叔丁酯(Boc)是这类胺基最常见的保护基,这类保护基一般在酸性条件下脱除,一般酸没有特别限制,质子酸和Lewis酸都可以,其中优选盐酸、硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、乙酰氯、对甲苯磺酸、三氯化铝、三甲基卤硅烷、氯化锡等,其中优选质子酸,更优选盐酸、硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸。反应溶剂没有特别的限制,只要能够溶解反应物和产物即可,优选水。反应温度优选0至30℃。当温度低于0℃,反应速度较慢,不能完全脱除保护基;当温度高30℃,在酸性条件下,易发生聚乙二醇链的断链。
B.胺基甲酸苄酯(Cbz)脱保护
胺基甲酸苄酯(Cbz)也是这类反应中,胺基常见的保护基,这类保护基一般可以通过氢解脱除。氢解脱保护可以利用氢化还原剂和氢供体的氢化作用来实现,在这个反应体系中的含水量应小于1%,反应才能顺利进行。当体系中的含水量大于1%,会发生聚乙二醇链的断裂,产生低分子量的带羟基的聚乙二醇,会参与后续的聚合反应或官能团修饰,给目标产品引入杂质,甚至,与生物相关物质起反应,改变了制剂的性质。
氢化还原催化剂优选为钯,但是并不限制载体,但优选氧化铝或碳,更优选碳。钯的用量为中间体化合物(6)的1至100wt%,优选为中间体化合物(6)的1至20%wt%。当钯的用量小于1wt%,脱保护的速率和转化率都会降低,未脱保护部分不能进行后续的聚合或官能团化,导致最终产品官能团率低。然而,当钯的用量大于100wt%,易导致聚乙二醇链的断裂。
反应溶剂没有特别的限制,只要原料和产物均可以溶剂即可,但优选甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃,乙酸;更优选甲醇。并不特别限制氢供体,但优选氢气、环己烯、2-丙醇等。反应温度优选为25至40℃。当温度高于40℃,易发生聚乙二醇链的断链。反应时间没有特别限制,反应时间与催化剂的用量成负相关,优选为1至5个小时,当反应时间小于1小时,转化率较低,当反应时间大于5个小时,易发生聚乙二醇链的断链。
C.亚胺的脱保护
这类反应中,常见的保护基还有亚胺(席夫碱),常见用于保护的醛有甲醛、乙醛、苯甲醛等。这类保护基一般在酸性条件下脱除,一般酸没有特别限制,一般为质子酸,优选盐酸、硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、乙酰氯、对甲苯磺酸、等,更优选盐酸、硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸。反应溶剂没有特别的限制,只要能够溶解反应物和产物即可,优选水。反应温度优选0至30℃。当温度低于0℃,反应速度较慢,不能完全脱除保护基;当温度高30℃,在酸性条件下,易发生聚乙二醇链的断链。
5.2单一官能化聚乙二醇(1)的制备
从中间体(23)出发,经过胺烷基化、胺的烷基化或酰胺化得到单一官能化聚乙二醇(3),其中步骤与4.1类似,在此就不一一赘述。
有关步骤和支链的引入方式可以多种排列组合,并为本领域的技术人员所熟知,在此不一一赘述。
6.方法六:包括如下步骤:
a)胺基保护的双醇(25)与碱组成共引发体系,引发环氧聚合后,并进行链末端去质子化得到阴离子中间体(26);
b)对步骤a)所得中间体(26)进行醚化封端得到中间体(27);
c)在步骤b)所得中间体(27)的胺基去保护得到胺基裸露的中间体(28);
d)对步骤c)所得中间体(28)进行胺基烷基化、酰胺基化,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG5为氨基保护基团,所述氨基被保护后的结构为氨基甲酸酯、酰胺、酰亚胺、N-烷基胺、N-芳基胺、亚胺、烯胺、咪唑、吡咯或吲哚;X1、X2、n1、n2、n3、L1、L2、L3与上述定义一致,这里不再赘述。
从胺基保护的双醇(25)出发,经过环氧聚合、氮上脱保护、胺的烷基化或酰胺化,这些步骤与1.1、5.相类似,在此不一一赘述。
以上提供的是比较经典的参考制备方法,本领域当然也可以有其他的制备方法,在此也就不一一赘述。本领域技术人员可以根据需要选择适合的方法。
下面结合一些具体实施方式对本发明所述单一官能化的支化聚乙二醇及其制备方法做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明,本发明的保护范围包括但不限于以下实施例。
根据不同的需要对中间体化合物(3)、(15)进行修饰,可以分别得到式(1)、(16)所述单一官能化的支化聚乙二醇。下面结合R的几种类型,分别介绍其制备方法:
1.2单一官能化聚乙二醇的制备(步骤e))
以下详细描述所述单一官能化支化聚乙二醇(除R=OH外)的制备。
1.2.1R为类A的单一官能化支化聚乙二醇的制备
a:相应的活性酯可以通过中间体化合物(3)在碱的存在下,与相应的碳酸酯((A11)、(A51))、卤代甲酸酯((A21)、(A31)、(A61)、(A71))、羰基二咪唑(A41)反应得到。
其中W为Cl、Br、I,优选Cl。的量为化合物(H1)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。的量为化合物(H1)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶。碱的摩尔量为相应碳酸酯((A11)、(A51))、 卤代甲酸酯((A21)、(A31))、羰基二咪唑(A41)摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为3至5倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至80℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
b.酯类化合物也可以通过缩合反应得到。中间体化合物(3)通过一步或多步反应,得到羧酸化合物(D4);然后羧酸化合物(D4)在缩合剂的存在下,与相应的醇和胺反应得到相应的活性酯和酰胺。
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同。N-羟基琥珀酰亚胺(A12)、取代苯酚((A22)、(A32))、N-羟基三氮唑(A52)、咪唑(A62)、A72、A82、A92、A102、A112的量为化合物(D4)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
并不特别限制缩合剂,但优选N,N’-二环己基羰二亚胺(DCC),1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl),2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU),苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU),最优选为DCC。而一般缩合剂的用量为化合物(D4)摩尔当量的1至20倍,优选为5-10倍,这个反应可以加入适当的催化剂(如4-二甲基氨基吡啶)。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括一般为有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺),优选三乙胺、吡啶。碱的用量为N-羟基琥珀酰亚胺(A12)、苯酚(A22)(A32)、咪唑(A52)的摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为2至3倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至80℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.2R为类B的单一官能化支化聚乙二醇的制备
磺酸或亚磺酸酯类衍生物(B1,B2其中q为0)可以通过中间体化合物(3)与磺酰氯(B11)、亚磺酰氯(B21)在碱存在下酯化得到。
W为Cl、Br、I,优选Cl,Y为具有1至10个碳原子的烃基,其可以包括氟原子,优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、苯基、苄基、对甲基苯基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、4-(三氟甲氧基)苯基,更优选为甲基、对甲基苯基、2,2,2-三氟乙基、三氟甲基、乙烯基。
磺酰氯(B11)的量为中间体化合物(3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶。碱的用量为磺酰氯(B11)摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为2至5倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至80℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
R为类B衍生物优选q为0。当q为1时,优选与q为0时类似的方法进行制备。本领域技术人员熟知有关方法,这里就不再赘述。
砜类或亚砜类衍生物(B3,B4)可以通过硫醚中间体中间体(C71)或亚砜类中间体(B4)通过氧化反应制得。
Y1为具有1至10个碳原子的烃基,其可以包括氟原子,优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、苯基、苄基、对甲基苯基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、4-(三氟甲氧基)苯基,更优选为甲基、对甲基苯基、2,2,2-三氟乙基、三氟甲基、乙烯基。
氧化剂没有特别限制,只要能使底物的化合价升高的化合物或多种化合物的组合,优选苯基碘二(三氟乙酸酯)、1,4-苯醌、苄基三甲基三溴化铵、重铬酸吡啶盐、重铬酸钾、臭氧、氧气、次氟酸、次氯酸钠、醋酸高钴、醋酸钴、醋酸锰、醋酸鈀、醋酸铜、单过氧邻苯二甲酸、碘、N-碘代丁二酰亚胺、碘酰苯、2-碘酰 苯甲酸、二甲基二氧环丙烷、二甲亚砜-草酰氯、二甲亚砜-醋酸酐、DDQ、二氯三(三苯基膦)钌、二氧化锰、二乙酰氧基碘苯、高碘酸、高碘酸钠、高碘酸钠-四氧化锇、高锰酸钾、高硼酸钠、过氧苯甲酸、过氧化二苯甲酰、过氧化镍、过氧化氢、过氧化氢异丙苯、过氧叔丁醇、过氧乙酸、间氯过氧苯甲酸、N-氯代丁二酰亚胺、氯铬酸吡啶、氯化鈀-氯化铜、尿素过氧化氢复合物、三苯基甲基四氟硼酸盐、三丁基氧化锡、三氟化钴、三氟氧钒、三氧化铬、三乙酸锰、TEMPO、硝酸铈铵、溴、N-氧化吡啶、氧化银、O-乙基过氧碳酸、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、异丙醇铝、过硫酸氢钾、二氯碘苯等中的一种或其组合,更优选氧气、次氯酸钠、双氧水、二氯碘苯、过硫酸氢钾等的一种或其组合,氧化剂的量为中间体化合物(3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至25℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
除此外,砜类衍生物(B3)可以通过支化聚乙二醇中间体(H1-1)与碱反应去质子化后,与乙烯基砜加成(B31)反应得到。
步骤A:中间体(H1)去质子化。去质子化使用的碱没有限制,优选金属钠、钾,氢化钠、氢化钾,甲醇钠、甲醇钾、叔丁醇钾、正丁基锂、叔丁基锂或二苯基甲基钾,更优选用氢化钠或二苯基甲基钾。碱用量为中间体化合物(H1)摩尔当量的5至20倍,优选8至15倍,如果碱的用量小于5倍,去质子化不完全,不能完全取代。去质子化温度优选在10至50℃下进行。当温度小于10℃时,去质子化不完全,导致官能化率偏低。
去质子化时间,优选10分钟至24小时,时间的控制随着碱的不同而不同。一般的,碱性弱或在有机溶剂中溶解度比较小的强碱(如:甲醇钠、甲醇钾、氢化钠、氢化钾等),需要较长的去质子化时间,一般在1小时至24小时;而碱性强且在有机溶剂中溶解度良好的碱(如:二苯基甲基钾、正丁基锂、叔丁基锂等),即使在无溶剂条件下也可以与小分子引发剂充分互溶,去质子速度快,一般在10分钟至24小时,优选20分钟至1小时。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
步骤B:加入乙烯基砜(B31)进行取代反应(17)。
乙烯基砜用量为支化聚乙二醇中间体(H1)摩尔当量的1至50倍,优选为1至20倍,更优选为5至15倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至35℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、 重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.3R为类C的单一官能化支化聚乙二醇的制备
A:巯基衍生物(C2)的制备。
巯基衍生物(C2)可以通过中间体化合物(H1)与硫脲反应得到。
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3q与上述相同。
该反应可以在溶剂中或在没有溶剂的条件下进行,溶剂没有限制,优选水、甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选水、四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈。硫脲的用量是中间体化合物(H1)摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为5至8倍。反应温度优选为0至150℃,优选20至100℃,更优选为25至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。反应后,再通过碱水解得到巯基化合物(C2)。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
此外,巯基化合物(C2)还可以通过中间体化合物(B1)与化合物(C21)反应,然后用伯胺进行分解得到。这个反应可以在无溶剂或溶剂条件下进行,溶剂没有受到限制,优选非质子性溶剂,包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
化合物(C21)的量为中间体化合物(B1)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。反应温度优选为0至150℃,优选20至100℃,更优选为25至80℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。然后用伯胺进行碱分解在上述的非质子性溶剂中进行,使用的伯胺优选为氨、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、环己胺、乙醇胺、丙醇胺以及丁醇胺。由于巯基容易被氧化,反应需在无氧条件下进行。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
B:胺类衍生物的合成
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同。
胺类衍生物(C3)可以通过以下方式合成:在碱催化下,中间体化合物(H1)与丙烯氰或类似物发生偶联反应,然后在高压反应釜中,在钯或镍催化下还原氰基得到相应的胺。这个反应可以在无溶剂或溶剂条件下进行,溶剂没有受到限制,优选水或1,4-二氧六环及其组合。碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨 基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选无机碱,更优选氢氧化钠、氢氧化钾。碱的用量不受限制,优选中间体化合物(H1)摩尔当量的5至10倍;丙烯基氰及其类似物的用量优选中间体化合物(H1)摩尔当量的1至20倍,更优选5至15倍,用量随着中间体化合物(H1)的分子量的增加而增大。此外也可以用丙烯基氰做溶剂,反应温度为-50至100℃,更优选为20至60℃;反应时间为10分钟至48小时,优选为30分钟至24小时。
氢化反应步骤中,溶剂的选择没有限制,但优选为乙酸乙酯、甲醇、乙醇。镍和钯催化剂的使用比率不受限制,但优选为氰化物的0.05至30wt%,更优选为0.5至20wt%,反应温度优选为20至200℃,更优选为50至150℃,氢气的压力优选为2至10MPa,更优选为3至8MPa;反应时间优选10分钟到48小时,更优化为30分钟至24小时。此外,为了防止二聚作用,需要在反应体系加入氨气,加入的胺压力优选为0.1至3MPa,更优选为0.3至2MPa。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
胺类衍生物(C3,q为0)可以通过化合物(B)与氨水反应得到。这个反应时在氨水中进行。氨的浓度为1%至40%,优选为10至40%。氨水用量是化合物(B)质量的1至300倍,优选为100至200倍。反应温度为25至300℃,优选为60至100℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
C、保护的胺类化合物(C6)的制备方法
保护的胺类化合物C6可以由相应的支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)与相应的保护试剂进行反应制得。制备的方法没有限制,包括但不局限于以下方法:
a、氨基甲酸酯类化合物可以由支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)在碱的存在下与相应的卤代甲酸酯进行反应制得。卤代甲酸酯的量为支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、氯仿、乙腈。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶。碱的用量为聚乙二醇胺(C3)摩尔当量的1至50倍,优选为10至20倍,更优选为10至15倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至35℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
b、酰胺类化合物可以由支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)在碱的存在下与相应的酰卤进行反应制得。酰卤试剂的用量为支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二 甲基甲酰胺。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶。碱的用量为支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选为10至20倍,更优选为10至15倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至35℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
c、烷基化的氨基化合物可以由支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)在碱的存在下与相应的带有离去基团的烷基化试剂(29)进行反应制得。带有离去基团的烷基化试剂的用量为支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺、钠氢、DPMK、氢化钾、醇钠)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶、钠氢、DPMK、氢化钾、醇钠。碱的用量为支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选为5至15倍,更优选为5至10倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至35℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
d、烷基化的氨基化合物的另外一个制备方法可以由支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)与相应的醛或酮(XX)进行反应制得亚胺类聚乙二醇化合物后在还原剂的存在下将亚胺(希夫碱)还原成相应烷基化氨基化合物;相应的醛或酮没有特别限制,其用量为支化聚乙二醇胺类衍生物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选1至30倍,更优选5至20倍。
溶剂可以是质子性溶剂或非质子性溶剂,溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、甲醇、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、甲醇、乙酸乙酯。
还原剂没有特别限制,只要能将氨与醛或酮生成的希夫碱还原成氨基即可;优选硼氢化钠、氰基硼氢化钠、氢化铝锂、硼烷、二硼烷、二异丁基氢化铝、二异松莰基硼烷、硼氢化锂、硼氢化锌、硼烷-吡啶、硼烷-甲硫醚、硼烷-四氢呋喃等中的一种或组合;更优选氰基硼氢化钠,还原剂的当量为聚乙二醇胺类化合物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至35℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。D、保护的硫化合物(C7)的制备方法
保护的硫化合物(C7)可以由相应的支化聚乙二醇硫化合物(C2)与相应 的保护试剂进行反应制得。制备的方法没有限制,包括但不极限于以下方法:
a、硫醚的聚乙二醇可以由支化聚乙二醇硫化合物(C2)在碱的存在下与相应的带有离去基团的烷基化试剂(30)进行反应制得。带有离去基团的烷基化试剂的用量为支化聚乙二醇硫化合物(C2)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺、钠氢、DPMK、氢化钾、醇钠)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶、钠氢、DPMK、氢化钾、醇钠。碱的用量为支化聚乙二醇硫化合物(C2)摩尔当量的1至50倍,优选为5至15倍,更优选为5至10倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至35℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。b、硫代酯类化合物
硫代酯类化合物可以由支化聚乙二醇硫化合物(C2)在碱的存在下与相应的酰卤进行反应制得。酰卤试剂的用量为支化聚乙二醇硫化合物(C2)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶。碱的用量为支化聚乙二醇硫化合物(C2)摩尔当量的1至50倍,优选为10至20倍,更优选为10至15倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至25℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同。
除此以外,化合物(C4)(C5)(C8)(C9)也可以通过化合物(B1)与相应的叠氮盐、卤代盐、2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-羟基、3,5-二氧-1-环己胺反应得到。叠氮盐没有限制,只有在溶剂中有游离的叠氮离子生成即可,优选叠氮化钠、叠氮化钾。同样的,溴盐也没有限制,只有在溶剂中有游离的溴离子生成即可,优选溴化钠、溴化钾。该反应的溶剂不受限制,优选水、乙醇、乙腈、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺溶剂中进行,优选水和二甲基甲酰胺。叠氮盐、溴盐用量是化合物(B1)摩尔当量的1至50倍,优选为5至20倍,更优选为10至15倍。反应温度优选为10至300℃,更优选为100至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
卤代化合物C5还可以通过支化聚乙二醇中间体(H1)与卤代试剂反应得到,卤代试剂没有特别限制,只要可以将羟基转化为相应的卤原子就可以,优选二氯亚砜、三氯化磷、三溴化磷、二溴亚砜等中的一种或及其组合。卤代试剂的量为支化聚乙二醇中间体(H1)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至25℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.4R为类D的单一官能化支化聚乙二醇的制备
A、酰胺、酰肼、羧酸、硫酯的聚乙二醇衍生物的制备
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同。
酰胺、酰肼、羧酸、硫酯的聚乙二醇衍生物(D1)(D2)(D4)(D13)通过 以下方法制备:将中间体(H1)去质子化后,与α-卤代-酯发生取代反应后,得到酯类化合物D11再与相应的亲核试剂发生水解或胺解。
步骤A:中间体(H1)去质子化。去质子化使用的碱没有限制,优选金属钠、钾,氢化钠、氢化钾,甲醇钠、甲醇钾、叔丁醇钾或二苯基甲基钾,更优选用氢化钠或二苯基甲基钾。碱用量为中间体化合物(H1)摩尔当量的5至20倍,优选8至15倍,如果碱的用量小于5倍,去质子化不完全,不能完全取代。去质子化温度优选在10至50℃下进行。当温度小于10℃时,去质子化不完全,导致官能化率偏低。
去质子化时间,优选10分钟至24小时,时间的控制随着碱的不同而不同。一般的,碱性弱或在有机溶剂中溶解度比较小的强碱(如:甲醇钠、甲醇钾、氢化钠、氢化钾等),需要较长的去质子化时间,一般在1小时至24小时;而碱性强且在有机溶剂中溶解度良好的碱(如:二苯基甲基钾、正丁基锂、叔丁基锂等),即使在无溶剂条件下也可以与小分子引发剂充分互溶,去质子速度快,一般在10分钟至24小时,优选20分钟至1小时。
步骤B:加入α-卤代乙酸酯(16)进行取代反应得到中间体(17)。
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同。
W为Cl、Br、I,优选Br、I。
酰胺(D1)、酰肼(D2)、羧酸(D4)、硫酯(D13)可以通过化合物(D11)分别与氨水、水合肼、碱性溶液、硫醇反应得到。
制备酰胺(D1)中,氨的浓度为1%至40%,优选为25%至35%。氨水用量是化合物(D11)质量的1至300倍,优选为100至200倍。反应温度为25至100℃,优选为25至60℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
制备酰肼(D2)中,水合肼的浓度为1%至80%,优选为50%至80%。水合肼水用量是化合物(B1)质量的1至300倍,优选为50至100倍。反应温度为25至100℃,优选为25至60℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
制备羧酸(D4)中,碱为无机碱(如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡),溶度为0.1mol/L至10mol/L,优选为1mol/L至5mol/L,反应温度为0至100℃,优选为40至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
制备硫酯(D13)中,硫醇(R3-SH)的用量为酯聚乙二醇化合物(D11)的1至100当量,优选10-50当量,更优选10-20当量;反应温度为0至100℃,优选为40至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
以上所得得到的产物均可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
B、酰卤的聚乙二醇衍生物(D6)的制备方法:
聚乙二醇酰卤衍生物(D6)还可以通过支化聚乙二醇羧酸衍生物(D4)与卤代试剂反应得到,卤代试剂没有特别限制,只要可以将羧酸中羟基转化为相应的卤原子就可以,优选二氯亚砜、三氯化磷、三溴化磷、二溴亚砜等中的一种或及其组合。卤代试剂的量为支化聚乙二醇羧酸衍生物(D4)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲苯。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至25℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
C、聚乙二醇酸酐衍生物(D12)的制备方法:
聚乙二醇酸酐衍生物(D12)还可以通过支化聚乙二醇羧酸衍生物(D4)与酰卤、小分子酸酐、小分子混合酸酐反应得到,酰卤、小分子酸酐、小分子混合酸酐试剂没有特别限制,只要可以将羧酸中转化为相应的酸酐就可以,优选含1-10个碳的酰氯、含1-10个碳的酰溴、含1-10个碳的酸酐等中的一种或及其组合。酰卤、小分子酸酐、小分子混合酸酐的量为支化聚乙二醇羧酸衍生物(D4)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为40至80℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀等纯化方法加以纯化。
D、异氰酸酯(D10)和硫代异氰酸酯(D15)聚乙二醇衍生物的制备方法:
异氰酸酯(D10)和硫代异氰酸酯(D15)聚乙二醇衍生物可以通过中间体化合物(H1)或胺类聚乙二醇衍生物(C3)与带有两个异氰酸或硫代异氰酸的有机小分子进行反应得到,带有两个异氰酸或硫代异氰酸的有机小分子没有特别限制,优选含1-10个碳的带有两个异氰酸或硫代异氰酸的有机小分子。两个异氰酸或硫代异氰酸的有机小分子量为中间体化合物(H1)或胺类聚乙二醇衍生物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至35℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过吸附处理、沉淀、反沉淀等纯化方法加以纯化。
E、聚乙二醇衍生物(D9)的制备
聚乙二醇衍生物(D9)可以由支化聚乙二醇醛类衍生物(D5)与羟胺形成肟后,经氧化后得到聚乙二醇衍生物(D9)。
支化聚乙二醇醛类衍生物(D5)与羟胺形成肟中,羟胺为聚乙二醇醛类化合物(D5)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为40至80℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过吸附处理、沉淀、反沉淀等纯化方法加以纯化。
聚乙二醇肟化合物后经氧化后得到支化聚乙二醇衍生物(D9),其中氧化剂没有特别限制,优选N-碘代丁二酰亚胺、N-氯代丁二酰亚胺、N-溴代丁二酰亚胺等的一种或其组合,氧化剂的量为中间体化合物(H1)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选二甲基甲酰胺。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至35℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过吸附处理、沉淀、反沉淀等纯化方法加以纯化。
1.2.5R为类E的单一官能化支化聚乙二醇的制备
A、α,β-不饱和酯E2、E3的制备
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同;W为Cl、Br、I,优选Cl、Br。
这类的化合物可以通过聚乙二醇中间体(H1)去质子化后,与相应的卤代物(E21)、(E31)反应得到。聚乙二醇中间体(H1)去质子化,碱没有限制,优选金属钠、钾,氢化钠、氢化钾,甲醇钠、叔丁醇钾或二苯基甲基钾,更优选用氢化钠或二苯基甲基钾,碱用量在中间体化合物(H1)摩尔当量的5至20倍,优选8至15倍,如果碱的用量小于5倍摩尔当量,去质子化不完全,不能完全取代。去质子化温度优选在10至50℃下进行,当温度小于10℃时,去质子化不完全,导致官能化率偏低。
反应溶剂没有限制,优选非质子性溶剂,如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸 乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选甲苯或四氢呋喃。
去质子化时间,优选10分钟至24小时,时间的控制随着碱的不同而不同。一般的,碱性弱或在有机溶剂中溶解度比较小的强碱(如:甲醇钠、甲醇钾、氢化钠、氢化钾等),需要较长的去质子化时间,一般在1小时至24小时;而碱性强且在有机溶剂中溶解度良好的碱(如:二苯基甲基钾、正丁基锂、叔丁基锂等),即使在无溶剂条件下也可以与小分子引发剂充分互溶,去质子速度快,一般在10分钟至24小时,优选20分钟至1小时。
加入的卤代物(E21)、(E31)的量是中间体化合物(3)摩尔当量的1至50倍,优选为5至10倍。反应温度为25至100℃,优选为25至60℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
以上所得得到的产物均可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
B、聚乙二醇酰胺衍生物(E5)可有支化聚乙二醇胺衍生物(C3)在缩合剂的存在下,与相应的羧酸反应得到相应的酰胺衍生物。
缩合剂并不特别限制缩合剂,优选N,N’-二环己基羰二亚胺(DCC),1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl),2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU),苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU),最优选为DCC。而一般缩合剂的用量为化合物(D4)摩尔当量的1至20倍,优选为5-10倍,这个反应可以加入适当的催化剂(如4-二甲基氨基吡啶)。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括一般为有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺),优选三乙胺、吡啶。碱的用量为支化聚乙二醇胺衍生物(C3)的摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为5至10倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至80℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.6R为类F的单一官能化支化聚乙二醇的制备
其中,其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同;W为Cl、Br、I,优选Cl、Br。
这类的化合物可以通过聚乙二醇中间体化合物(3)去质子化后,与相应的卤代物(F11)、(F21)、(F31)发生取代得到。中间体化合物(3)去质子化,碱没有受到限制,优选金属钠、钾,氢化钠、氢化钾,甲醇钠、叔丁醇钾或二苯基甲基钾,更优选氢化钠或二苯基甲基钾。碱用量在中间体化合物(3)摩尔当量的5至20倍,优选8至15倍,如果碱的用量小于5倍引发剂,会导致去质子化不完全,不能完全取代,导致官能化率降低。去质子化温度优选在10至50℃下进行,当温度小于10℃时,导致去质子化不完全,不能完全取代。
反应溶剂没有特别限制,优选非质子性溶剂,如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选甲苯或四氢呋喃
去质子化时间,优选10分钟至24小时,时间的控制随着碱的不同而不同。一般的,碱性弱或在有机溶剂中溶解度比较小的强碱(如:甲醇钠、甲醇钾、氢化钠、氢化钾等),需要较长的去质子化时间,一般在1小时至24小时;而碱性强且在有机溶剂中溶解度良好的碱(如:二苯基甲基钾、正丁基锂、叔丁基锂等),即使在无溶剂条件下也可以与小分子引发剂充分互溶,去质子速度快,一般在10分钟至24小时,优选20分钟至1小时。
加入的卤代物(F11)、(F21)、(F31)的量是中间体化合物(3)摩尔当量的1至50倍,优选5至10倍。反应温度为25至100℃,优选为25至60℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
以上所得得到的产物均可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.7R为类G的单一官能化支化聚乙二醇的合成
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同。
以G2为例,这类的化合物可以通过聚乙二醇酸衍生物(D4)与醇(G21)缩合反应得到。醇(G21)的量为化合物(D4)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
并不特别限制缩合剂,但优选DCC,EDC,HATU,HBTU,最优选为DCC,HATU。而一般缩合剂的用量为底物摩尔当量的1至20倍,优选为5-10倍。这个反应可以加入适当的催化剂(如4-二甲基氨基吡啶)。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括一般为有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)优选三乙胺、吡啶。碱的用量为缩合剂摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为2至3倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.8R为醛基官能团或及其保护形式的聚乙二醇的制备
A、乙醛衍生物的制备:
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3q与上述相同。
聚乙二醇乙醛可以由中间体化合物(3)直接氧化得到,氧化剂没有特别限制,优选PDC、PCC、DCC+DMSO、MnO2,优选DCC+DMSO。DCC的用量为中间体化合物(3)物质的量的1至50倍,优选5至25倍,更优选10至20倍,并不特别限制反应溶剂,优选非质子性溶剂如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选二氯甲烷、二甲基亚砜。反应温度优选-78℃至100℃,优选0℃至50℃,更优选25℃至30℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。除此以外,此反应中应该添加弱酸性的盐,没有特别限制,优选吡啶三氟乙酸盐、三乙胺三氟乙酸盐、吡啶盐酸盐、三乙胺盐酸盐、吡啶硫酸盐、三乙胺硫酸盐等,更优选吡啶三氟乙酸盐。
B.丙醛或其他醛类衍生物的制备:
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同;Z1为亚烷基或含有酰胺基、醚基、双键、三键或仲胺基等在光、热、酶、氧化还原酸性、碱性条件下稳定存在的亚烷基,更优选亚烷基或含醚键、酰胺键、仲氨基的亚烷基,其中,亚烷基优选亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、异亚丙基、亚丁基、亚戊基以及亚己基。;W为Cl、Br、I,优选Br、I。
丙醛以及其他醛类衍生物可以通过中间体化合物(3)去质子化后,与卤代物(D51)反应得到缩醛中间体(D7),化合物(D7)在酸性条件下水解得到相应的醛。
中间体化合物(3)去质子化,使用的碱没有特别限制,优选金属钠、钾,氢化钠、氢化钾,甲醇钠、叔丁醇钾或二苯基甲基钾,更优选用氢化钠或二苯基甲基钾。碱用量在化合物(3)摩尔当量的5至20倍,优选8至15倍,如果碱的用量小于5倍,会导致去质子化不完全,不能完全取代,导致官能化率降低。去质子化温度优选在10至50℃下进行,当温度小于10℃时,导致去质子化不完全,官能团取代率低。
并不特别限制反应溶剂,优选非质子性溶剂,如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选甲苯或四氢呋喃。
去质子化时间优选10分钟至24小时,时间的控制随着碱的不同而不同。一般的,碱性弱或在有机溶剂中溶解度比较小的强碱(如:甲醇钠、甲醇钾、氢化钠、氢化钾等),需要较长的去质子化时间,一般在1小时至24小时;而碱性强且在有机溶剂中溶解度良好的碱(如:二苯基甲基钾、正丁基锂、叔丁基锂等),即使在无溶剂条件下也可以与小分子引发剂充分互溶,去质子速度快,一般在10分钟至24小时,优选20分钟至1小时。
加入的卤代物(D51)的量是中间体化合物(3)摩尔当量的1至50倍,优选为5至10倍。反应温度为25至100℃,优选为25至60℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
缩醛脱保护在酸性条件下进行,溶液pH值优选1至4。当pH值大于4,酸性太弱,不能完全脱除保护基;当pH值小于1,酸性太强,易发生聚乙二醇链的断链。酸没有特别限制,优选乙酸、磷酸、硫酸、盐酸、硝酸,更优选盐酸。反应溶剂没有特别的限制,只要能够溶解反应物和产物即可,优选水。反应温度优选0至30℃。当温度低于0℃,反应速度较慢,不能完全脱除保护基;当温度高于30℃,在酸性条件下,易发生聚乙二醇链的断链。
以上所得得到的产物均可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
C、醛保护形式的聚乙二醇的制备方法
a、可以通过支化聚乙二醇中间体化合物(3)去质子化后,与卤代物(D51)反应得到缩醛中间体(D7),与实施例1.2.8B中方法一样,再次不一一赘述。
b、可由聚乙二醇醛类衍生物(D5)在酸的催化下,与相应的醇反应得到醛保护形式的聚乙二醇(D7).其中酸没有特别限制,可以是质子酸或Lewis酸,其中优选盐酸、硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸、三氯化铝、氯化锡等,其中优选质子酸,更优选盐酸、硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、磷酸、硝酸。醇没有特别限制,可以为一元醇,二元醇或多元醇,其中优选甲醇,乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇、1,3-丙二醇,1,4-丁二醇等。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、 乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至25℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.9R为含马来酰亚胺基的单一官能化支化聚乙二醇的制备
马来酰亚胺衍生物(E1)可以通过方法A、方法B、方法C任何一种制备:
A:使用1.2.3方法制得的胺类化合物(C3)与马来酸酐发生开环反应得到酸中间体(E6),然后在乙酸酐或乙酸钠催化下发生关环缩合反应。
其中,X1、X2、n1、n2、n3、Z1、L1、L2、L3、q与上述相同。
反应溶剂没有特别限制,优选非质子性溶剂,如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选二氯甲烷、甲苯或四氢呋喃。
马来酸酐的用量优选胺类化合物(C3)物质的量的1至100倍,更优选5至10倍。反应温度优选为0至200℃,更优选为25至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
在关环缩合反应中,溶剂不受受到限制,优选上述的非质子性溶剂或乙酸酐。乙酸钠的用量为中间体化合物(3)物质的量0.1倍至100倍,优选1倍至50倍。反应温度优选为0至200℃,更优选为25至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物均可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
B:上述方法的胺类化合物(C3)与含有马来酰亚胺基团的酸(E11)缩合反应得到。
其中,Z2为亚烷基或含有酰胺基、醚基、双键、三键、或仲胺基等在光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的亚烷基,更优选亚烷基或含醚键、 酰胺键、仲氨基的亚烷基,其中,亚烷基优选亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、异亚丙基、亚丁基、亚戊基以及亚己基。
缩合剂没有特别限制,优选为DCC,EDC,HATU,HBTU,更优选为DCC。而一般缩合剂的用量为底物摩尔当量的1至20倍,优选为5-10倍。这个反应可以加入适当的催化剂(如4-二甲基氨基吡啶)。
反应溶剂没有特别限制,优选非质子性溶剂,包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱是有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺),优选三乙胺、吡啶。碱的摩尔量为缩合剂摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为2至3倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
C:通过与支化聚乙二醇中间体化合物(3)通过活化醇羟基与四氢呋喃保护的马来酰亚胺反应发生取代得到聚乙二醇的马来酰亚胺保护形式化合物E4,再由聚乙二醇的马来酰亚胺保护形式化合物E4高温加热脱保护得到马来酰亚胺衍生物(E1)。其中,醇羟基活化剂没有特别限制,优选偶氮二甲酸二异丙酯和三苯基膦组合。
反应溶剂没有特别限制,优选非质子性溶剂,包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
取代反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至35℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
脱保护反应0至200℃,优选30至150℃,更优选为80至130℃。反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.10R为羟基保护形式结构的单一官能化支化聚乙二醇的制备
R为羟基保护形式结构的单一官能化支化聚乙二醇(H2)可以通过支化聚乙二醇(H1)或支化聚乙二醇中间体化合物(3)与保护剂进行反应得到,一般保护剂没有特别限制,优选卤代硅烷、羧酸、酰氯、酸酐、卤代烃、磺酰氯、烯基醚、羰基等。
A、一般地,支化聚乙二醇(H1)或支化聚乙二醇中间体化合物(3)在中性或碱的存在下,与卤代硅烷、酰氯、酸酐、卤代烃、磺酰氯发生反应得到R为羟基保护形式结构的单一官能化支化聚乙二醇(H2)。其中卤代硅烷、酰氯、酸酐、卤代烃、磺酰氯的用量为聚乙二醇胺类化合物(C3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二 甲基甲酰胺。
碱包括有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺)或无机碱(如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或氢氧化钾),优选有机碱,更优选三乙胺、吡啶。碱的用量为聚乙二醇胺(C3)摩尔当量的1至50倍,优选为10至20倍,更优选为10至15倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至25℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
B、支化聚乙二醇(H1)或支化聚乙二醇中间体化合物(3)在碱和缩合剂的存在下,与羧酸发生反应得到R为羟基保护形式结构的单一官能化支化聚乙二醇(H2),此方法与实施例1.2.1类似,在此不一一赘述。
C、支化聚乙二醇(H1)或支化聚乙二醇中间体化合物(3)在酸的存在下,与烯基醚发生加成反应得到R为羟基保护形式结构的单一官能化支化聚乙二醇(H2),烯基醚没有特别限制,其中优选乙基乙烯基醚、四氢吡喃,烯基醚的用量为支化聚乙二醇化合物(H1)或支化聚乙二醇中间体化合物(3)摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
其中,酸没有特别限制,可以为质子酸或Lewis酸,其中优选盐酸、硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、乙酰氯、对甲苯磺酸、三氯化铝、三甲基卤硅烷、氯化锡等,其中优选质子酸,更优选盐酸、硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸。酸的用量没有特别限制,优选支化聚乙二醇化合物(H1)或支化聚乙二醇中间体化合物(3)摩尔当量的0.00001至50倍,优选0.1至1倍,更优选0.1至0.2倍。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为0至25℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
1.2.11R为类I基团的单一官能化支化聚乙二醇的制备
A、R为叶酸或生物素的聚乙二醇衍生物(I1,I3)可以通过叶酸与聚乙二醇中间体(H1,C3)缩合反应得到,其中,并不特别限制缩合剂,但优选N,N’-二环己基羰二亚胺(DCC),1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl),2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU),苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU),最优选为DCC。而一般缩合剂的叶酸摩尔当量的1至20倍,优选为5-10倍,这个反应可以加入适当的催化剂(如4-二甲基氨基吡啶)。
溶剂可以是无溶剂或非质子性溶剂,非质子性溶剂包括甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,优选四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
碱包括一般为有机碱(如三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑或二异丙基乙基胺),优选三乙胺、吡啶。碱的用量为N-羟基琥珀酰亚胺(A12)、苯酚(A22)(A32)、咪唑(A52)的摩尔当量的1至50倍,优选为1至10倍,更优选为2至3倍。
反应温度为0至200℃,优选0至100℃,更优选为25至80℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。得到的产物可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
B、R为胆固醇的聚乙二醇衍生物(I2),可以通过胆固醇与支化聚乙二醇羧酸衍生物(D4)通过缩合得到,缩合方法与1.2.11A类似,在此不一一赘述。
1.2.11R为类J基团的单一官能化支化聚乙二醇的制备
A、支化聚乙二醇衍生物(J1、J2、J3、J6、J8)可以通过缩合的方法,采用相应的小分子羧酸或小分子胺与相应的支化聚乙二醇羟基、氨基、羧酸的衍生物通过缩合得到,一般小分子的用量为支化聚乙二醇化合物摩尔当量的1至50倍,优选1至20倍,更优选5至10倍。
其他条件与1.2.11A类似,在此不一一赘述。
B、支化聚乙二醇衍生物(J4、J5)可以通过聚乙二醇支化聚乙二醇中间体化合物(3)去质子化后,与相应的卤代物发生取代得到。支化聚乙二醇中间体化合物(3)去质子化,碱没有受到限制,优选金属钠、钾,氢化钠、氢化钾,甲醇钠、叔丁醇钾或二苯基甲基钾,更优选氢化钠或二苯基甲基钾。碱用量在支化聚乙二醇中间体化合物(3)摩尔当量的5至20倍,优选8至15倍,如果碱的用量小于5倍引发剂,会导致去质子化不完全,不能完全取代,导致官能化率降低。去质子化温度优选在10至50℃下进行,当温度小于10℃时,导致去质子化不完全,不能完全取代。
反应溶剂没有特别限制,优选非质子性溶剂,如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,更优选甲苯或四氢呋喃
去质子化时间,优选10分钟至24小时,时间的控制随着碱的不同而不同。一般的,碱性弱或在有机溶剂中溶解度比较小的强碱(如:甲醇钠、甲醇钾、氢化钠、氢化钾等),需要较长的去质子化时间,一般在1小时至24小时;而碱性强且在有机溶剂中溶解度良好的碱(如:二苯基甲基钾、正丁基锂、叔丁基锂等),即使在无溶剂条件下也可以与小分子引发剂充分互溶,去质子速度快,一般在10分钟至24小时,优选20分钟至1小时。
加入的卤代物的量是支化聚乙二醇中间体化合物(3)摩尔当量的1至50倍,优选5至10倍。反应温度为25至100℃,优选为25至60℃,反应时间优选为10分钟至48小时,更优选为30分钟至24小时。
以上所得得到的产物均可通过萃取、重结晶、吸附处理、沉淀、反沉淀、薄膜透析或超临界提取等纯化方法加以纯化。
以上有关单一官能化的支化聚乙二醇的具体结构描述中仅提出了一些常见的结构例子,其制备方法也仅描述了自化合物(3)的路线。需要指出的是,单一官能化的支化聚乙二醇的制备亦可以方便地通过化合物(H1)(q为1时)实现,有关步骤和试剂使用与通过化合物(3)的方法类似,并为本领域的技术人员所熟知。
聚乙二醇修饰生物相关物质的制备
通式(2)所述的聚乙二醇修饰的生物相关物质的制备方法,由通式(1)所示的具有氮原子中心的单一官能化的支化聚乙二醇与通式(2)中的生物相关物质反应制备而得。其制备方法、路线、工艺、条件等均没有特别限制,属于本领域所公知的均可使用。
支化聚乙二醇可以和生物相关物质上的反应基团生成所述的聚乙二醇修饰的生物相关物质。
生物相关物质上的反应基团没有特别限制。
生物相关物质上的反应基团可以是生物相关物质中自带的反应性基团或经活化后的反应性基团,举例如氨基、巯基、不饱和键、羧基、羟基等天然存在的反应性基团,再举例如经活化可产生的酰胺等基团。
生物相关物质上的反应基团也可以是通过化学修饰引入到生物相关物质中的反应性基团,包括但不限于上述Z1、Z2所包括的所有功能性基团及其被保护形式,这里不再一一赘述。作为举例,比如可引入能发生click反应的基团,如炔基、叠氮、烯基、二烯基等。
实施例1:R为类H时单一官能化的支化聚乙二醇的制备
化合物H1-1的制备
在本例中,类H化合物选定L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,小分子引发剂主链末端羟基的保护基PG4=TBS。设计总分子量约为20000,其中两个分支链的分子量约为2*8500=17000,即n1≈n2≈193;含活性官能团主链的分子量约为3000,即n3≈68。
a、往无水无氧的密闭反应釜中,依次加入四氢呋喃(250mL)、小分子引发剂(2.532mmol)和二苯基甲基钾(4.0mmol);
b、加入计算量的环氧乙烷(50mL),逐步升温至温度为60℃,反应48小时;
c、加入过量的二苯基甲基钾(40mmol),然后加入过量碘甲烷(100mmol),反应温度在30℃,反应时间为12小时;将反应釜打开,溶剂浓缩后,在0℃无水乙醚中沉淀,过滤,干燥,即得主链端部羟基硅醚保护的中间体6-1;
本例所述中间体6-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):0.21(-Si(CH3)2),0.98(-SiC(CH3)3),2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-);Mn=17000,PDI=1.03。
d、在干燥洁净的容器中加入步骤c中制得的中间体6-1,用四氢呋喃溶解,加入四叔丁基氟化铵(TBAF),反应过夜后,即得到羟基裸露的中间体7-1。
本例所述中间体7-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-);Mn=17000,PDI=1.03。
e、重复(a)、(b)反应步骤,最后加入过量的质子源(如甲醇),得到化合物H1-1(L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0)。
化合物H1-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-);Mn=20000,PDI=1.05(分子量约为2*8500+3000=20000,其中含活性官能团主链的分子量约为3000)。
化合物F2-1的制备
在本例中,类F化合物选定L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,R=-CH2CH=CH2,小分子引发剂主链末端羟基的保护基PG=丙酮。设计总分子量约为20000,其中两个分支链的分子量约为2*1500=3000,即n1≈n2≈34;含活性官能团主链的分子量约为17000,即n3≈396。
a、往无水无氧的密闭反应釜中,依次加入四氢呋喃(250mL)、小分子引发剂9-1(2.532mmol)和二苯基甲基钾(2.0mmol);
b、加入计算量的环氧乙烷(8.8mL),逐步升温至温度为60℃,反应48小时;
c、加入过量的二苯基甲基钾(20mmol),然后加入过量丙烯基氯(40mmol),反应温度在30℃,反应时间为12小时;将反应釜打开,溶剂浓缩后,在0℃无水乙醚中沉淀,过滤,干燥,即得主链端部羟基丙烯基醚的中间体11-1;
本例所述中间体11-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.23(-C(CH3)2),2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-),4.12(-OCH2CH=CH2),5.28-5.40(-OCH2CH=CH2),6.02(-OCH2CH=CH2);Mn=17000,PDI=1.03。
d、在干燥洁净的容器中加入步骤c中制得的中间体11-1,用1M HCl溶解,室温搅拌过夜,即得到羟基裸露的中间体12-1。
本例所述中间体12-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-),4.12(-OCH2CH=CH2),5.28-5.40(-OCH2CH=CH2),6.02(-OCH2CH=CH2);Mn=17000,PDI=1.03。
e、重复(a)、(b)反应步骤,最后加入过量的碱后,加入碘甲烷,反应过夜后得到化合物F2-1(L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0)。
化合物F2-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-),4.05(-OCH2CH=CH2),5.28-5.40(-OCH2CH=CH2),6.02(-OCH2CH=CH2);Mn=20000,PDI=1.05。
化合物H1-2的制备
在本例中,类H化合物选定L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2C(=O),X1=X2=CH3,q=0,R=-OH,小分子引发剂主链末端羟基的保护基PG=Bn。设计总分子量约为15000,其中两个分支链的分子量约为2*5000=10000,即n1≈n2≈114;含活性官能团主链的分子量约为5000,即n3≈114。
a、往无水无氧的圆底烧瓶中,依次加入仲胺15-2(7.5mmol)、二氯甲烷(250mL)和三乙胺(10mmol)后,缓慢滴加聚乙二醇酰氯衍生物(2.5mmol,分子量约为5000,PDI=1.03)的二氯甲烷溶液(50mL)后,25℃下反应24h后,水洗,干燥,浓缩,乙醚沉淀得到仲胺中间体11-2。
本例所述中间体11-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.22(-OCH2CH3),1.30(-OCH(O)CH3),2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-,OCH2CH3),4.31(-COCH2N-)4.75(-OCHCH3(OCH2)),4.81(-OCH2C6H5),7.30-7.51(-OCH2C6H5);Mn=5000,PDI=1.03。
b、往无水无氧的圆底烧瓶中,依次加入仲胺中间体11-2(2.0mmol)、甲醇(250mL)和10%Pd/C(10g)后,氮气保护,室温下氢解过夜后,用热的乙醇进行过滤洗涤,浓缩、乙醚沉淀,得到白色固体12-2(2.5mmol,分子量约为5000,PDI=1.03)。
本例所述中间体12-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.22(-OCH2CH3),1.30(-OCH(O)CH3),2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-,OCH2CH3),4.31 (-COCH2N-)4.75(-OCHCH3(OCH2));Mn=5000,PDI=1.03。
c、往无水无氧的密闭反应釜中,依次加入四氢呋喃(250mL)、中间体(2.532mmol)和二苯基甲基钾(4.0mmol);
d、加入计算量的环氧乙烷(29.4mL),逐步升温至温度为60℃,反应48小时;
e、加入过量的二苯基甲基钾(40mmol),然后加入过量碘甲烷进行(80mmol),反应温度在30℃,反应时间为12小时;将反应釜打开,溶剂浓缩后,在0℃无水乙醚中沉淀,过滤,干燥,即得主链端部羟基保护的中间体14-2;
本例所述中间体14-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.22(-OCH2CH3),1.30(-OCH(O)CH3),2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.35(-OCH3)3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-,OCH2CH3),4.31(-COCH2N-)4.75(-OCHCH3(OCH2));Mn=15000,PDI=1.06。
f、在干燥洁净的容器中加入步骤e中制得的中间体14-2,用1M HCl溶解,室温搅拌过夜,即得到羟基裸露的中间体H1-2。
本例所述中间体H1-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.7-2.8(-NCH2CH2O-),3.35(-OCH3)3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-),4.31(-COCH2N-);Mn=15000,PDI=1.06。
化合物H1-3的制备
在本例中,类H化合物选定L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,小分子引发剂主链末端羟基的保护基PG=EE。设计总分子量约为40000,其中L1、L2连接的两个分支链的分子量约分别为10000、5000,即n1≈227,n2≈114;主链的分子量约为25000,即n3≈568。
a、往无水无氧的圆底烧瓶中,依次加入伯胺16-2(7.5mmol)、二氯甲烷(250mL)和三乙胺(10mmol)后,缓慢滴加聚乙二醇磺酸酯衍生物(2.5mmol, 分子量约为10000,PDI=1.03)的二氯甲烷溶液(50mL)后,25℃下反应24h后,水洗,干燥,浓缩,乙醚沉淀得到仲胺中间体17-2。
本例所述中间体17-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.22(-OCH2CH3),1.30(-OCH(O)CH3),2.70-2.80(-NHCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NHCH2CH2O-,OCH2CH3),4.75(-OCHCH3(OCH2));Mn=10000,PDI=1.03。
b、往无水无氧的圆底烧瓶中,依次加入仲胺中间体17-2(2.0mmol)、二氯甲烷(250mL)和三乙胺(10mmol)后,缓慢滴加聚乙二醇酰氯衍生物(2.5mmol,分子量约为5000,PDI=1.03)的二氯甲烷溶液(50mL)后,25℃下反应24h后,水洗,干燥,浓缩,阴离子交换树脂纯化得到中间体18-2。
本例所述中间体18-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.22(-OCH2CH3),1.30(-OCH(O)CH3),2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-,-OCH2CH3),4.32(-NC(=O)CH2-O-),4.75(-OCHCH3(OCH2));Mn=15000,PDI=1.06。
c、在干燥洁净的容器中加入步骤b中制得的V型聚乙二醇,用甲醇溶解,加入1M盐酸至pH=1.0,反应4小时后,即得到羟基裸露的中间体19-2。
本例所述中间体19-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.75-2.85(-NCH2CH2O-,-NCH2CH2OH),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-CHCH2O-),4.32(-NC(=O)CH2-O-);Mn=15000,PDI=1.06。
d、往无水无氧的密闭反应釜中,依次加入四氢呋喃(250mL)、中间体(2.0mmol)和二苯基甲基钾(1.6mmol);
e、加入计算量的环氧乙烷(73.5mL),逐步升温至温度为60℃,反应48小时后加入过量的乙酸得到化合物H1-3(L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0)。
化合物H1-3的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.32(-NC(=O)CH2-O-);Mn=40000,PDI=1.10。
化合物H1-4的制备
在本例中,类H化合物选定L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,小分子引发剂主链末端羟基的保护基PG=EE。设计总分子量约为30000,其中L1、L2连接的两个分支链的分子量约分别为10000、10000,即n1=n2≈227;主链的分子量约为10000,即n3≈227。
a、往无水无氧的密闭反应釜中,依次加入四氢呋喃(250mL)、小分子引发剂(2.532mmol)和二苯基甲基钾(2.0mmol);
b、加入计算量的环氧乙烷(29.5mL),逐步升温至温度为60℃,反应48小时;
c、加入过量的二苯基甲基钾(20mmol),然后加入过量碘甲烷(40mmol),反应温度在30℃,反应时间为12小时;将反应釜打开,溶剂浓缩后,在0℃无水乙醚中沉淀,过滤,干燥,即得主链端部胺基保护的中间体22-2;
本例所述中间体22-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.28(-C(CH3)3),2.98(-OCH2CH2N-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-);Mn=10000,PDI=1.03。
d、在干燥洁净的容器中加入步骤c中主链端部胺基保护的中间体22-2,用二氯甲烷溶解,加入TFA至0.1M,反应4小时后,调节PH至中性,萃取、沉淀即可得到胺基裸露的中间体23-2。
本例所述中间体23-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.80(-OCH2CH2N-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-);Mn=10000,PDI=1.03
e、往无水无氧的圆底烧瓶中,依次加入伯胺23-2(7.5mmol)、二氯甲烷(250mL)和三乙胺(10mmol)后,缓慢滴加聚乙二醇磺酸酯衍生物(8mmol,分子量约为10000,PDI=1.03)的二氯甲烷溶液(50mL)后,25℃下反应24
h后,水洗,干燥,浓缩,乙醚沉淀得到仲胺中间体24-2。
本例所述中间体24-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NHCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NHCH2CH2O-);Mn=20000,PDI=1.06。
f、往无水无氧的圆底烧瓶中,依次加入仲胺24-2(7.5mmol)、甲醇(250mL)后,加入聚乙二醇丙醛衍生物(8mmol,分子量约为10000,PDI=1.03)后,室温搅拌4个小时后,加入氰基硼氢化钠(20mmol),25℃下反应24h后,水洗,干燥,浓缩,水中透析后得到H1-4。
本例所述中间体H1-4的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.2-1.3(-OCH2CH2CH2N-),2.70-2.80(-NHCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NHCH2CH2O-);Mn=30000,PDI=1.09。
化合物H1-5的制备:
在本例中,类H化合物选定L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,小分子引发剂胺基保护基PG=Bn。设计总分子量约为30000,其中L1、L2连接的两个分支链的分子量约分别为7500、7500,即n1=n2≈170;主链的分子量约为15000,即n3≈340。
a、往无水无氧的密闭反应釜中,依次加入四氢呋喃(250mL)、小分子引发剂(2.532mmol)和二苯基甲基钾(4.0mmol);
b、加入计算量的环氧乙烷(44mL),逐步升温至温度为60℃,反应48小时;
c、加入过量的二苯基甲基钾(40mmol),然后加入过量碘甲烷(80mmol),反应温度在30℃,反应时间为12小时;将反应釜打开,溶剂浓缩后,在0℃无水乙醚中沉淀,过滤,干燥,即得主链端部胺基保护的中间体27-2;
本例所述中间体27-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.85(-OCH2CH2N-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-,-NCH2Ar),7.3-7.5(-OCH2C6H5);Mn=15000,PDI=1.04。
d、往无水无氧的圆底烧瓶中,依次加入中间体27-2(2.0mmol)、甲醇(250mL)、10%Pd/C(10g)和两滴浓盐酸后,氮气保护,室温下氢解过夜后,用热的乙醇进行过滤洗涤,浓缩、乙醚沉淀,得到白色固体28-2(2.5mmol,分子量约为15000,PDI=1.04)。
f、往无水无氧的圆底烧瓶中,依次加入仲胺28-2(7.5mmol)、甲醇(250mL)后,加入聚乙二醇乙醛衍生物(8mmol,分子量约为15000,PDI=1.03)后,室温搅拌4个小时后,加入氰基硼氢化钠(20mmol),25℃下反应24h后,水洗,干燥,浓缩,超滤后得到H1-5。
本例所述中间体H1-5的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NHCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NHCH2CH2O-);Mn=30000,PDI=1.06。
实施例2活性酯衍生物的制备
活性酯A1-1的合成
活性酯(A1-1)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的取值同化合物H1-1。本实施例直接采用化合物H1-1含活性官能团主链末端的羟基与碳酸酯反应制备相应的活性酯。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例1中制得的支化聚乙二醇(H1-1,经甲苯共沸除水)、500mL乙腈、40mL三乙胺和10g N,N’-二琥珀酰亚胺基碳酸酯,在室温下反应24小时后,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色固体的活性酯(A1-1)。
活性酯A1-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.85(-(O=)CCH2CH2C(=O)-,-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-CHCH2O-),4.15(-CH2OCO-)。
碳酸对硝基苯酯化合物A2-1的合成
碳酸对硝基苯酯化合物(A2-1)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2CH2O,q=1,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的取值同化合物H1-1。
在装有冷凝管的1L圆底烧瓶中加入40g实施例1中制得的支化聚乙二醇(H1-1,经甲苯共沸除水)、500mL甲苯、40mL三乙胺和10g氯甲酸对硝基苯酯,在80℃下反应24小时后,过滤,浓缩,异丙醇重结晶,得到碳酸对硝基苯酯化合物(A2-1)。
碳酸对硝基苯酯化合物A2-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-C(=O)OCHCH2O-),4.20(-OCH2CH2OC(=O)-),7.40(-C6H4NO2),8.28(-C6H4NO2).
活性酯A1-2的合成
活性酯(A1-2)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2,q=1,分子量约为20000。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例4得到的支化聚乙二醇乙酸衍生物(D4-1)、20mL三乙胺和10g N-羟基琥珀酰亚胺,氮气保护,加入溶剂二氯甲烷(500mL),搅拌至溶解,再加入20g二环己烷碳二亚胺(DCC)的二氯甲烷溶液,室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色固体的活性酯(A1-2)。
活性酯A1-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.85(-(O=)CCH2CH2C(=O)-,-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.35(-OCH2C(=O)-)。
活性酯A11-1的合成
活性酯(A11-1)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2CH2,q=1,分子量约为30000,其中n1、n2、n3的取值同化合物H1-5。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g支化聚乙二醇丙酸衍生物(D4-1)、20mL三乙胺和4.8g噻唑-2-硫酮,氮气保护,加入溶剂二氯甲烷(500mL),搅拌至溶解,再加入15.2g2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)和5.4克1-羟基苯并三唑(HOBT)的二氯甲烷溶液,室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色固体的活性酯(A1-2)。
活性酯A1-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.95(-NCH2CH2O-,-OCH2CH2CO-,-SCH2-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-(C=S)NCH2-)。
实施例3磺酸酯衍生物的的制备
磺酸酯B1-1的合成
磺酸酯(B1-1)的合成,其中R为OTs,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的取值同化合物H1-1。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-1)后,氮气保护,加入500mL无水无氧的二氯甲烷、20mL吡啶和5g对甲苯磺酰氯,在室温下反应24小时后,加入1mol/L盐酸中和至pH<7后,水相用二氯甲烷洗涤(3*50mL),合并有机相,饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到的磺酸酯(B1-1)。
磺酸酯B1-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.35(CH3C6H4SO2-)2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.20(-OCH2CH2OSO2-),7.30(CH3C6H4SO2-),7.80(CH3C6H4SO2-)。
砜B3-1的合成
砜(B3-1)的合成,其中R为SO2CH=CH2,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为30000,其中n1、n2、n3的取值同化合物H1-4。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入0.32g氢化钠(60重量%在油中),氮气保护,加入400mL无水四氢呋喃,冰浴下缓慢滴加30g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-4,甲苯共沸除水)的四氢呋喃溶液,室温搅拌3小时后,加入1克二乙烯基砜,室温下反应24h,加入少量的饱和氯化铵溶液淬灭反应后,浓缩,加入400mL二氯甲烷溶液,用饱和食盐水(3*100mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色支化聚乙二醇砜衍生物(B3-1)。
砜B3-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.32(-NCH2CH2CH2O-),2.70-2.80(-NCH2CH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.90(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-,-SO2CH2CH2O-),6.19-6.81(-SO2CH=CH2).
亚砜B4-1的合成
亚砜(B4-1)的合成,其中R为S(=O)CH3,L1=CH2CH=CHCH2,L2=CH2CH=CHCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为10000,其中n1=n2=n3约为75。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入10g支化聚乙二醇硫醚(C7-1)后,加入水溶液200mL,搅拌至溶剂后,冰浴下,缓慢加入次氯酸钠溶液(10%,10mL)后,室温下,反应1小时,加入二氯甲烷溶液萃取(3*100mL),合并有机相饱和食盐水(100mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色支化聚乙二醇亚砜衍生物(B4-1)。
砜B3-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.45-2.55(-S(=O)CH3),2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.05(-NCH2CH=CH-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-),4.05(-CH=CHCH2O-),5.79-5.85(-CH=CH-).
实施例4
硫基衍生物C2-2的合成
巯基衍生物(C2-2)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的取值同化合物B1-1。
A:在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例3中制得支化聚乙二醇磺酸酯(B1-1)后,氮气保护,加入400mL四氢呋喃、16mL DMF,搅拌至完全溶解,加入10g乙基磺酸钾,在室温下反应24小时后,浓缩后,加入400mL二氯甲烷后,过滤除去不溶物,用饱和食盐水洗涤(3*100mL),干燥,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色或淡黄色固体中间体(C7-2)。
中间体C7-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):0.9(CH3CH2OC(=S)-),2.70-2.85(-NCH2CH2O-,-OCH2CH2S-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-SCH2CH2O-),4.50(CH3CH2OC(=S)-)。
B:在干燥洁净的400mL圆底烧瓶中加入20g步骤A制得的支化聚乙二醇硫酸酯衍生物(C7-2)后,氮气保护,加入200mL四氢呋喃、搅拌至完全溶解,加入10mL正丙胺,在室温下反应24小时后,浓缩,除氧的异丙醇重结晶,得到白色或淡黄色固体的硫基衍生物(C2-2)。
硫基衍生物C2-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.85(-NCH2CH2O-,-OCH2CH2SH),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-SCH2CH2O-)。
硫醚衍生物C7-1的合成
硫醚衍生物(C7-1)的合成,其中L1=CH2CH=CHCH2,L2=CH2CH=CHCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3q=0,分子量约为10000,其中n1=n2=n3约为75。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g支化聚乙二醇硫醇(C2-3)后,氮气保护,加入400mL四氢呋喃,搅拌至完全溶解,冰浴下,缓慢滴加碘甲烷(4mL)后,室温避光反应过夜,加入饱和碳酸氢钠溶液,浓缩,加入400mL二氯甲烷后,用饱和食盐水洗涤(3*100mL),干燥,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色或淡黄色固体中间体(C7-1)。
中间体C7-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.15(-SCH3),2.52-2.80(-NCH2CH2O-,-SCH2CH2O-),3.05(-NCH2CH=CH-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-),4.05(-CH=CHCH2O-),5.79-5.85(-CH=CH-).
二硫醚衍生物C7-3的合成
二硫醚衍生物(C7-3)的合成,其中L1=CH2C≡CCH2,L2=CH2C≡CCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为20000,其中n1=n2约为75,n3约为300。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g支化聚乙二醇硫醇(C2-3)后,氮气保护,加入400mL无水四氢呋喃,搅拌至完全溶解,冰浴下,缓慢加入小分子活性酯(31,6.2克,10当量)后,室温反应过夜,加入饱和氯化铵溶液后,浓缩,加入400mL水溶解后,用二氯甲烷洗涤(3*150mL),合并有机相,饱和食盐水洗涤,干燥,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色或淡黄色固体中间体(C7-3)。
中间体C7-3的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.45-2.80(-CH2CONH-,-NCH2CH2O-,-SSCH2CH2CO-),3.26(-CONHCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-,-NCH2C≡C-),4.10(-C≡CCH2O-),7.15-8.25(-Ar-H).
胺类衍生物C3-1的合成
胺类衍生物(C3-1)的合成,其中R=NH2,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的取值同化合物B1-1。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例3中制得支化聚乙二醇磺酸酯(B1-1)后加入800mL氨水溶液(质量分数为40%),搅拌至完全溶解,在室温下反应一周后,用二氯甲烷(3*200mL),合并有机相,饱和食盐水洗涤,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到白色胺类衍生物(C3-1)。
所述胺类衍生物C3-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.85(-CH2CH2NH2,-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2NH2)。
胺类衍生物C3-2的合成
胺类衍生物(C3-2)的合成,其中R=OCH2CH2CH2NH2,L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2CH2CH2,q=1,分子量约为15000其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-2相同。
A:在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-2)后,氮气保护,加入500mL1,4-二氧六环,搅拌至溶解后,在冰浴下,加入10克50%的氢氧化钾溶液,滴加丙烯基氰,室温下反应24小时,用1mol/L的盐酸中和至pH=7后,浓缩除去1,4-二氧六环,加入400mL去离子水溶解、水相用二氯甲烷洗涤(3*200mL),合并有机相,饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,沉淀,得到中间体(F1-1)。
中间体F1-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.60(-CH2CH2CN),2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2CN),4.35(-OCH2(C=O)N-)。
B:在1L高压反应釜中加入50g步骤A制得的中间体F1-1,加入500mL甲苯,加热至溶解,加入5.0克镍或钯碳,用氨加压至0.7MPa,然后用氢气加压至4.5MPa,在130℃下反应过夜,待反应完全后,过滤,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色胺类衍生物(C3-2)。
所述白色胺类衍生物C3-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.81(-CH2CH2CH2NH2),2.70-2.85(-CH2CH2NH2,-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2NH2),4.35(-OCH2(C=O)N-)。
叔丁氧羰基保护的胺类衍生物C6-1的合成
叔丁氧羰基保护胺类衍生物(C6-1)的合成,其中R=NHBoc,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的取值同化合物B1-1。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例4中制得支化聚乙二醇乙胺(C3-1)后加入500mL二氯甲烷溶液,加入二碳酸二叔丁酯(10克),在室温下反应过夜后,加入饱和碳酸氢钠溶液,用二氯甲烷(3x200mL),合并有机相,饱和食盐水洗涤,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到白色叔丁氧羰基保护的胺类衍生物(C6-1)。
所述叔丁氧羰基保护的胺类衍生物C6-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.38(-C(CH3)3),2.70-3.15(-CH2CH2NH,-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2NH)。
Fmoc保护的胺类衍生物C6-2的合成
Fmoc保护的胺类衍生物(C6-2)的合成,其中R=NHFmoc,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,q=0,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的取值同化合物B1-1。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例4中制得支化聚乙二醇乙胺(C3-1)后加入500mL二氯甲烷溶液后,搅拌至溶解,依次加入三乙胺(2克)和FmocCl(5.1克),在室温下反应过夜后,加入饱和碳酸氢钠溶液,用二氯甲烷(3x200mL),合并有机相,饱和食盐水洗涤,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到白色叔丁氧羰基保护的胺类衍生物(C6-2)。
所述叔丁氧羰基保护的胺类衍生物C6-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-3.15(-CH2CH2NH2,-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2NH),4.45-4.70(Ar-CH-CH2-),7.28-7.87(-Ar-H)。
碘代乙酰胺类衍生物C6-3的合成
碘代乙酰胺类衍生物(C10-1)的合成,其中R=NHCOCH2I,L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2CH2CH2,q=1,分子量约为15000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-2相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例4中制得支化聚乙二醇丙胺(C3-2)后加入500mL二氯甲烷溶液后,搅拌至溶解,依次加入20mL三乙胺和10g碘代乙酸和20g二环己烷碳二亚胺(DCC)的二氯甲烷溶液,室温下闭 关反应24小时后,过滤除去不溶物,浓缩,异丙醇重结晶,得到类白色固体的活性酯(C10-1)。、
所述碘代乙酰胺类衍生物(C10-1)的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.75(-CH2CH2CH2NH2),2.70-2.85(-NCH2CH2O-),3.11(-CONHCH2-)3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2NH2),4.02-4.35(ICH2CONH-,-OCH2(C=O)N-)。
酰肼衍生物D2-1的合成
酰肼衍生物(D2-1)的合成,其中R=OCH2CONHNH2,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2,q=1,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-1相同。
A:在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入0.32g氢化钠(60重量%在油中),氮气保护,加入400mL无水四氢呋喃,冰浴下缓慢滴加40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-1,甲苯共沸除水)的四氢呋喃溶液,室温搅拌3小时后,加入2.2mL溴代乙酸乙酯,室温下反应24h,加入少量的饱和氯化铵溶液淬灭反应后,浓缩,加入400mL二氯甲烷溶液,用饱和食盐水(3*100mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色支化聚乙二醇酯类中间体(D11-1)。
所述中间体D11-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.31(-C(=O)OCH2CH3),3.35(CH3O-),2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH3),4.53(-OCH2C(=O)O-)。
B.在干燥洁净的500mL圆底烧瓶中加入40g步骤A制得支化聚乙二醇酯类中间体(D11-1)后,加入200mL80%水合肼,搅拌至完全溶解,在室温下反应24小时后,加入200mL去离子水,用二氯甲烷(3*100mL)萃取,合并有机相,饱和食盐水洗涤,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到酰肼化合物(D2-1)。
所述酰肼化合物D2-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.21(-OCH2CONH2NH2),2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.26(-OCH2CONHNH2),7.52(-CH2CONH2NH2)。
酰胺衍生物D1-1的合成
酰胺衍生物(D1-1)的合成,其中R=OCH2CONH2,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2,q=1,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-1相同。
在干燥洁净的500mL高压反应釜中加入40g实施例4-4步骤A得到的支化聚乙二醇酯类中间体(D11-1)后,加入200mL34%氨水,搅拌至完全溶解,在80℃下反应24小时后,加入200mL去离子水,用二氯甲烷(3*100mL)萃取,合并有机相,饱和食盐水洗涤,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到白色酰胺化合物(D1-1)。
酰胺化合物D1-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.30(-OCH2CONH2)。
羧酸类衍生物D4-1的合成
羧酸类衍生物(D4-1)的合成,其中R=OCH2COOH,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2,q=1,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-1相同。
在干燥洁净的500mL高压反应釜中加入40g实施例4-4步骤A得到的支化聚乙二醇酯类中间体(D11-1)后,加入200mL1mol/L氢氧化钠水溶液,搅拌至完全溶解,在80℃下反应24小时后,冰浴下,用3mol/L HCl酸化至pH=3,水相用二氯甲烷(3*100mL)萃取,合并有机相,饱和食盐水洗涤,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到白色羧酸衍生物(D4-1)。
酰胺化合物D4-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.35(-OCH2COOH)。
异氰酸酯类衍生物D10-1的合成
异氰酸酯类衍生物(D10-1)的合成,其中R=-OCONHCH2CH2CH2CH2NCO,L1=CH2CH2,L2=COCH(Ph),L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,分子量约为5000,其中n1=n2约为45,n3约为23。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入10g支化聚乙二醇(H1-6)后加入200mL无水二氯甲烷溶液后,搅拌至溶解,依次加入5mL三乙胺和4g二异氰酸酯小分子,室温下反应8小时后,浓缩,乙醚沉淀,得到类白色固体的异氰酸酯(D10-1)。、
所述异氰酸酯类衍生物(D10-1)的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.32-1.55(-CH2CH2CH2CH2-),2.70-3.15(NCOCH2CH2CH2-,-CH2CH2NH,-NCH2CH2O-,-OCONHCH2-,),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2NH2),5.03(-COCHPh-),7.26-7.38(-Ar-H)。
实施例5
α,β-不饱和酸酯E2-1的合成
α,β-不饱和酸酯(E2-1)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,分子量约为15000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-2相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-2,甲苯共沸除水)后,氮气保护,加入无水无氧600mL的四氢呋喃,室温搅拌至溶解,冰浴下,依次加入10mL三乙胺和2mL丙烯酰氯,室温下反应24h,浓缩,加入200mL去离子水,用二氯甲烷(3*75mL)萃取,合并有机相,用饱和食盐水(3*50mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色固体产物(E2-1)。
α,β-不饱和酸酯E2-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.28(-CH2CH2O(C=O)-),4.35(-OCH2(C=O)N-),5.60-6.31(CH2=CHCOO-)。
呋喃保护的马来酰亚胺的合成
α,β-不饱和酸酯(E2-1)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-1相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-1,甲苯共沸除水)和三苯基磷(10.4克)后,氮气保护,加入无水无氧600mL的四氢呋喃,室温搅拌至溶解后,加入偶氮二甲酸二异丙酯(8mL),室温下反应3h后,加入呋喃保护的马来酰亚胺小分子(10克),室温反应48小时后,浓缩,加入600mL去离子水,用二氯甲烷(3x200mL)萃取,合并有机相,用饱和食 盐水(200mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色固体产物(E4-1)。
呋喃保护的马来酰亚胺E4-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.07(-CHCHCO-)3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-),4.65(-CH2CHO-),5.78(-CH=CH-)。
实施例6
丙烯基醚衍生物F2-1的合成
丙烯基醚衍生物(F2-1)的合成,其中R=OCH2CH=CH2,L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2CH2O,q=1,分子量约为40000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-3相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入0.32g氢化钠(60重量%在矿物油中),氮气保护,加入400mL无水四氢呋喃,冰浴下缓慢滴加40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-3,甲苯共沸除水)的四氢呋喃溶液,室温搅拌3小时后,加入2mL3-溴丙烯,室温下反应24h,加入少量的饱和氯化铵溶液淬灭反应后,浓缩,加入200mL二氯甲烷溶液,用饱和食盐水(3*50mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色固体的丙烯基醚衍生物(F2-1)。
丙烯基醚衍生物F2-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.05(-OCH2CH=CH2),4.28(-CH2CH2O(C=O)-),4.35(-OCH2(C=O)N-),5.31-6.06(-OCH2CH=CH2)。
缩水甘油醚衍生物F4-1的合成
缩水甘油醚衍生物(F4-1)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2CH2,q=1,分子量约为15000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-2相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入0.32g氢化钠(60重量%在矿物油中),氮气保护,加入400mL无水四氢呋喃,冰浴下缓慢滴加15g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-2,甲苯共沸除水)的四氢呋喃溶液,室温搅拌3小时后,加入2mL环氧氯丙烷,室温下反应24h,加入少量的饱和氯化铵溶液淬灭反应后,浓缩,加入200mL二氯甲烷溶液,用饱和食盐水(3*50mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色固体,得到环氧衍生物(F4-1)。
缩水甘油醚衍生物F4-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.38(-CH2CH(O)CH2O-),2.75-2.85 (-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-CH2CH(O)CH2O-),4.35(-OCH2(C=O)N-)。
TBS保护炔基衍生物F4-2的合成
TBS保护炔基衍生物(F4-2)的合成,其中R=-CH2C≡CSiPh3,L1=CH2CH2,L2=COCH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2CH2,q=1,分子量约为15000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-2相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入0.32g氢化钠(60重量%在矿物油中),氮气保护,加入400mL无水四氢呋喃,冰浴下缓慢滴加40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-2,甲苯共沸除水)的四氢呋喃溶液,室温搅拌3小时后,加入TBS保护的溴丙炔(5mL),室温下反应24h,加入少量的饱和氯化铵溶液淬灭反应后,浓缩,加入600mL二氯甲烷溶液,用饱和食盐水(3*200mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色固体,得到TBS保护的炔衍生物(F4-1)。
缩水甘油醚衍生物F4-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):0.08(-SiCH3),0.98(-SiC(CH3)3),2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.15-4.35(-C≡CCH2O-,-OCH2CON-)。
活性炔类化合物G2-1的合成
活性炔类化合物(G2-1)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2C(=O)O,q=1,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的数值与化合物D4-1相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g支化聚乙二醇乙酸衍生物(D4-1,甲苯共沸除水)、20mL三乙胺和10g醇(G21),氮气保护,加入溶剂二氯甲烷(200mL),搅拌至溶解,再加入20g二环己烷碳二亚胺(DCC),室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色固体的活性炔类化合物(G2-1)。
活性炔类化合物G2-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),2.91-3.15(PhCH2CH-), 3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.53(-OCH2COO-),5.63(,PhCH2CH(O)CH2-),7.32-7.54(C6H4-);Mn=20000,PDI=1.05。
实施例7
乙醛衍生物D5-1的合成
乙醛衍生物(D5-1)的合成,其中R=OCH2CHO,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2,q=1,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-1相同。
在干燥洁净的500mL圆底烧瓶中加入40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-1,甲苯共沸除水)后,氮气保护,依次加入无水无氧100mL二氯甲烷、100mL二甲亚砜和1mL吡啶,冰浴下,滴加0.88mL三氟乙酸,冰浴下搅拌1小时后,滴加5g二环己烷碳二亚胺(DCC)的二氯甲烷溶液,室温搅拌24小时,过滤除去不溶物,加入200mL二氯甲烷,依次用去离子水(3*100mL)、饱和食盐水洗涤,合并有机相,用饱和食盐水(3*100mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色固体,得到乙醛类衍生物(D5-1)。
乙醛衍生物D5-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),4.23(-OCH2CHO),9.80(-OCH2CHO);Mn=20000,PDI=1.05。
丙醛衍生物D5-2的合成
丙醛衍生物(D5-2)的合成,其中R=OCH2CH2CHO,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为OCH2CH2,q=1,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-1相同。
A:在干燥洁净的1L圆底烧瓶中依次加入40g实施例1中制得支化聚乙二醇(H1-1)和5g氢氧化钠,氮气保护,加入400mL甲苯后,滴加2mL2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷,加热至回流反应24h后,加入400mL去离子水,分层,
水相用二氯甲烷(3*200mL)萃取,合并有机相,用饱和食盐水(3*100mL)洗涤,干燥,浓缩,重结晶得白色支化聚乙二醇缩醛中间体(D7-1)。
聚乙二醇缩醛中间体D7-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.91(-OCH2CH2CHO(O)-),2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.90(-OCH2CH2O-,-OCH2CH2CHO(O)-),4.89(-OCH2CH2CHO(O)-)。
B.在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g步骤A制得支化聚乙二醇缩醛中间体后,加入400mL去离子水,搅拌至完全溶解,在冰浴下,用1mol/L HCl,调节pH=1.0,在室温下反应4小时后,用二氯甲烷(3*200mL)萃取,合并有机相,饱和食盐水洗涤,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到白色聚乙二醇醛类衍生物(D5-2)。
聚乙二醇醛类衍生物D5-2的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.63(-OCH2CH2CHO),2.70-2.80(-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2CHO),9.75(-OCH2CH2CHO);Mn=20000,PDI=1.05。
实施例8
马来酰亚胺类衍生物E1-1的合成
马来酰亚胺类衍生物(E1-1)的合成,其中L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2CH2,X1=X2=CH3,Z为NHCOCH2CH2,q=1,分子量约为20000,其中n1、n2、n3的数值与化合物C3-1相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入40g由实施例4-2制备的支化聚乙二醇胺衍生物(C3-1,经甲苯共沸除水)和10gβ-马来酰亚胺丙酸(E11),氮气保护,加入溶剂二氯甲烷(600mL),搅拌至溶解后,再依次加入20mL三乙胺、20g二环己烷碳二亚胺(DCC),室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色马来酰亚胺类衍生物(E1-1)。
所述马来酰亚胺类衍生物E1-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.70-2.80(-NCH2CH2O-,-NHC(=O)CH2CH2-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-),3.92(-NHCOCH2CH2N-),6.81(-CH=CH-);Mn=20000,PDI=1.05。
实施例9:羟基保护聚乙二醇衍生物的制备
缩醛保护的羟基衍生物
缩醛保护的羟基衍生物详见实施例1中,H1-2的制备方法,在此不一一赘述。
硅醚保护的羟基衍生物(H2-1)的合成
硅醚保护的羟基衍生物(H2-1)的合成,其中R=OTBS,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2C(=O),X1=X2=CH3,分子量约为15000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-2相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入15g由实施例1制备的支化聚乙二醇胺衍生物(H1-2、TBSCl(3克)和咪唑(3克),氮气保护,加入溶剂二氯甲烷(300mL),搅拌至溶解后,室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,盐酸洗涤,饱和食盐水洗涤,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色TBS保护羟基类衍生物(H2-1)。
所述TBS保护羟基类衍生物H2-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):0.08(-SiCH3),0.98(-SiC(CH3)3),2.75-2.85(-NCH2CH2O-),3.35(-OCH3)3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NHCH2CH2O-),4.31(-COCH2O-).
苄基保护的羟基衍生物(H2-3)的合成
苄基保护的羟基衍生物(H2-3)的合成,其中R=OBn,L1=CH2CH2,L2=CH2CH2,L3=CH2C(=O),X1=X2=CH3,分子量约为15000,其中n1、n2、n3的数值与化合物H1-2相同。
在干燥洁净的1L圆底烧瓶中加入30g由实施例1制备的支化聚乙二醇胺衍生物(H1-2,经甲苯共沸除水),氮气保护,加入溶剂二氯甲烷(600mL),搅拌至溶解后,依次加入三乙胺(5mL)和溴化苄(7mL),室温下反应24小时后,浓缩,加入500mL水,乙醚洗涤三次(3x100mL),二氯甲烷萃取(3x200mL,饱和食盐水洗涤,浓缩,异丙醇重结晶,得到白色苄基保护羟基类衍生物(H2-3)。
所述苄基保护羟基类衍生物H2-3的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.75-2.85(-NHCH2CH2O-),3.35(-OCH3)3.40-3.80(-CH2CH2O-,-NCH2CH2O-),4.32(-OCH2CON-),4.65(-OCH2Ph-),7.38-7.48(-Ar-H).
实施例10:胺类衍生物修饰叶酸的制备方法
在干燥洁净的150mL圆底烧瓶中加入2g由实施例4制备的支化聚乙二醇胺基衍生物(C3-1,分子量约20000,经甲苯共沸除水)、500mg叶酸和120mgDMAP,氮气保护,加入溶剂DMSO(50mL),搅拌至溶解后,加入30mg二环己烷碳二亚胺(DCC),室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,加入500mL二氯甲烷,饱和食盐水洗涤(10x50mL),浓缩,乙醚沉淀,得到聚乙二醇修饰后的叶酸。
所述叶酸类衍生物I1-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):2.05-2.12(-COCH2CHCHCOOH)2.70-2.85(-OCH2CH2NH-,-NCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2NH-),4.39-4.55(Ar-CH2N-,-NHCHCOOH),6.78-7.56(-Ar-H),8.57(-Ar-H)。
实施例11:胺类衍生物修饰生物素的制备方法
在干燥洁净的150mL圆底烧瓶中加入2g由实施例4制备的支化聚乙二醇胺基衍生物(C3-1,分子量约20000,经甲苯共沸除水)、250mg生物素和120mgDMAP,氮气保护,加入溶剂无水二氯甲烷(50mL),搅拌至溶解后,加入30mg二环己烷碳二亚胺(DCC),室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,浓缩,异丙醇重结晶,得到聚乙二醇修饰后的生物所。
所述生物素类衍生物I3-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.25-1.62(-CH2CH2CH2CH2CONH-),2.11(-CH2CONH-),2.70-3.28(-CH2CH2NH2,-CHSCH2-,CONHCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2NH2),4.55-4.60(-CHNC(=S)NCH-)。
实施例12:胺类衍生物修饰罗丹明B的制备方法
在干燥洁净的150mL圆底烧瓶中加入2g由实施例4制备的支化聚乙二醇胺基衍生物(C3-1,分子量约20000,经甲苯共沸除水)、500mg生物素和120mgDMAP,氮气保护,加入溶剂无水二氯甲烷(50mL),搅拌至溶解后,加入30mg二环己烷碳二亚胺(DCC),室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,浓缩,异丙醇重结晶,得到聚乙二醇修饰后的罗丹明b。
所述罗丹明b衍生物J2-1的氢谱数据如下:
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):1.15-1.41(-NCH2CH3),2.70-3.28(-OCH2CH2N--CHSCH2-,CONHCH2CH2O-),3.35(CH3O-),3.40-3.80(-CH2CH2O-,-OCH2CH2N-,-NCH2CH3),4.07(-N+CH2CH3),),5.55-6.07(-ArH),6.22(-ArH),7.03-7.65(-ArH),。
实施例13:乙酸类衍生物(D4-1)修饰紫杉醇的制备方法
在干燥洁净的250mL圆底烧瓶中加入1.8g由实施例4制备的支化聚乙二醇乙酸衍生物(D4-1,分子量约20000,经甲苯共沸除水)、90mg紫杉醇和12mgDMAP,氮气保护,加入溶剂二氯甲烷(50mL),搅拌至溶解后,缓慢滴加30mg二环己烷碳二亚胺(DCC)的二氯甲烷溶液,室温下反应24小时后,过滤除去不溶物,浓缩,乙醚沉淀,得到聚乙二醇修饰后的紫杉醇。产率:1.7克(87%)。
实施例14:聚乙二醇琥珀酰亚胺衍生物(A1-2)修饰β-干扰素的制备方法
在干燥洁净的50mL圆底烧瓶中加入60mg由实施例2-3制备的支化聚乙二醇琥珀酰亚胺衍生物(A1-2,分子量为20000),氮气保护,加入7.5mL含有lmg/mLβ-干扰素的PBS缓冲盐溶液(pH=8.0),在25℃下震摇7小时后,在4℃条件下震摇24小时,用pH=8.0的PBS缓冲盐溶液将β-干扰素浓度稀释至0.5mg/mL,再通过琼脂糖凝胶交换树脂进行纯化,分别收集单取代、双取代的成分,超滤浓缩。最终产物用SDS-PAGE电泳进行纯度检测,显示其中没有游离的β-干扰素,GPC表征结果显示没有游离的PEG分子。
实施例15:聚乙二醇马来酰亚胺衍生物(E1-1)修饰溶菌酶的制备方法
在干燥洁净的50mL圆底烧瓶中加入10mL含有蛋白溶菌酶(0.5mmol/L)的磷酸盐缓冲溶液(pH=7.4),震摇至溶解后,冷却至4℃,加入2.5摩尔当量2-亚氨基硫烷盐酸盐,反应24小时后,蛋白溶菌酶上的氨基全部转化为巯基,除去过量的2-亚氨基硫烷盐酸盐后,加入3摩尔当量由实施例8制得的支化聚乙二醇马来酰亚胺衍生物(E1-1,分子量为20000)后,4℃条件下反应24小时后,除去未反应的聚乙二醇和无机盐,离子交换树脂纯化。最终产物用SDS-PAGE检测,显示其中没有游离的溶菌酶,GPC结果显示没有游离的PEG分子。
实施例16:聚乙二醇琥珀酰亚胺衍生物(A1-2)修饰反义寡脱氧核苷酸的制备方法
在干燥洁净的50mL圆底烧瓶中加入5’-氨基反义寡脱氧核苷酸(1mg,152nmol)和10mL磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0),震摇至溶解,再加入3摩尔当量由实施例2制得的支化聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯衍生物(A1-2,分子量为20000)后,室温下反应4小时后,在去离子水中超滤,除去未反应的聚乙二醇和无机盐,最终产物用GPC检测,没有游离的PEG分子。
实施例17:聚乙二醇修饰对药代动力学及组织分布的影响
以干扰素α-2b为例。
(1)支化聚乙二醇修饰的干扰素的制备与纯化
采用实施例10中的方法制备以下表一中、L4含仲胺基的支化聚乙二醇修饰的β-干扰素。其中,功能性基团使用相应的丙酸活性酯。S1-6为实验组,L1-3和干扰素(L01)为对照组,其中对照组L1-3中采用与支化聚乙二醇相同分子量、相同功能性基团的线性结构,不含功能性基团的一端用甲醚进行封端。
表一
编号 R0 R名称 中间体 聚乙二醇分子量Mn(Da)
S1 A1 琥珀酰亚胺丙酸酯 H1-2 15,000=5,000×2+5,000
S2 A2 对硝基苯丙酸酯 H1-1 20,000=8,500×2+3,000
S3 A3 1,3,5-三氯苯丙酸酯 7-1 20,000=1,500×2+17,000
S4 A5 苯并三唑丙酸酯 H1-4 30,000=10,000×2+10,000
S5 A8 咪唑丙酸酯 H1-5 30,000=7,500×2+15,000
S6 A14 苯并三唑丙酸酯 H1-3 40,000=(10,000+5000)+25,000
L1 A1 琥珀酰亚胺丙酸酯 H1-2 15,000
L2 A2 对硝基苯丙酸酯 H1-1 20,000
L3 A5 苯并三唑丙酸酯 H1-4 30,000
L4 A11 苯并三唑丙酸酯 H1-3 40,000
LA / / / /
R:官能化支化聚乙二醇中所含有的功能性基团。
中间体:表示制备上述官能化支化聚乙二醇时采用的中间体结构。
分子量:两个分支链分子量相同时,表示为Mn=M1×2+M2;两个分支链的分子量不对称时,表示为M11×M12+M2;M1、M11、M12表示分支链的分子量,M2表示主链分子量。
(2)药代动力学考察
选用体重30g左右的雄性小鼠作为研究对象,采用ELISA双抗体夹心法聚乙二醇修饰的干扰素在小鼠体内的血药浓度进行研究。上述表一中,每组6只小鼠,按150μg/kg干扰素的剂量通过尾静脉注射给药,分别于给药前及给药10min,30min,1h,2h,6h,12h,24h,36h,48h,72h,120h后,自小鼠眼眶中静脉取血100μL,血样经4℃凝固、低温离心后,分离血清,并于-20℃保存待用。将血液在室温融化后,采用ELISA双抗体夹心法检测血药浓度,并用软件进行曲线拟合并计算半衰期t1/2如表二所示。采用本发明中的对干扰素进行修饰后,较之未修饰和线性PEG修饰的干扰素,经支化聚乙二醇修饰后的干扰素的半衰期显著延长。
表二
编号 R 分子量Mn(Da) t1/2(h)
S1 A1 15,000=5,000×2+5,000 42.7
S2 A2 20,000=8,500×2+3,000 63.6
S3 A3 20,000=1,500×2+17,000 58.3
S4 A5 30,000=10,000×2+10,000 85.4
S5 A8 30,000=7,500×2+15,000 78.2
S6 A13 40,000=(10,000+5000)+25,000 67.8
L1 A1 15,000 10.3
L2 A2 20,000 16.9
L3 A5 30,000 21.5
L4 A13 40,000 24,1
L01 / / 3.1
(3)组织分布试验
选用体重30g左右的雄性小鼠作为研究对象,表一中每组6只小鼠,按150μg/kg干扰素的剂量通过尾静脉注射给药,分别于给药10min,30min,1h,2h,6h,12h,24h后自将小鼠处死,自心、肺、肝、脾、胃、肾和膀胱等组织取样,离心分离处理后,于-20℃保存待用。取出并恢复至室温后,制成组织匀浆,于-20℃保存待用。取出融化后,经离心取各组织上清液,以标准曲线为参照,用ELISA双抗体夹心法检测组织中药物浓度。结果显示,较之未修饰和线性PEG修饰的干扰素,经支化聚乙二醇修饰后的干扰素在脾、肺、肝、膀胱和胃的分布有所提高,而在心、肾的分布显著下降,这反映了心脏毒性的降低和肾排除作用的削弱,与上述延长的半衰期一致。此外,经支化聚乙二醇修饰后,药物在心脏的分布为干扰素的12~20倍,为线性PEG修饰的干扰素的2~4倍。
实施例18重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)
(1)支化聚乙二醇修饰的G-CSF(PEG-rhG-CSF)制备
使用以下氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,制备具有氨基甲酸酯、酰胺键、二硫键、仲胺基、异恶唑、三氮唑几种不同连接基的支化或线性聚乙二醇修饰得到的PEG-rhG-CSF(表三),经纯化分离及SDS-PAGE电泳检测确定,证实纯化产物的80-90%%以上为单分子聚乙二醇修饰产物。其中,关于上述支化聚乙二醇反应的蛋白,部分通过化学反应引入反应位点,如S12引入炔基,S15引入叠氮基。聚乙二醇的分子量规格采用30,000=10,000×2+10,000,两个分支链与主链的分子量均为10,000Da。
表三
编号 R R名称 L4类型
S7 A1 琥珀酰亚胺碳酸酯 氨基甲酸酯基
S8 A6 琥珀酰亚胺乙酸酯 酰胺键
S9 A6 琥珀酰亚胺丙酸酯 酰胺键
S10 C10 碘乙酰胺 -NHC(=O)CH2-S-
S11 B3 乙烯基砜 -S(=O)2CH2CH2S-
S12 C2 巯基 二硫键
S13 C4 叠氮 异恶唑
S14 D5 丙醛 酰胺键
S15 E1 马来酰亚胺 仲胺基
S16 G1 环炔基 三氮唑
L5 A6 琥珀酰亚胺丙酸酯 酰胺键
L02 A6 琥珀酰亚胺丙酸酯 仲胺基
(2)药代动力学考察
采用体重约250g的SD大鼠作为研究对象,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定大鼠血浆中PEG-rhG-CSF的浓度。表三中每组6只SD大鼠,按照100μg/kg G-CSF的剂量经皮下注射给药,分别于给药前及给药0.5、1、2、3、4、6、8、12、24、48和60h后取血,经离心分离血浆后,于-20℃保存待用。取出融化后,采用ELISA法测定PEG-rhG-CSF的浓度,并采用非房室模型计算各药代动力学参数,半衰期t1/2结果显示,未用聚乙二醇修饰的rhG-CSF(L02)的半衰期大约为5h,采用线性聚乙二醇修饰的rhG-CSF(L5)半衰期约23h,采用本发明的支化聚乙二醇修饰的rhG-CSF半衰期基本在40~60h之间甚至更高,可显著延长药物在血液中的停留时间。
(3)组织分布试验
采用体重约250g的SD大鼠作为研究对象,采用[125I]标记示踪法结合分子排阻色谱法考察组织分布情况。表三中每组6只SD大鼠,按照100μg/kgG-CSF的剂量经皮下注射给药,分别于给药前及给药2、4、8、12、24、48和60h后处死大鼠,分别自血清、心、肝、脾、肺、肾、骨骼、肌、脂肪、脑、淋巴结、小肠、生殖腺等部位取样并制成组织或体液,制成匀浆,加入TCA沉淀蛋白,测定各组织的总γ放射性。结果表明,经PEG修饰后主要分布于血管床及排泄系统,其次是血流丰富的组织。相比于L5和L02,S7~S16在骨髓、肾等部位的分布显著降低。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (57)

1.一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述单一官能化聚乙二醇的通式如式(1)所示:
其中,X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;n1、n2表示两个分支链的聚合度,n3表示具有活性官能团主链的聚合度,且在同一分子中,n1、n2、n3可以彼此相同或不同,n1、n2各自独立地满足5~2000,n3满足1~2000;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团;R含有发光基团或靶向分子;
其中,R的结构表示为q为0或1;Z1、Z2为R中连接主链聚乙二醇聚合单元的连接基,各自独立地为在光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的二价连接基;R0、R02各自独立地为R中的发光基团或靶向基团;
当R中含有发光基团时,R选自类J中任一种类别中的任一种结构,类J:
2.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述X1、X2各自独立地为甲基、乙基、丙基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苄基或丁基苯基;且在同一分子中,可以相同也可以不同。
3.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为直链结构、支链结构或含环状结构,且在同一分子中,L1、L2、L3可以彼此相同也可以不同。
4.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地具有1至20个碳原子。
5.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为亚烷基或取代的亚烷基,或为含双键、三键、碳环、杂环、取代的双键、取代的碳环中任一种或任两种或两种以上组合的二价连接基,或为含有氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硅原子、醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基、氨基、仲胺基、叔胺基中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基。
6.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为以下任一种结构或任两种或两种以上结构的组合:-(R5)r1-、-(R5)r1-O-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=O)-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=O)NH-(R6)r2-、-(R5)r1-NHC(=O)-(R6)r2-、-(R5)r1-NH-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2NHCH2-(R6)r2-、-(R5)r1-NHCH2-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2NH-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2-N(-R7)-CH2-(R6)r2-、-(R5)r1-S-(R6)r2-、-(R5)r1-S-S-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=S)-(R6)r2-、-(R5)r1-NHC(=O)CH2-S-(R6)r2-、-(R5)r1-S-CH2C(=O)NH-(R6)r2-、-(R5)r1-C(R8)=C(R9)-(R6)r2-、-(R5)r1-C≡C-(R6)r2-、-S-CH2CH2CH2-O-、-O-CH2CH2CH2-S-、
其中,r1和r2各自独立地为0或1;
R5、R6各自独立地为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的具有1~20个碳原子的亚烃基;且在同一分子中,R5、R6可以彼此相同,也可以不同;R5、R6为直链、支化或含环状结构;可以含亚芳基,也可以不含亚芳基;
R7为氢原子、氨基保护基、C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基;
R8、R9各自独立地为氢原子、卤素原子、C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基;且在同一分子中,R8、R9可以彼此相同,也可以不同;
所述R13为氢原子、卤素原子、C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基;
所述M4为位于环上的碳原子或杂原子;
所述Q2为氢或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
当Q2处于环上时,可以是一个或多个;当为多个时,可以为相同结构,也可以为两种或两种以上不同结构的组合。
7.根据权利要求6所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为以下任一种结构或任两种或两种以上结构的组合:亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、-O-、-C(=O)-、-C(=O)NH-、-NHC(=O)-、-NH-、-CH2NHCH2-、-NHCH2-、-CH2NH-、-CH2-N(-R7)-CH2-、-S-、-S-S-、-NHC(=O)CH2-S-、-S-CH2C(=O)NH-、-C(R8)=C(R9)-、-C≡C-、-S-CH2C(=O)NH-、-C(R8)=C(R9)-、-C≡C-、
所述R5、R6各自独立地为亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、对苯撑、邻苯撑、间苯撑、亚苄基或苄基取代的甲撑;
所述R7为氢原子、仲胺基保护基、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苄基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C3-10取代的环烷基、取代的芳烷基、C1-10取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基;
所述R8、R9各自独立地为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C2-10取代的炔基、C3-10取代的环烷基、取代的芳基、C1-10取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基;
所述R13、R14各自独立地为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、甲氧基、乙氧基、苯氧基、苄氧基、乙酰基氧基、苯酰基氧基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C2-10取代的烯基、C2-10取代的炔基、C3-10取代的环烷基、取代的芳基、C1-10取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基;在同一分子中,R13、R14可以彼此相同或不同;
所述M2为碳原子、氮原子、磷原子或硅原子;
所述Q2为氢原子、硝基、含硝基的取代基、含羰基的取代基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、环烷基、环丙基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、烷氧基、杂烷氧基、取代的烷基、取代的环烷基、取代的烯基、取代的炔基、取代的芳基、苯氧基、氟代烷基、氯代烷基、溴代烷基或碘代烷基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基。
8.根据权利要求7所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述R7为氢原子或甲基;所述R8、R9各自独立地选自氢原子、甲基、氟原子或氯原子。
9.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述R选自以下类I~类J中任一种类别中的任一种结构:
类I:
其中,M2和M3中任一个为另一个为OH,
或类J:
上述类I~类J中:
Z1为光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的亚烃基或含杂原子的二价连接基;当R为I2、J3或J6时,Z1的端基与R0的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种。
10.根据权利要求1所述单一官能化的支化聚乙二醇,其特征在于,所述R选自以下类I~类J中任一种类别中的任一种结构:
类I:
或类J:
其中,
M2和M3中任一个为另一为OH;
Z3
Z4
Z5
Z6
Z2为光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的亚烃基或含杂原子的二价连接基;当q=1,当R02与Z2连接的端基为与亚烷基、取代的亚烷基、亚苯基、取代的亚苯基或环上的饱和碳原子或氮原子直接连接的羰基、氧基、或酰胺键时,且当Z2与R02连接的端基为羰基、氧基、硫代羰基或酰胺键时,Z2的端基与R02的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种。
11.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述Z1、Z2各自独立地为具有0至20个碳原子,且各自独立地为直链结构、支链结构或含环状结构。
12.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述Z1、Z2各自独立为亚烷基、亚芳基或含有氧原子、硫原子、氮原子、醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基、氨基、仲胺基、叔胺基、三氮唑、4,5-二氢异恶唑中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基,或为源自环烃基、烯烃基、炔烃基、芳基、杂烃基、取代的环烃基、取代的烯烃基、取代的炔烃基、取代的杂烃基中任一种及任两种或两种以上组合的二价连接基。
13.根据权利要求12所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述Z1、Z2各自独立为亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、含醚键的二价连接基或含羰基的二价连接基。
14.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述n1、n2各自独立地满足5~1000。
15.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述n1、n2各自独立地满足20~500。
16.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述n1、n2满足各自独立地50~500。
17.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述n3满足5~1000。
18.根据权利要求1所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述n3满足5~500。
19.一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述单一官能化聚乙二醇的通式如式(1)所示:
其中,X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;n1、n2表示两个分支链的聚合度,n3表示具有活性官能团主链的聚合度,且在同一分子中,n1、n2、n3可以彼此相同或不同,n1、n2各自独立地满足2~1000,n3满足1~2000;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团;R为功能性基团或其被保护形式;
其中,R的结构表示为q为0或1;Z1、Z2为R中连接主链聚乙二醇聚合单元的连接基,各自独立地为在光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的二价连接基;R0、R02各自独立地为R中的功能性基团或其被保护形式;且R选自以下任一种类别中的任一种结构:
类A:
或类B:
或类C:
或类D:
或类E:
或类F:
或类G:
其中,
当R为F6、F7、F8、G9或G10时,Z1的端基与R0的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种;
Y1为具有1至10个碳原子的烃基或含氟原子的具有1至10个碳原子的烃基;
W为F、Cl或I;
W2为F、Cl、Br或I;
R2为所述D7中的端基;R2具有1~10个碳原子;R2为烃基、杂烃基或取代的烃基,且在同一分子中可以彼此相同或不同;
R3为具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基或取代的烃基;D11中,R3含有羰基;
R4为具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基或取代的烃基;
R3、R4各自独立,且在同一分子中,R4与R3可以彼此相同,也可以不同;
F2选自以下任一结构:
F3选自以下任一结构:
当q=1,当R02与Z2连接的端基为与亚烷基、取代的亚烷基、亚苯基、取代的亚苯基或环上的饱和碳原子或氮原子直接连接的羰基、氧基、或酰胺键时,且当Z2与R02连接的端基为羰基、氧基、硫代羰基或酰胺键时,Z2的端基与R02的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种;
R8、R9、R10、R11、R12为双键上的取代基,且各自独立地具有0至10个碳原子;R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为氢原子、卤素原子或烃基、杂烃基或取代的烃基;且在同一分子中,R8、R9、R10、R11、R12可以彼此相同,也可以不同;
Q为氢或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
当Q处于环上时,可以是一个或多个;当为多个时,可以为相同结构,也可以为两种或两种以上不同结构的组合;
M为位于环上的碳原子或杂原子;
M1为H原子或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
PG2为巯基保护基,巯基保护后的结构表示为SPG2
PG3为炔基保护基;
PG4为羟基保护基,羟基被保护后的结构表示为OPG4
PG5为氨基保护基,氨基被保护后的结构表示为NPG5
20.根据权利要求19所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述R选自以下任一种类别中的任一种结构:
类A:
或类B:
或类C:
或类D:
或类E:
或类F:
或类G:
21.根据权利要求19所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述X1、X2各自独立地为甲基、乙基、丙基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苄基或丁基苯基;且在同一分子中,可以相同也可以不同。
22.根据权利要求19所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为直链结构、支链结构或含环状结构,且在同一分子中,L1、L2、L3可以彼此相同也可以不同。
23.根据权利要求19所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地具有1至20个碳原子。
24.根据权利要求19所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为亚烃基或取代的亚烃基,或为含双键、三键、碳环、杂环、取代的双键、取代的碳环中任一种或任两种或两种以上组合的二价连接基,或为含有氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硅原子、醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基、氨基、仲胺基、叔胺基中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基。
25.根据权利要求19所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为以下任一种结构或任两种或两种以上结构的组合:-(R5)r1-、-(R5)r1-O-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=O)-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=O)NH-(R6)r2-、-(R5)r1-NHC(=O)-(R6)r2-、-(R5)r1-NH-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2NHCH2-(R6)r2-、-(R5)r1-NHCH2-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2NH-(R6)r2-、-(R5)r1-CH2-N(-R7)-CH2-(R6)r2-、-(R5)r1-S-(R6)r2-、-(R5)r1-S-S-(R6)r2-、-(R5)r1-C(=S)-(R6)r2-、-(R5)r1-NHC(=O)CH2-S-(R6)r2-、-(R5)r1-S-CH2C(=O)NH-(R6)r2-、-(R5)r1-C(R8)=C(R9)-(R6)r2-、-(R5)r1-C≡C-(R6)r2-、-S-CH2CH2CH2-O-、-O-CH2CH2CH2-S-、
其中,r1和r2各自独立地为0或1;
R5、R6各自独立地为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的具有1~20个碳原子的亚烃基;且在同一分子中,R5、R6可以彼此相同,也可以不同;R5、R6为直链、支化或含环状结构;可以含亚芳基,也可以不含亚芳基;
R7为氢原子、氨基保护基、C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基;
R8、R9各自独立地为氢原子、卤素原子、C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基;且在同一分子中,R8、R9可以彼此相同,也可以不同;
所述R13为氢原子、卤素原子、C1-10烃基、C1-10杂烃基或C1-10取代的烃基;
所述M4为位于环上的碳原子或杂原子;
所述Q2为氢或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
当Q2处于环上时,可以是一个或多个;当为多个时,可以为相同结构,也可以为两种或两种以上不同结构的组合。
26.根据权利要求25所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为以下任一种结构或任两种或两种以上结构的组合:亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、-O-、-C(=O)-、-C(=O)NH-、-NHC(=O)-、-NH-、-CH2NHCH2-、-NHCH2-、-CH2NH-、-CH2-N(-R7)-CH2-、-S-、-S-S-、-NHC(=O)CH2-S-、-S-CH2C(=O)NH-、-C(R8)=C(R9)-、-C≡C-、-S-CH2C(=O)NH-、-C(R8)=C(R9)-、-C≡C-、
所述R5、R6各自独立地为亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、对苯撑、邻苯撑、间苯撑、亚苄基或苄基取代的甲撑;
所述R7为氢原子、仲胺基保护基、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苄基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C3-10取代的环烷基、取代的芳烷基、C1-10取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基;
所述R8、R9各自独立地为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C2-10取代的炔基、C3-10取代的环烷基、取代的芳基、C1-10取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基;
所述R13、R14各自独立地为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、甲氧基、乙氧基、苯氧基、苄氧基、乙酰基氧基、苯酰基氧基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、C1-10取代的烷基、C2-10取代的烯基、C2-10取代的炔基、C3-10取代的环烷基、取代的芳基、C1-10取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基;在同一分子中,R13、R14可以彼此相同或不同;
所述M2为碳原子、氮原子、磷原子或硅原子;
所述Q2为氢原子、硝基、含硝基的取代基、含羰基的取代基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、环烷基、环丙基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基、烷氧基、杂烷氧基、取代的烷基、取代的环烷基、取代的烯基、取代的炔基、取代的芳基、苯氧基、氟代烷基、氯代烷基、溴代烷基或碘代烷基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基。
27.根据权利要求26所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述R7为氢原子或甲基;所述R8、R9各自独立地选自氢原子、甲基、氟原子或氯原子。
28.一种具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述单一官能化聚乙二醇的通式如式(1)所示:
其中,X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;n1、n2表示两个分支链的聚合度,n3表示具有活性官能团主链的聚合度,且在同一分子中,n1、n2、n3可以彼此相同或不同,n1、n2各自独立地满足5~2000,n3满足1~2000;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团;R为功能性基团或其被保护形式;
其中,R的结构表示为q为0或1;R0、R02各自独立地为R中的功能性基团或其被保护形式;Z1、Z2为R中连接主链聚乙二醇聚合单元的连接基,各自独立地为在光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的二价连接基;且所述Z1、Z2为亚芳基,或为源自环烃基、芳基、杂环烃、杂芳基、取代的环烃基、取代的杂环烃、取代的杂芳基中任一种及任两种或两种以上组合的二价连接基。
29.根据权利要求28所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述X1、X2各自独立地为甲基、乙基、丙基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苄基或丁基苯基;且在同一分子中,可以相同也可以不同。
30.根据权利要求28所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为直链结构、支链结构或含环状结构,且在同一分子中,L1、L2、L3可以彼此相同也可以不同。
31.根据权利要求28所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地具有1至20个碳原子。
32.根据权利要求28所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述L1、L2、L3各自独立地为亚烃基或取代的亚烃基,或为含双键、三键、碳环、杂环、取代的双键、取代的碳环中任一种或任两种或两种以上组合的二价连接基,或为含有氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硅原子、醚键、羰基、酰胺基、硫醚键、硫代羰基、氨基、仲胺基、叔胺基中任一种或任两种或两种以上原子或基团的二价连接基。
33.根据权利要求28所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,所述R选自以下类A~类H中任一种类别中的任一种结构:
类A:
或类B:
或类C:
或类D:
或类E:
或类F:
或类G:
或类H:
上述类A~类H中:
Z1为光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的亚烃基或含杂原子的二价连接基;当R为F5、F6、F7、F8、G9或G10时,Z1的端基与R0的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种;
Y1为具有1至10个碳原子的烃基或含氟原子的具有1至10个碳原子的烃基;
W为F、Cl、Br或I;
W2为F、Cl、Br或I;
R2为所述D7中的端基或二价连接基;R2具有1~10个碳原子;当R2为端基时,R2为烃基、杂烃基或取代的烃基,且在同一分子中可以彼此相同或不同;当R2为二价连接基时,R2为源自烃基、杂烃基、取代的烃基中任一种基团的二价连接基,此时参与成环;
R3为具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基或取代的烃基;
R4为具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基或取代的烃基;
R3、R4各自独立,且在同一分子中,R4与R3可以彼此相同,也可以不同;
R8、R9、R10、R11、R12为双键上的取代基,且各自独立地具有0至10个碳原子;R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为氢原子、卤素原子或烃基、杂烃基或取代的烃基;且在同一分子中,R8、R9、R10、R11、R12可以彼此相同,也可以不同;
Q为氢或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
当Q处于环上时,可以是一个或多个;当为多个时,可以为相同结构,也可以为两种或两种以上不同结构的组合;
M为位于环上的碳原子或杂原子;
M1为H原子或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
PG2为巯基保护基,巯基保护后的结构表示为SPG2
PG3为炔基保护基;
PG4为羟基保护基,羟基被保护后的结构表示为OPG4
PG5为氨基保护基,氨基被保护后的结构表示为NPG5
34.根据权利要求33所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述Y1为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、苯基、苄基、对甲基苯基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基或4-(三氟甲氧基)苯基;
所述W为Br或Cl;
所述W2为I;
所述R2可以含有杂原子,也可以不含杂原子;
当R2为烃基或含杂原子的烃基时,R2为烷基、芳基、取代的环烷基、取代的芳基、烯基取代的烃基、杂烷基或杂芳基;
当R2为亚烃基或含杂原子的二价连接基时,R2为源自烷基、芳基、取代的环烷基、取代的芳基、烯基、取代的烯基、杂烷基、杂芳基中任一种或任两种或两种以上组合的二价连接基;
所述R3、R4各自独立地为烷基、芳基、取代的环烷基、取代的芳基、烯基、取代的烯基、杂烷基或杂芳基;
所述R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基苯甲酰氧基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、取代的烷基、取代的烯基、取代的炔基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基;
所述Q为氢原子、卤素原子或具有0至10个碳原子的含硝基的取代基、含羰基的取代基、烷基、芳基、杂烷基、杂环基、杂芳基、烯基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的杂烷基、取代的杂环基、取代的杂芳基或取代的烯基;
所述M为位于环上的碳原子、氮原子、磷原子或硅原子;
所述M1为氢原子或具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基、取代的烃基或取代杂烃基。
35.根据权利要求34所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述Y1为甲基、对甲基苯基、2,2,2-三氟乙基、三氟甲基或乙烯基;
所述R2为烃基或含杂原子的烃基时,其选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、丙烯基、对硝基苯基、邻硝基苯基中的任一种;
所述R2为亚烃基时,其选自亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基中任一种或任两种组合的亚烷基;
所述R3、R4各自独立地为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、对硝基苯基或邻硝基苯基;
所述R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为氢原子、甲基或氟原子;
所述Q为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、卤代烷、烷氧基、含羰基的取代基或含硝基的取代基;
所述M1为氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、苯基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、丙烯基、对硝基苯基、邻硝基苯基或吡啶基。
36.根据权利要求33所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述R2为甲基,苄基,或亚甲基、1,2-亚乙基中的任一种或其组合;
所述R3、R4各自独立地为甲基或苄基;
所述Q为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基、甲氧基或甲基氧基羰基;
所述M1为氢原子、甲基、苯基或吡啶基。
37.根据权利要求33所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述巯基被保护后的结构SPG2为硫醚、二硫醚、硅基硫醚或硫代酯;
所述炔基保护基PG3为硅基;
所述羟基被保护后的结构OPG4为醚、硅醚、酯、碳酸酯、磺酸酯;
所述氨基被保护后的结构NPG5为氨基甲酸酯、酰胺、酰亚胺、N-烷基胺、N-芳基胺、亚胺、烯胺、咪唑、吡咯或吲哚。
38.根据权利要求28所述单一官能化的支化聚乙二醇,其特征在于,所述R选自以下类A~类H中任一种类别中的任一种结构:
类A:
或类B:
或类C:
或类D:
或类E:
或类F:
或类G:
或类H:
其中,
Z2为光、热、酶、氧化还原、酸性、碱性条件下稳定存在的亚烃基或含杂原子的二价连接基;当q=1,且当R02与Z2连接的端基为与亚烷基、取代的亚烷基、亚苯基、取代的亚苯基或环上的饱和碳原子或氮原子直接连接的羰基、氧基、或酰胺键时,且当Z2与R02连接的端基为羰基、氧基、硫代羰基或酰胺键时,Z2的端基与R02的端基构成的连接基不为-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=S)-O-、-O-C(=O)-、-S-C(=O)-中的任一种;
Y1为具有1至10个碳原子的烃基或包括氟原子的具有1至10个碳原子的烃基;
R2为上述D7中的取代基或二价连接基,在同一分子中可以彼此相同或不同;R2具有1~10个碳原子;R2为烃基、杂烃基或取代的烃基,或为源自烃基、杂烃基、取代的烃基中任一种基团的二价连接基;当R2为二价连接基时,可以参与成环,也可以形成两个独立的侧基;
R3为具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基或取代的烃基;
R4为具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基或取代的烃基;
R3、R4各自独立,且在同一分子中,R4与R3可以相同,也可以彼此不同;
R8、R9、R10、R11、R12为双键上的取代基,且各自独立地具有0至10个碳原子;R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为氢原子、卤素原子或烃基、杂烃基或取代的烃基;且在同一分子中,R8、R9、R10、R11、R12可以彼此相同,也可以不同;
Q为氢或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
当Q处于环上时,可以是一个或多个;当为多个时,可以为相同结构,也可以为两种或两种以上不同结构的组合;
M为位于环上的碳原子或杂原子;
M1为H原子或有助于不饱和键电子的诱导、共轭效应的基团;
PG2为巯基保护基,巯基保护后的结构表示为SPG2
PG3为炔基保护基;
PG4为羟基保护基,羟基被保护后的结构表示为OPG4
PG5为氨基保护基,氨基被保护后的结构表示为NPG5
39.根据权利要求38所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述R2可以含有杂原子,也可以不含杂原子;
当R2为烃基或含杂原子的烃基时,R2为烷基、芳基、取代的环烷基、取代的芳基、烯基取代的烃基、杂烷基或杂芳基;
当R2为亚烃基或含杂原子的二价连接基时,R2为源自烷基、芳基、取代的环烷基、取代的芳基、烯基、取代的烯基、杂烷基、杂芳基中任一种或任两种或两种以上组合的二价连接基;
所述R3、R4各自独立地为烷基、芳基、取代的环烷基、取代的芳基、烯基、取代的烯基、杂烷基或杂芳基;
所述R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙烯基、炔丙基、丙炔基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、环己基、苯基、苄基、丁基苯基、对甲基苯基苯甲酰氧基、乙酰基、苯甲酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、取代的烷基、取代的烯基、取代的炔基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的杂烷基或取代的杂芳基;其中,取代基为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烯基或硝基;
所述Q为氢原子、卤素原子或具有0至10个碳原子的含硝基的取代基、含羰基的取代基、烷基、芳基、杂烷基、杂环基、杂芳基、烯基、取代的环烷基、取代的芳基、取代的杂烷基、取代的杂环基、取代的杂芳基或取代的烯基;
所述M1为氢原子或具有1~10个碳原子的烃基、杂烃基、取代的烃基或取代杂烃基。
40.根据权利要求38所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述Y1为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、苯基、苄基、对甲基苯基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基或4-(三氟甲氧基)苯基;
所述R2中可以含有杂原子也可以不含杂原子;
当R2为烃基或含杂原子的烃基时,选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、对硝基苯基、邻硝基苯基中的任一种;
当R2为亚烃基时,选自亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基中任一种或任两种或两种以上组合的亚烷基;
所述R3、R4各自独立地为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、丙烯基、对硝基苯基或邻硝基苯基;
所述R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为氢原子、氟原子、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基或苄基;且在同一分子中,R8、R9、R10、R11、R12可以彼此相同,也可以不同;
所述Q选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、卤代烷、烷氧基、含羰基的取代基或含硝基的取代基中的任一种;
所述M为碳原子、氮原子、磷原子或硅原子;
所述M1为氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、2-辛基、壬基、癸基、环丙基、苄基、苯基、对甲基苯基、丁基苯基、烯丙基、丙烯基、对硝基苯基、邻硝基苯基或吡啶基。
41.根据权利要求38所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述Y1为甲基、对甲基苯基、2,2,2-三氟乙基、三氟甲基或乙烯基;
所述R2为甲基,苄基,或亚甲基、1,2-亚乙基中的任一种或其组合;
所述R3、R4各自独立地为甲基或苄基;
所述R8、R9、R10、R11、R12各自独立地为氢原子、甲基或氟原子;
所述Q为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基、甲氧基或甲基氧基羰基;
所述M1为氢原子、甲基、苯基或吡啶基。
42.根据权利要求38所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述巯基被保护后的结构SPG2为硫醚、二硫醚、硅基硫醚或硫代酯;
所述炔基保护基PG3为硅基;
所述羟基被保护后的结构OPG4为醚、硅醚、酯;
所述氨基被保护后的结构NPG5为氨基甲酸酯、酰胺、酰亚胺、N-烷基胺、N-芳基胺、亚胺、烯胺、咪唑、吡咯或吲哚。
43.根据权利要求38所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇,其特征在于,
所述巯基被保护后的结构SPG2为叔丁基硫醚、三苯甲基硫醚、取代的三苯甲基硫醚、叔丁基二甲基硅基硫醚、三异丙基硅基硫醚、苄基硫醚、取代的苄基硫醚、对硝基苄基硫醚、邻硝基苄基硫醚、乙酰基硫代酯、苯甲酰基硫代酯、三氟乙酰基硫代酯、叔丁基二硫醚、取代的苯基二硫醚或2-吡啶二硫醚;
所述炔基保护基PG3为三甲基硅基、三乙基硅基、叔丁基二甲基硅基、二甲基(1,1,2-三甲基丙基)硅基、二甲基[1,1-二甲基-3-(四氢呋喃-2H-2-氧)丙基]硅基、联苯基二甲基硅基、三异丙基硅基、联苯基二异丙基硅基或叔丁基二苯基硅基;
所述羟基被保护后的结构OPG4为甲基醚、1-乙氧基乙基醚、叔丁基醚、烯丙基醚、苄基醚、对甲氧基苄基醚、邻硝基苄基醚、对硝基苄基醚、2-三氟甲基苄基醚、甲氧基甲醚、2-甲氧基乙氧基甲基醚、苄氧基甲醚、对-甲氧基苄氧基甲基醚、甲硫基甲醚、四氢吡喃基醚、三甲基硅基醚、三乙基硅基醚、三异丙基硅基醚、叔丁基二甲基硅基醚、乙酸酯、氯乙酸酯、三氟乙酸酯或碳酸酯;
所述氨基被保护后的结构NPG5为甲酰胺、乙酰胺、三氟乙酰胺、氨基甲酸叔丁酯、氨基甲酸2-碘乙酯、氨基甲酸苄基酯、氨基甲酸9-芴甲酯、氨基甲酸2-三甲硅基乙酯、氨基甲酸2-甲基磺酰基乙酯、氨基甲酸2-(对甲苯磺酰基)乙酯、邻苯二甲酰亚胺、二苯基亚甲胺、1,3,5-二氧氮杂环己烷、甲基氨基、三苯基甲基氨基、叔丁基氨基、烯丙基氨基、苄基氨基、4-甲氧基苄基氨基或苄亚胺。
44.一种权利要求19~43任一所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)以含有两个裸露羟基的小分子引发剂(4)与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,生成两条分支链,并进行分支链末端去质子化,得到中间体(5);
b)对步骤a)所得中间体(5)的两条分支链进行封端,得到中间体(6);
c)对步骤b)所得中间体(6)的末端羟基进行脱保护,得到中间体(7);
d)在步骤c)所得中间体(7)的末端羟基上引发环氧乙烷聚合,生成末端含活性官能团的主链,质子化后得到中间体(3);
e)对步骤d)所得中间体(3)进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG4为羟基保护基团,为硅醚、苄基、缩醛、缩酮或叔丁基;X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团。
45.一种权利要求19~43任一所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)以含有一个裸露羟基和两个受保护的羟基的小分子引发剂(9)与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,生成主链,并进行主链末端去质子化,得到中间体(10),其中底物的两个羟基的保护基可以相同也可以不同或共用一个保护基;
b)对步骤a)所得中间体(10)的主链进行官能化或羟基保护,得到中间体(11),其中当R为能在阴离子聚合条件下稳定存在的官能团时,直接进行官能化;
c)对步骤b)所得中间体(11)的末端羟基的脱保护,得到中间体(12);
d)在步骤c)所得中间体(12)的末端羟基与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,生成两条分支链,并进行链末端去质子化得到中间体(13);
e)对步骤d)所得中间体(13)进行两条分支链封端,得到式(14)所述一端保护的支化聚乙二醇;
f)对步骤e)所得中间体(14)进行端基脱保护得到支化聚乙二醇中间体(3);
g)对步骤f)所得中间体(3)进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
h)制备其功能性基团的被保护形式时,对步骤g所得的单一官能化的支化聚乙二醇进行端基保护,得到功能性基团被保护的支化聚乙二醇;
其中,PG4为羟基保护基团,为硅醚、苄基、缩醛、缩酮或叔丁基;OPG4为被保护的羟基;X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团。
46.一种权利要求19~43任一所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)以二级胺(15)与含末端官能化或羟基保护的聚乙二醇发生烷基化或酰胺化得到中间体(11),其中,当R能可在阴离子聚合条件下稳定存在的官能团时,二级胺直接与末端官能化的聚乙二醇发生烷基化或酰胺化;
b)对步骤a)所得中间体(11)的末端羟基的脱保护,得到中间体(12);
c)在步骤b)所得中间体(12)的末端羟基与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,生成两条分支链,并进行链末端去质子化得到中间体(13);
d)对步骤c)所得中间体(13)进行两条分支链封端,得到式(14)所述一端保护的支化聚乙二醇;
e)对步骤d)所得中间体(14)进行端基脱保护得到支化聚乙二醇中间体(3);
f)对步骤e)所得中间体(3)进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG4为羟基保护基团,可以为硅醚、苄基、缩醛、缩酮或叔丁基;OPG4为被保护的羟基;X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团。
47.一种权利要求19~43任一所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)一端羟基保护的一级胺(16)与末端醚化封端聚乙二醇发生烷基化得到中间体(17);
b)对步骤a)所得中间体(17)与末端醚化封端聚乙二醇发生烷基化或酰胺化,得到中间体(18);
c)在步骤b)所得中间体(18)的末端羟基脱保护得到端基羟基裸露的中间体(19);
d)对步骤c)所得中间体(19)与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,质子化后得到支化聚乙二醇中间体(3);
e)对步骤d)所得中间体(3)进行含活性基团主链末端的官能化修饰,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG4为羟基保护基团,为硅醚、苄基、缩醛、缩酮或叔丁基;X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团。
48.一种权利要求19~43任一所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)一端胺基保护的醇(20)与碱组成共引发体系,引发环氧乙烷聚合,加入碱完全去质子化后得到阴离子中间体(21);
b)对步骤a)所得中间体(21)进行醚化封端得到中间体(22);
c)在步骤b)所得中间体(22)的末端胺基脱保护得到端基胺基裸露的中间体(23);
d)对步骤c)所得中间体(23)进行胺基烷基化,得到仲胺中间体(24);
e)对步骤d)所得中间体(24)再次进行胺基烷基化或酰胺化,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG5为氨基保护基团,NHPG5为氨基被保护后的结构,为氨基甲酸酯、酰胺、酰亚胺、N-烷基胺、N-芳基胺、亚胺、烯胺、咪唑、吡咯或吲哚;X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团。
49.一种权利要求19~43任一所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)胺基保护的双醇(25)与碱组成共引发体系,引发环氧聚合后,并进行链末端去质子化得到阴离子中间体(26);
b)对步骤a)所得中间体(26)进行醚化封端得到中间体(27);
c)在步骤b)所得中间体(27)的胺基脱保护得到胺基裸露的中间体(28);
d)对步骤c)所得中间体(28)进行胺基烷基化、酰胺基化,得到式(1)所述单一官能化的支化聚乙二醇;
其中,PG5为氨基保护基团,所述氨基被保护后的结构为氨基甲酸酯、酰胺、酰亚胺、N-烷基胺、N-芳基胺、亚胺、烯胺、咪唑、吡咯或吲哚;X1、X2各自独立地为具有1至20个碳原子的烃基;L1、L2、L3为在光、热、酶、氧化还原、酸性或碱性条件下稳定存在的连接基团。
50.一种权利要求19~43任一所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质的通式如式(2)所示:
其中,D为生物相关物质;Z1为连接基团,能与生物相关物质反应的官能团通过连接基团Z1连接于对称轴聚乙二醇主链上并与生物相关物质发生化学反应,形成残基L4
51.根据权利要求50所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述L4中含三氮唑、异恶唑、醚键、酰胺键、亚酰胺键、亚胺键、仲氨键、叔胺键、酯基、硫酯基、硫醚基、二硫基、硫代酯基、二硫代酯基、硫代碳酸酯基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基甲酸酯基、硫代氨基甲酸酯基、二硫代氨基甲酸酯基、硫代半缩醛中任一种的连接基。
52.根据权利要求50所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述D为生物相关物质,包括生物相关物质及改性的生物相关物质;可以为天然来源,也可以为人工合成;D为生物相关物质自身,或生物相关物质的二聚体或多聚体、亚基或片段、前体、激活态、衍生物、异构体、突变体、类似物、模拟物、多晶型物、融合蛋白、药物学上可接受的盐、化学改性物质或生物相关物质的激动剂、激活剂、抑制剂、拮抗剂、调节剂、受体、配体或配基、抗体及其片段或作用酶。
53.根据权利要求50所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述D为多肽、蛋白质、酶、抗原、抗体及其片段、受体、小分子药物、核苷、核苷酸、反义寡核苷酸、多核苷酸、适配体、多糖、蛋白多糖、糖蛋白、脂类化合物、维生素、囊泡、脂质体、病毒、疫苗、细胞、胶束、染料、荧光物质或靶向因子。
54.根据权利要求50所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述D为甾类化合物、磷脂、糖脂中任一种。
55.根据权利要求50所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述D为核酸或寡核苷酸。
56.根据权利要求50所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述D选自激素、血红蛋白、血清白蛋白、血液因子、凝血因子、vonWillebrand因子、白介素、干扰素、复合性干扰素、粒细胞集落刺激因子、巨噬细胞集落刺激因子、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、趋化因子、单核细胞趋化蛋白、血小板衍生生长因子、血小板生成素、磷脂酶激活蛋白、胰岛素、胰岛素原、C肽、高血糖素、胰岛素样生长因子、胰岛素调理素、胰高血糖素样肽及其类似物、凝集素、蓖麻毒素、肿瘤坏死因子、TNF-α、转化生长因子、TGF-α、TFG-β、骨形态发生蛋白、BMP-2、BMP-6、OP-1、护骨素、组织生长因子、结缔组织生长因子、表皮细胞生长因子、肝细胞生长因子、角化细胞生长因子、血管内皮生长因子、神经生长因子、骨生长因子、肝素结合生长因子、肿瘤生长因子、酸性成纤维细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、胶质细胞系源性神经营养因子、神经胶质生长因子、巨噬细胞分化因子、分化诱导因子、白血病抑制因子、双调蛋白、生长调节素、促红细胞生成素、新红细胞生成刺激蛋白、血细胞生成素、血管紧张素、降钙素、依降钙素、乳铁传递蛋白、囊性纤维化跨膜传导调节因子、蛋白水解酶、氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、苯丙氨酸氨裂合酶、异构酶、连接酶、天冬胺酶、精氨酸酶、精氨酸脱氨酶、精氨酸脱亚胺酶、腺苷脱氨酶、脱氧核糖核酸酶、超氧化物歧化酶、内毒素酶、过氧化氢酶、糜蛋白酶、脂肪酶、尿酸酶、弹性酶、链激酶、尿激酶、腺苷二磷酸酶、酪氨酸酶、胆红素氧化酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖酶、葡激酶、半乳糖苷酶、α-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷酶、葡萄糖苷酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、伊米苷酶、阿糖苷酶、降纤酶、纤溶酶、透明质酸酶、阿替普酶、瑞替普酶、兰替普酶、替奈普酶、替尼普酶、链球菌酶、α1抗胰蛋白酶、磷酸二酯酶、门冬酰胺酶、培戈汀、免疫球蛋白、单克隆或多克隆抗体、GRO-β抗体、呼吸多糖病毒抗体、阿昔单抗、利妥昔单抗、曲妥珠单抗、替伊莫单抗、托西莫单抗、阿仑珠单抗、吉妥珠单抗、西妥昔单抗、贝伐单抗、阿达莫单抗、戈利木单抗、托珠单抗、阿非莫单抗、欧力祖单抗、巴利昔单抗、抗Tac单抗、米妥莫单抗、阿托莫单抗、莫罗莫那-CD3、帕尼单抗、贝伐珠单抗、奥伐单抗、抗体片段、多聚氨酸、乙型肝炎疫苗、疟疾疫苗、黑素瘤疫苗、HIV-1疫苗、流感疫苗、吸附破伤风疫苗、脑膜炎球菌多糖疫苗、肺炎疫苗、肺炎球菌多糖结合疫苗、脊髓灰质炎疫苗、轮状病毒基因重配疫苗、DNA-天坛痘苗复合型艾滋病疫苗、人树突状细胞疫苗、SARS疫苗、伤寒疫苗、癌克特肺癌疫苗、肠道疫苗、乙型脑炎疫苗、甲型肝炎疫苗、乙肝疫苗、甲乙型肝炎联合疫苗、带状疱疹疫苗、狂犬病疫苗、血热疫苗、水痘疫苗、结核疫苗、风疹疫苗、痢疾疫苗、艾滋病疫苗、霍乱疫苗、麻疹风疹联合疫苗、免疫治疗阿尔茨海默病合成疫苗、牛痘疫苗、禽流感疫苗、腮腺炎疫苗、鼠疫疫苗、手足口病疫苗、水蛭素、生长因子拮抗剂、生长激素拮抗剂、受体拮抗剂、阿片受体拮抗剂、趋化因子受体拮抗剂、抗体拮抗剂、激酶拮抗剂、纳洛酮、N-甲基纳洛酮、氢吗啡酮、羟吗啡酮、6-氨基-6-脱氧-纳洛酮、环丙甲羟二羟吗啡酮、左洛啡烷甲基纳曲酮、N-甲基纳曲酮、6-氨基-14-羟基-17-烯丙基诺地索吗啡、丁丙诺啡、吗啡、二氢吗啡、盐二乙酰吗啡、酸乙基吗啡、甲二氢吗啡、纳曲恩哚、纳曲吲哚、纳洛芬、左洛啡烷和纳洛芬、纳布芬、戊唑辛、环唑辛、可待因、二氢可待因、诺丙纳托非敏、布托啡诺、奥昔啡烷、塞克洛凡、奥施康定、逆转录酶抑制剂、氨多索韦、环孢霉素、生长激素抑制素、VLA-4抑制剂、内皮抑素、血小板衍生生长因子激动剂、肿瘤坏死因子受体、白介素-1受体、T细胞受体、抗癌或抗肿瘤药物、紫杉烷类化合物、紫杉醇及其衍生物、多烯紫杉醇、多西他赛、伊立替康、SN38、拓扑替康、盐酸拓扑替康、托泊替康、顺铂、奥沙利铂、喜树碱及其衍生物、羟基喜树碱、长春新碱、吐根碱、盐酸吐根碱、秋水仙碱、表柔比星、吡柔比星、戊柔比星、阿霉素或盐酸阿霉素、表阿霉素、柔红霉素、道诺霉素、丝裂霉素、阿克拉霉素、伊达霉素、博来霉素、培洛霉素、光辉霉素、雷帕霉素、鬼臼毒素、放线菌素D、美登木素类、米托蒽醌、全反式维A酸、长春地辛、长春瑞滨、吉西他滨、卡培他滨、克拉曲滨、培美曲塞二钠、替吉奥、来曲唑、阿那曲唑、氟维司群、戈舍瑞林、曲普瑞林、亮丙瑞林、布舍瑞林、替莫唑胺、环磷酰胺、异环磷酰胺、吉非替尼、舒尼替尼、埃罗替尼、拉帕替尼、索拉非尼、伊马替尼、达沙替尼、尼洛替尼、西罗莫司、依维莫司、巯基嘌呤、甲氨蝶呤、5-氟尿嘧啶、达卡巴嗪、羟基脲、伏立诺他、伊沙匹隆、硼替佐米、阿糖胞苷、依托泊苷、氮杂胞苷、替尼泊苷、普萘洛尔、普鲁卡因、丁卡因、利多卡因、抗生素、抗病毒剂、抗真菌药物、防御素、多粘菌素、卷曲霉素、杆菌肽、短杆菌肽、两性霉素B、庆大霉素、制霉菌素、棘白霉素类、羧苄青霉素、青霉素、青霉烯、羟氨苄青霉素、草履虫素、妥布霉素、卡那霉素、新霉素、链霉素、万古霉素、达托霉素、蒽环霉素、氯霉素、红霉素、地红霉素、黄霉素、竹桃霉素、醋竹桃霉素、罗红霉素、克拉霉素、达发新、阿奇霉素、氟红霉素、交沙霉素、螺旋霉素、美地加霉素、白霉素、米欧卡霉素、罗他霉素、多西环素、思维奴利德A、替考拉宁、兰普拉宁、麦地拉宁、克利斯汀、多粘菌素E甲磺酸、氟代胞嘧啶、咪康唑、益康唑、氟康唑、伊曲康唑、酮康唑、伏立康唑、克霉唑、联苯苄唑、奈替米星、阿米卡星、卡泊芬净、米卡芬净、特比萘芬、氟喹诺酮、洛美沙星、诺氟沙星、环丙沙星、依诺沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、曲伐沙星、阿拉曲沙星、莫西沙星、格帕沙星、加替沙星、司帕沙星、替马沙星、培氟沙星、氨氟沙星、氟罗沙星、托氟沙星、普卢利沙星、伊洛沙星、帕珠沙星、克林沙星、西他沙星、伊达比星、妥舒沙星、蓝藻菌病毒素、核苷抗病毒药、利巴韦林、替卡西林、阿洛西林、美洛西林、哌拉西林、阿莫西林、氨苄西林、海他西林、格拉皮西林、头孢菌素、头孢泊肟酯、头孢丙烯、头孢丁烯、头孢唑肟、头孢曲松、头孢噻吩、头孢匹林、头孢氨苄、头孢拉定、头孢西丁、头孢孟多、头孢唑啉、头孢娄利定、头孢克洛、头孢羟氨苄、头孢来星、头孢呋辛、头孢雷特、头孢噻肟、头孢乙氰、头孢吡肟、头孢克肟、头孢尼西、头孢哌酮、头孢替坦、头孢美唑、头孢他啶、氯碳头孢、拉氧头孢、氨曲南、碳青霉烯、伊米配能、美洛培南、喷他脒爱瑟硫脲、沙丁胺醇硫酸盐、间羟异丙肾上腺素硫酸盐、二丙酸倍气米松、去炎松乙酰胺、布地奈德丙酮化合物、氟替卡松、异丙托溴化物、氟尼缩松、色甘酸钠、酒石酸麦角胺、白藜芦醇、细胞松弛素B、阿米福汀、胺碘酮、氨甲苯酸、对氨马尿酸钠、氨鲁米特、氨基酮戊酸、氨基水杨酸、安吖啶、阿那格雷、阿纳托唑、必卡他胺、白消安、卡麦角林、卡铂、卡莫司汀、西司他丁钠、氯屈膦酸二钠、去乙酰环丙氯地孕酮、甲地孕酮、睾酮、雌莫司汀、依西美坦、氟羟甲基睾丸素、己烯雌酚、去铁胺、双氯芬酸、氟达拉滨、氟尿嘧啶、氟他胺、吉西他汀、L-多巴、甲酰四氢叶酸、左咪唑、赖诺普利、左甲状腺素钠、洛莫司汀、氮芥气、安宫黄体素、美法仑、间羟基去甲麻黄碱二酒石酸盐、灭吐灵、美西律、米托坦、烟碱、尼鲁米特、奥曲肽、帕米膦酸、喷司他丁、普卡霉素、卟吩姆、泼尼松、丙卡巴肼、普鲁氯哌嗪、恩丹西酮、雷替曲噻、链脲佐菌素、他可莫司、它莫西芬、四氢大麻酚、沙利度胺、硫鸟嘌呤、塞替派、多拉司琼、格拉司琼、福莫特罗、柳菩林、咪达唑仑、阿普唑仑、舒马曲坦、阿司匹林、核苷、核苷酸、寡核苷酸、反义寡核苷酸、DNA、RNA、适配体、相关适体或配基、维生素、维生素A、维生素A酸、异维A酸、视黄醛、3-去氢视黄醇、13-顺式-视黄酸、全反式视黄酸、α-胡罗卜素、β-胡罗卜素、γ-胡罗卜素、δ-胡罗卜素、隐黄素、依曲替酯、eretin、维生素B、叶酸、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K、维生素H、维生素M、维生素T、维生素U、维生素P、维生素PP、糖脂、糖蛋白、糖原、神经酰胺、脑苷脂、鞘氨醇、神经节苷脂、甘油基糖脂、转铁蛋白、血铜蓝蛋白、膜结合蛋白、组织相容性抗原、肝素、磷脂、胆固醇酯、蛋黄卵磷脂、大豆磷脂、磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、心磷脂、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、溶血甘油磷脂、合成的磷脂化合物、甾体化合物、类固醇、胆固醇、胆酸、性激素、醛固酮、去氧皮质酮、氯倍他索、氟氢可的松、可的松、氢化可的松、强的松、甲羟松、甲泼尼松、阿氰米松、倍氯米松、倍他米松、地塞米松、双氟拉松、双氟美松、去炎松、莫美他松、去羟米松、氟轻松、帕拉米松、哈西奈德、安西奈德、地索奈德、强的松龙、甲基泼尼松龙、氯可托龙、丙酮缩氟氢羟龙、神经递质、多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺、神经加压素、胆囊收缩素、血管活性肠肽、血管加压素、内源性阿片肽、生长抑素、神经肽y、括核苷酸类神经递质、阿南德酰胺、σ受体、苯海拉明、溴苯海拉明、多西拉敏、卡比沙明、氯马斯汀、茶苯海明、曲吡那敏、比拉明、美沙吡林、松齐拉敏、非尼拉敏、氯苯那敏、右氯苯那敏、溴非尼拉敏、右旋溴非尼拉敏、吡咯他敏、曲普利定、异丙嗪、阿利马嗪、甲地嗪、赛克利嗪、氯环利嗪、二苯拉林、苯茚胺、二甲茚定、敏克静、布可立嗪、安他唑、赛庚啶、阿扎他定、特非那定、非索非那定、阿司咪唑、西替利嗪、氮斯汀、氯雷他定、地洛他定、胶原、透明质酸、蛋白多糖、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性蛋白、荧光蛋白、绿色荧光蛋白、红色荧光蛋白、罗丹明类染料、鬼笔环肽及其衍生物、菁染料、吖啶类染料、藻红蛋白、藻蓝蛋白、甲基绿、茜素红、苯胺蓝、派洛宁、标准荧光素、异氰酸酯荧光素、二乙酸荧光素、FAM、TET、HEX、JOE、苏木精、伊红、中性红、碱性品红、Alexa Fluor系列、Oregon green系列、BODIPY系列、Cy3、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7、Cy7.5、PerCP、DAPI、Hoechst系列、Cascade blue、Astrazon系列、SYTO系列、二苯乙烯类、萘酰亚胺类、香豆素类、芘类染料、菲啶类染料、卟啉类染料、吲哚衍生物、色霉素A、溴化乙锭、RGD肽及环肽、LPR肽、NGR肽、肿瘤血管靶向肽GX1、转铁蛋白受体结合、肉毒碱、氨磷汀、可被细胞表面受体识别的其它配体及配体变体、靶向肿瘤细胞表面整合素αvβ3的磷光铱配合物、肿瘤靶向性肿瘤坏死因子相关凋亡配体变体、肿瘤血管发生靶向配体、COX-2、抗EGF、赫赛汀、血管他丁、疾病细胞周期靶向配体、腺苷、喷昔洛韦、FIAU、FIRU、IVFRU、GCV、PCV、FGCV、FPCV、PHPG、PHBG、鸟嘌呤、肿瘤细胞凋亡靶向配体、TRAIL、半胱天冬酶-3靶向配体、疾病受体靶向配体、雌激素、雄激素、促黄体生成激素、铁传递蛋白、黄体酮、激酶抑制剂或蛋白酶体抑制剂、酪氨酸激酶抑制剂、帕唑帕尼、凡德他尼、Fms样酪氨酸激酶抑制剂、Aurora抑制剂、Abelson激酶抑制剂、血管内皮生长因子受体抑制剂、成纤维细胞生长因子受体抑制剂、血小板源性生长因子受体抑制剂、Ephrin抑制剂、HER2受体、抗EGF受体、他莫昔芬、雷洛昔芬、托瑞米芬、坦西莫司、罗米地辛、贝沙罗汀、阿利维甲酸、普拉曲沙、易普利姆玛、地尼白介素2、基因靶向分子、核酸适配体、溶瘤性抗癌重组腺病毒、肿瘤靶向重组DNA疫苗、生物素中任一种及上述任一种生物相关物质的二聚体或多聚体、亚基或片段、前体、激活态、衍生物、异构体、突变体、类似物、模拟物、多晶型物、融合蛋白、药物学上可接受的盐、化学改性物质或生物相关物质的激动剂、激活剂、抑制剂、拮抗剂、调节剂、受体、配体或配基、抗体及其片段或作用酶。
57.根据权利要求50所述具有氮原子支化中心的单一官能化聚乙二醇修饰的生物相关物质,其特征在于,所述D选自生长激素、生长激素释放激素、黄体化激素、黄体化激素释放激素、垂体激素、甲状腺激素、雄性激素、雌性激素、肾上腺素、胰淀素、促性腺激素、促卵泡激素、甲状旁腺激素、胸腺素、白介素-2、白介素-3、白介素-4、白介素-6、白介素-8、白介素-11、白介素-12、白介素-13、白介素-17、干扰素-α、干扰素-β、干扰素-γ、干扰素-ε、干扰素-κ、干扰素-ω、干扰素-δ、干扰素-τ、干扰素λ、干扰素α-2a、干扰素α-2b、干扰素β-1a、干扰素n1、干扰素n3、干扰素α5、干扰素γ-1b、GLP-1、利拉鲁肽、艾塞丁、艾塞那肽、Bydureon、利西拉肽、洛塞那肽、IgG、IgE、IgM、IgA、IgD中任一种。
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Denomination of invention: Mono-functionalized polyethylene glycol with nitrogen atom branched center and its preparation method and biologically-relevant matter

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Granted publication date: 20170718

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