CN111936548B - 多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法 - Google Patents

多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法，其中，顺序执行下列的步骤(A)、步骤(B)、步骤(C)、步骤(D)和步骤(E)：步骤(A)：在仅保留具有奇数个羟基的多元醇的1位的羟基的同时，通过环状苯亚甲基缩醛化保护所述1位的羟基之外的偶数个羟基的步骤，步骤(B)：将步骤(A)中获得的化合物的两个分子通过醚化反应连接至用于引入特定连接基的化合物的步骤，步骤(C)：去保护步骤(B)中获得的化合物的末端处的环状苯亚甲基缩醛结构的步骤，步骤(D)：将3至600摩尔的环氧乙烷聚合至所述步骤(C)中获得的化合物的各个羟基以获得多臂型聚乙二醇衍生物的步骤，以及步骤(E)：官能化所述步骤(D)中获得的多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的步骤。

Description

多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有窄的分子量分布的多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法。
背景技术
药物递送系统(DDS)作为药物的理想给药形式在用于各种疾病的治疗应用中的使用增加。特别地，已经广泛地研究了通过用聚乙二醇改性药物而改善其在血液中的循环的开发，并且已经将其中用聚乙二醇改性诸如干扰素或者GCSF的细胞因子的药物投放市场。以前，在聚乙二醇衍生物中，在聚乙二醇的末端具有一个反应性的官能团的衍生物的类型是常见的，但是近年来，已经使用其中多个官能团引入一个分子中的多臂型聚乙二醇。由于多臂型聚乙二醇具有与药物的多个反应点，所以可以提及每单位重量药物的剂量能够增加的优点。然而，在聚乙二醇衍生物包括具有不同数量的官能团的聚乙二醇衍生物的情况下，包括了其中用一分子聚乙二醇改性的药物的数量不同的聚乙二醇衍生物，使得产生药物作为药品是不均质的问题。
此外，利用聚乙二醇的高水溶性和生物相容性，其中聚乙二醇与其他分子组合的吸水膨胀聚乙二醇水凝胶的开发也已经取得进展。已经在生物医药领域中研究了聚乙二醇水凝胶的各种应用，例如，粘合剂/止血剂、粘连预防剂、用于药物控释的载体、再生医学材料等。同样随着用于水凝胶的聚乙二醇的使用，具有更多反应位点的多臂型对于形成与其他分子的交联结构是有用的。特别地，在水凝胶用作用于药物控释的载体或者再生医学材料的情况下，期望窄的分子量分布的质量以用于严格地控制药物或者作为细胞的生长因子的蛋白质从凝胶的渗透和扩散率。
作为用于多臂型聚乙二醇的原材料，通常使用对应于期望的官能团数量的多元醇。例如，三臂型使用甘油等并且四臂型使用季戊四醇等作为原材料而进行环氧乙烷的开环聚合。由于这些低分子量原材料几乎不包含杂质，所以能够形成具有相对窄的分子量分布的高品质聚乙二醇。另一方面，作为六臂型和八臂型聚乙二醇，已知使用诸如四聚甘油或者六聚甘油的聚甘油作为低分子量原材料的那些。聚甘油通常为具有多个聚合度和/或异构体的混合物。因为源于高极性而难以将混合物纯化为单一成分，所以在另外加成环氧乙烷时形成具有宽的分子量分布的低质量多臂型聚乙二醇。因此，存在对即使在多分支型中也具有更窄的分子量分布的多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法的需要。
作为高纯度8臂型聚乙二醇衍生物，专利文献1描述了具有窄的分子量分布的多臂型聚乙二醇衍生物。在该文献中描述的多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法中，用作原料的待加成环氧乙烷的低分子量化合物是通过亚异丙基缩醛化保护诸如木糖醇或者庚七醇的多元醇的羟基而获得的化合物。然而，虽然专利文献1中未指明，在这样的多元醇的羟基的亚异丙基缩醛化的情况下，异构体通常作为副产品而产生，并且因此，在专利文献2中，通过诸如蒸馏或者柱层析法的纯化而去除异构体。如上所述，在多元醇的羟基的亚异丙基缩醛化方法中，异构体作为副产品而产生，并且需要多步骤纯化处理来去除异构体，导致产量大幅减少。因此，需要进一步改进以用于工业生产。
非专利文献1描述了通过苯亚甲基缩醛化保护木糖醇。在通过苯亚甲基缩醛化保护木糖醇时，通过亚异丙基缩醛化产生的异构体不作为副产品产生，并且，在将羟基保留在1位的同时，能够保护其他羟基。然而，该文献仅描述了木糖醇的保护，并且未描述使用保护体作为原材料合成多臂型聚乙二醇衍生物的反应。此外，由于苯亚甲基缩醛化的木糖醇的溶解性极小并且其几乎不在水或有机溶剂中溶解，所以非常难以通过反应而有效地转化1位的羟基。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Arthur T.Ness,Raymond M.Hann,C.S.Hudson,J. Am.Chem.Soc.,75,132-134(1953)
专利文献
专利文献1：JP-A-2013-227543
专利文献2：JP-A-2012-214747
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种方法，其能够以良好的产量工业化地制造具有窄的分子量分布的高纯度多臂型聚乙二醇衍生物，该多臂型聚乙二醇衍生物适于用作DDS和生物医药领域中的材料。
解决问题的方法
作为为了实现上述目的的深入研究的结果，本发明人已经建立了具有下列构成的多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法。
由此，本发明如下。
(1)一种下式(1)表示的多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法，其中，顺序执行下列的步骤(A)、步骤(B)、步骤(C)、步骤(D)和步骤(E)：
Figure BDA0002698600720000041
其中，在式(1)中，
L是选自由具有3至8个碳原子的直链或者分支亚烷基、具有6 至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基以及具有6至12个碳原子的亚环烷基所组成的组的基团，
k表示1或者2，
n表示加成的氧乙烯基的平均摩尔数并且n表示3和600之间的整数，
X表示亚烷基，其在链中或者末端具有单键、酯键、氨基甲酸酯键、酰胺键、醚键、碳酸酯键、仲氨基、脲键、硫醚键或者硫酯键，并且
Y表示化学反应性的官能团；
步骤(A)：在仅保留具有奇数个羟基的多元醇的1位的羟基的同时，通过环状苯亚甲基缩醛化保护所述1位的羟基之外的偶数个羟基的步骤，
步骤(B)：将所述步骤(A)中获得的化合物的两个分子通过醚化反应连接至下式(2)表示的化合物的步骤：
A-L-A
(2)
其中，在式(2)中，
L表示选自由具有3至8个碳原子的直链或者分支亚烷基、具有6 至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基以及具有6至12个碳原子的亚环烷基所组成的组的基团，并且
A表示选自氯、溴和碘的卤素原子或者磺系离去基团，
步骤(C)：去保护在所述步骤(B)中获得的化合物的末端处的环状苯亚甲基缩醛结构的步骤，其中在k＝1的情况下形成8个羟基并且在k＝2 的情况下形成12个羟基，
步骤(D)：将3至600摩尔的环氧乙烷聚合至所述步骤(C)中获得的化合物的各个羟基以获得多臂型聚乙二醇衍生物的步骤，以及
步骤(E)：官能化所述步骤(D)中获得的多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的步骤。
(2)根据(1)所述的方法，其中使用酸性溶液作为溶剂进行所述步骤 (A)。
(3)根据(1)所述的方法，其中所述步骤(B)中获得的化合物通过重结晶纯化。
(4)根据(1)所述的方法，其中在酸性条件下进行所述步骤(C)。
发明的效果
本发明是适于用作不限于DDS的新兴生物医药领域中的材料的多臂型聚乙二醇衍生物的新颖的制造方法，。在该制造方法中，在保留作为原材料的诸如木糖醇或者庚七醇的多元醇的1位处的羟基的同时，能够通过苯亚甲基缩醛化有效地保护偶数个羟基。相比于通过传统的亚异丙基保护体的方式，由于其中保护体与连接基结合的化合物具有非常高的结晶度，化合物能够仅通过重结晶而纯化，而不要求特定的纯化。其后，去除苯亚甲基缩醛能够获得具有不同官能团数量且几乎没有杂质的低分子量原材料。此外，能够通过将环氧乙烷聚合至低分子量原材料而获得高纯度的多臂型聚乙二醇衍生物。然后，能够获得多臂型聚乙二醇衍生物，其能够通过在获得的聚氧乙烯链的末端处的羟基官能化而有效地改性多个药物并且能够用作水凝胶。
具体实施方式
根据本发明的多臂型聚乙二醇衍生物由下式(1)表示。
Figure BDA0002698600720000061
本发明的式(1)中的L表示选自具有3至8个碳原子的直链或者分支亚烷基、具有6至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基以及具有 6至12个碳原子的亚环烷基的基团。
作为亚烷基，可以提及具有3至8个碳原子的亚烷基。其具体实例包括例如，亚乙基、亚丙基、亚异丙基、正亚丁基、s-亚丁基、t-亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基等。此外，亚芳基是具有6 至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基，并且可以提及例如亚苯基、亚萘基、亚蒽基等。此外，作为亚环烷基，可以提及具有6至12个碳原子的亚环烷基，并且其具体实例包括例如，亚环己基、亚环庚基、亚环辛基、亚环壬基、亚环癸基等。在L具有小于三个碳原子的情况下，由于不体现疏水基的效果，所以在加成环氧乙烷时低分子量原材料不分散在有机溶剂中并且因此存在分子量分布变宽的担心。此外，在L具有多于12个碳原子的情况下，由于分子的表面活性能力增加，所以存在将其考虑为药物改性剂而应用时不能展现预期的性能的担心。L优选为亚丙基、亚异丙基、正亚丁基、s-亚丁基、t-亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基或者亚辛基，并且更优选为正亚丁基。
式(1)中的k表示1或者2，并且优选为1。k为1的情形指示木糖醇结构，并且k为2的情形指示庚七醇结构。
n为加成的氧乙烯基的平均摩尔数并且n通常为3至600，优选为 5至300，并且更优选为12至250。
优选使用的式(1)的化合物的分子量为1,500至160,000，优选为 4,000至140,000。
X为聚氧乙烯基和反应性的官能团Y之间的连接基。存在不存在连接基的情形并且该情形限定为单键。对它们不特别限定，只要它们是共价键即可，并且只要它们为通常用作连接基的键就可以为任意键，但是可以优选地提及单独的亚烷基或者在亚烷基链中或者其末端处可以具有醚键、酯键、氨基甲酸酯键、酰胺键、碳酸酯键、仲氨基、脲键、硫醚键或者硫酯键的亚烷基。亚烷基中的碳原子的数量优选为1 至12。
作为亚烷基的优选实例，可以提及如(x1)的结构。作为具有醚键的亚烷基的优选实例，可以提及如(x2)的结构。作为具有酯键的亚烷基的优选实例，可以提及如(x3)的结构。作为具有氨基甲酸酯键的亚烷基的优选实例，可以提及如(x4)的结构。作为具有酰胺键的亚烷基的优选实例，可以提及如(x5)的结构。作为具有碳酸酯键的亚烷基的优选实例，可以提及如(x6)的结构。作为具有仲氨基的亚烷基的优选实例，可以提及如(x7)的结构。作为具有脲键的亚烷基的优选实例，可以提及如(x8) 的结构。作为具有硫醚键的亚烷基的优选实例，可以提及如(x9)的结构。作为具有硫酯键的亚烷基的优选实例，可以提及如(x10)的结构。
Figure BDA0002698600720000081
在各式中，s是0至12的整数。s的范围为0至12。例如，在意欲在诸如蛋白质内部的疏水环境下进行结合的情况下，s优选为较大的值，并且在意欲在亲水环境下进行结合的情况下，s优选为较小的值。 (x5)、(x6)、(x7)、(x8)、(x9)和(x10)中的符号s可以是相同或不同的。
Y表示能够化学反应的官能团并且优选为能够与羟基、氨基、巯基、醛基、羧基、三键或者叠氮基反应以形成与其他物质的化学键的官能团。例如，此处可以提及在J.MiltonHarris撰写的“聚(乙二醇) 化学(POLY(ETHYLENE GLYCOL)CHEMISTRY)”、GregT.Hermanson 撰写的“生物偶联技术第二版(Bioconjugate Techniques secondedition)” (2008)和Francesco M.Veronese撰写的“聚乙二醇化蛋白质药物：基础科学和临床应用(Pegylated Protein Drug:basic Science and Clinical Application)”(2009)等中描述的官能团。
此外具体地，可以提及包括羧酸、活性酯、活性碳酸酯、醛、胺、羟基胺(oxyamine)、酰肼、叠氮化物、不饱和键、硫醇、二硫吡啶、砜、马来酰亚胺、乙烯基砜、α-碘乙酰基、丙烯酸酯、异氰酸酯、异硫氰酸酯、环氧化合物等的官能团。
优选地，Y是下文示出的基团。
Figure BDA0002698600720000101
其中R表示具有1至10个碳原子的烃基，其可以包含氟原子。
在本发明的化合物与其他物质的反应中的优选实施例中，Y是由下列基团(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)或者(vi)表示的基团。
基团(i)：能够与其他物质的羟基反应的官能团
上文提及的(a)、(b)、(c)、(m)
基团(ii)：能够与其他物质的氨基反应的官能团
上文提及的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(m)、(n)
基团(iii)：能够与其他物质的巯基反应的官能团
上文提及的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(j)、(k)、(l)、(m)、(n)、(o)、 (p)
基团(iv)：能够与其他物质的醛基或者羧基反应的官能团
上文提及的(f)、(g)、(h)、(k)
基团(v)：能够与其他物质的三键反应的官能团
上文提及的(f)、(g)、(h)、(i)、(k)
基团(vi)：能够与其他物质的叠氮基反应的官能团
上文提及的(j)
能够通过顺序执行步骤(A)、(B)、(C)、(D)和(E)而制造本发明的多臂型聚乙二醇衍生物。
步骤(A)是在仅保留具有奇数个羟基的多元醇的1位的羟基的同时，通过环状苯亚甲基缩醛化保护偶数个羟基的步骤。
步骤(B)是将步骤(A)中获得的化合物的两个分子通过醚化反应连接至下式(2)表示的化合物的步骤：
A-L-A (2)
其中，在式(2)中，L表示选自由具有3至8个碳原子的直链或者分支亚烷基、具有6至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基以及具有6至12个碳原子的亚环烷基的所组成的组的基团，并且A表示选自氯、溴或者碘的卤素原子或者磺系离去基团。
步骤(C)是去保护在步骤(B)中获得的化合物的末端处的环状苯亚甲基缩醛结构的步骤，其中在k＝1的情况下形成8个羟基并且在k＝2 的情况下形成12个羟基。
步骤(D)是将3至600摩尔的环氧乙烷聚合至步骤(C)中获得的化合物的各个羟基以获得多臂型聚乙二醇衍生物的步骤。
步骤(E)是官能化步骤(D)中获得的多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的步骤。
通过进行上述步骤(A)、(B)、(C)、(D)和(E)，制造了式(1)表示的聚氧乙烯衍生物(1)。
下文，将进一步描述多臂型聚乙二醇衍生物(1)的制造方法的优选的具体实例。由于在k＝1和k＝2的两个情况下能够通过相同的制造方法制造衍生物，所以将描述关于k＝1的衍生物，即，下式(3)表示的多臂型聚乙二醇衍生物(多臂型聚乙二醇衍生物(3))的方法。
Figure BDA0002698600720000131
其中，在式(3)中，L、X、Y和n具有与上文所述的相同的含义。
能够通过顺序执行下列的步骤(A)、(B)、(C)、(D)和(E)进行多臂型聚乙二醇衍生物(3)的制造。
步骤(A)是在仅保留具有五个羟基的木糖醇的1位的羟基的同时，通过环状苯亚甲基缩醛化保护四个羟基的步骤。在该步骤中，能够获得高纯度的2,3,4,5-二苯亚甲基木糖醇。在步骤(A)中不产生作为其中保留3位的羟基的异构体的1,2,4,5-二苯亚甲基木糖醇。
缩醛化的方法不特别限定，只要其是《有机合成中的保护基团 (PROTECTIVEGROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS)》(THEODORA W.GREENE等人)等中描述的一般羟基保护方法即可。具体地，2,3,4,5- 二苯亚甲基木糖醇能够通过使木糖醇在诸如硫酸、盐酸、磷酸、对甲苯磺酸或者对甲苯磺酸一水合物的酸催化剂存在的情况下与苯甲醛反应而获得。
待使用的酸的量优选为相对于木糖醇5×10-6至5×10-3当量，更优选为5×10-5至5×10-4当量。
此外，为了溶解木糖醇，大量的酸可以用作溶剂，并且在该情况下，该量优选为相对于木糖醇的5至100重量倍，更优选为10至50 重量倍。作为酸的类型，可以提及硫酸、盐酸或者磷酸并且优选为硫酸或者盐酸，并且更优选为硫酸。
待使用的苯甲醛的量优选为相对于木糖醇的2.0至5.0当量，并且更优选为2.5至4.0当量。
在反应中，能够使用诸如二甲基甲酰胺、四氢呋喃或者二氯甲烷的溶剂，并且二甲基甲酰胺或者四氢呋喃是优选的。
反应温度通常为0至60℃，优选为10至50℃。反应时间优选为 3至24小时。当反应时间短时，反应变得不充分。
在反应中，优选的是去除未被缩醛化的木糖醇、杂质等。反应中形成的2,3,4,5-二苯亚甲基木糖醇在反应溶液中结晶并且因此能够通过过滤而简单地纯化。由于获得的晶体在任意溶剂中具有低溶解度，所以作为进一步提高纯度的方法，能够通过在溶剂中悬浮和搅拌晶体并且反复过滤而去除杂质。作为待用于该悬浮清洗的溶剂，诸如水、甲醇、乙醇、二乙醚、甲基叔丁基醚、THF(四氢呋喃)和乙腈的溶剂是优选的，并且可以使用其混合溶液。清洗温度通常为0至60℃，优选为10至50℃。搅拌时间优选为10分钟至3小时。当搅拌时间短时，纯化变得不充分。
步骤(B)不特别限定，但是优选为通过2,3,4,5-二苯亚甲基木糖醇的两个分子和化合物(2)之间的威廉森反应的醚化步骤。
在反应的化合物(2)中，A可以是离去基团，并且其实例包括诸如氯、溴或者碘的卤素原子，或者诸如甲磺酰基、对甲苯磺酰基或者三氟甲磺酰基的磺系(sulfone-based)离去基团。作为用于醚化的碱，形成碱金属醇盐即为充分，并且此处提及叔丁醇钾、氢化钠、氢化钾、金属钠、六甲基二硅氮烷、碳酸钾等。L表示选自具有3至8个碳原子的直链或者分支亚烷基、具有6至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基以及具有6至12个碳原子的亚环烷基的基团。作为亚烷基，可以提及具有3至8个碳原子的亚烷基。其具体实例包括例如，亚乙基、亚丙基、亚异丙基、正亚丁基、s-亚丁基、t-亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基等。此外，亚芳基是具有6至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基，并且可以提及例如亚苯基、亚萘基、亚蒽基等。此外，作为亚环烷基，可以提及具有6至12个碳原子的亚环烷基并且其具体实例包括例如，亚环己基、亚环庚基、亚环辛基、亚环壬基、亚环癸基等。在L具有小于三个碳原子的情况下，由于不体现疏水基的效果，所以在加成环氧乙烷时低分子量原材料不分散在有机溶剂中并且因此存在分子量分布变宽的担心。此外，在L具有多于12个碳原子的情况下，由于分子的表面活性能力增加，所以存在将其考虑为药物改性剂而应用时不能展现预期的性能的担心。L优选为亚丙基、亚异丙基、正亚丁基、s-亚丁基、t-亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基或者亚辛基，并且更优选为正亚丁基。不特别限定反应溶剂，只要其为非质子溶剂即可，并且可以提及四氢呋喃、二甲醚、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、甲苯、苯等，并且更优选为甲苯或者二甲基甲酰胺。
通过该反应获得的晶体能够通过重结晶而纯化。作为待用于重结晶的溶剂，能够使用诸如四氢呋喃或者二甲基甲酰胺的溶剂，并且二甲基甲酰胺是优选的。
待用于重结晶的溶剂的量相对于化合物(2)优选为9至30重量倍，更优选为18至26重量倍。用于重结晶的温度为-10℃至20℃，优选为 0℃至10℃。当温度超过20℃时，晶体的形成变得不充分并且产量可能降低。用于重结晶的时间优选为1小时以上。当时间小于1小时时，杂质的去除可能不充分。
步骤(C)是去保护在步骤(B)的醚化中获得的化合物的末端处的环状苯亚甲基缩醛结构的步骤。
去保护环状缩醛的方法不特别限定，只要其是《有机合成中的保护基团》(THEODORA W.GREENE等人)中描述的一般去保护方法即可，但是具体地，能够在酸催化剂存在的情况下去保护。作为酸催化剂，可以提及乙酸、盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、三氟乙酸等，并且优选为盐酸、磷酸或者三氟乙酸，并且更优选为三氟乙酸。
待使用的酸的量相对于步骤(B)中获得的化合物优选为0.05至2重量倍，更优选为0.1至1重量倍。去保护反应中待使用的溶剂为水、甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃、二氧己环、二甲亚砜、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺，并且水或者甲醇是优选的。待使用的溶剂的量相对于步骤(B)中获得的化合物为1至50重量倍，优选为2至35重量倍，并且更优选为5至20重量倍。
反应时间优选为1至24小时。当短于1小时时，去保护反应变得不充分。反应温度通常为0至60℃，优选为10至40℃。
步骤(D)是环氧乙烷向通过环状缩醛结构的去保护而新形成的具有羟基的化合物的加成聚合步骤。没有特定限制地，能够通过下列步骤(D1)和后续步骤(D2)而优选地制造。
步骤(D1)是将上文提及的去保护的化合物溶解在包含优选为50 mol％至250mol％的碱催化剂的水溶液中，随后向其添加有机溶剂，并且优选在50至130℃下进行共沸脱水的步骤。
步骤(D2)是在有机溶剂存在的情况下在优选为50至130℃下将去保护的化合物与环氧乙烷反应以获得在末端处具有羟基的多臂型聚乙二醇衍生物的步骤。
步骤(D1)中的碱催化剂不特别限定，但是可以提及金属钠、金属钾、氢化钠、氢化钾、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾等。作为用于溶解碱催化剂的溶剂，能够使用除水之外的诸如甲醇或者乙醇的质子极性溶剂。碱催化剂的浓度优选地相对于上文提及的去保护的化合物为50mol％至250mol％。当其小于50mol％时，环氧乙烷的聚合反应率降低并且热履历增加以形成诸如末端乙烯醚体等的杂质，所以有利的是将浓度控制为50mol％以上以制造高品质的高分子量化合物。当催化剂超过250mol％时，在醇化物形成反应时反应溶液的粘性升高或者溶液固化，使得搅拌效率降低并且存在不促进醇化物形成的倾向。
用于共沸脱水的有机溶剂不特别限定，只要其为诸如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲亚砜、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺的非质子溶剂即可，但是沸点接近水的甲苯是优选的。共沸温度优选为50至130℃。当温度低于50℃时，反应溶液的粘性增加并且趋向于残留水分。由于残留的水分形成源自水分的聚乙二醇化合物，所以分子量分布变宽并且存在质量降低的担忧。另外，当温度高于130℃时，存在发生缩合反应的担忧。在水分残留的情况下，优选重复进行共沸脱水。
在有机溶剂中进行步骤(D2)。反应溶剂不特别限定，只要其为诸如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲亚砜、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺的非质子溶剂即可，但是甲苯是优选的，其在反应之后通过结晶和真空干燥而被容易地去除。反应时间优选为1至24小时。当时间短于1小时时，存在催化剂不能完全地溶解的担忧。当时间长于24小时时，存在发生上述的分解反应的担忧。
反应温度优选为50至130℃。当温度低于50℃时，聚合反应的比率低并且热履历增加，使得在末端处具有羟基的多臂型聚乙二醇衍生物的质量趋向于降低。此外，当温度高于130℃时，在聚合期间发生诸如末端乙烯基醚化的副反应，并且在末端处具有羟基的多臂型聚乙二醇衍生物的质量趋向于降低。在聚合期间，由于反应溶液的粘性随着分子量升高而升高，所以可以适当地添加非质子溶剂，优选为甲苯。
步骤(D2)可以重复多次。在该情况下，该步骤可以在与上述条件相似的条件下进行，并且将环氧乙烷添加至反应容器中残留的反应混合物。通过控制重复数，能够控制加成的氧乙烯基的平均摩尔数n。
关于本发明的化合物(3)，在进行凝胶渗透色谱法时，从洗脱起点直到洗脱终点的多分散性Mw/Mn满足Mw/Mn≤1.05的关系。更优选的是其满足Mw/Mn≤1.03的情形。
在Mw/Mn>1.05的情况下，包含臂的数量不同的聚乙二醇和/或环氧乙烷加成未均一地发生，使得该情形意味着产物为具有宽的分子量分布的化合物。由于在与生物相关的物质结合的情况下，一个聚乙二醇分子中通过生物相关的物质改性的数量不同并且由于在使用作为用于药物控释的载体或者再生医学材料的水凝胶的原材料的化合物的情况下物质的渗透和/或扩散率的严格控制变得困难，所以存在作为医药和生物材料时导致副反应的情形的担忧。
步骤(E)是官能化步骤(D)中获得的多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的步骤。
下文详细描述了将官能团引入多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的方法。在下文描述中，其中官能团Y为(a)至(p)的化合物(3)有时分别命名为(a)体至(p)体，或者附上官能团名字的“氨基体(f)”等。
[其中Y为(d)或者(m)的化合物(3)的制造方法]
通过在诸如甲苯、苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二乙醚、叔丁基甲基醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲亚砜、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下，将多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基与有机碱或者无机碱以及下列通式(d1) 和(m1)表示的化合物之一反应，能够获得对硝基苯碳酸酯基体(d)或者磺酸酯基体(m)，有机碱诸如三乙胺、吡啶或者4-二甲氨基吡啶，无机碱诸如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或者氢氧化钾。另外，可以不使用上述有机碱或者无机碱。有机碱或者无机碱的使用比率不特别限定，但是优选为多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的等摩尔以上。此外，有机碱可以用作溶剂。(d1)或者(m1)中的W为选自氯、溴和碘的卤素原子并且优选为氯。通式(d1)或者(m1)表示的化合物的使用比率不特别限定，但是优选为多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的等摩尔当量以上，并且进一步优选地，优选与等摩尔至 50摩尔范围内的化合物反应。反应温度优选为0至300℃，进一步优选为20至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为 30分钟至24小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
Figure BDA0002698600720000191
其中W表示选自氯、溴和碘的卤素原子；并且R表示具有1至 10个碳原子的烃基，其可以包含氟原子。
[其中Y为(o)的化合物(3)的制造方法]
通过在诸如甲苯的非质子溶剂中在碱催化剂存在的情况下将多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基与二乙烯基砜反应，能够获得二乙烯基砜基体(o)。碱催化剂可以是任意无机碱或者有机碱并且不特别限定，并且其实例包括叔丁醇钾、氢化钠、氢化钾、金属钠、六甲基二硅氮烷、碳酸钾等。碱催化剂的使用比率不特别限定，但是其优选为在相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基0.1至50摩尔的范围内使用。二乙烯基砜的使用比率不特别限定，但是优选为与多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基等摩尔以上，并且为了防止副产品二聚体的形成，优选以10当量以上的过量使用。反应温度优选为0至100 ℃，进一步优选为20至40℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
[其中Y为(a)的化合物(3)的制造方法]
通过在上述的非质子溶剂中或者没有溶剂的情况下，将多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基或者下文提及的氨基体(f)与诸如琥珀酸酐或者戊二酸酐的二羧酸酐反应，能够获得羧基体(a)。二羧酸酐的使用比率不特别限定，但是相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基优选为等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5摩尔。反应温度优选为0至200℃，进一步优选为20至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。
对于反应，可以使用诸如三乙胺、吡啶或者二甲氨基吡啶的有机碱或者诸如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或者氢氧化钾的无机碱作为催化剂。催化剂的使用比率不特别限定，但是优选为相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基0.1至50质量％，进一步优选为0.5至20质量％。由此形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法纯化，或者在使用化合物作为缩合反应的原材料的情况下，其可以原样使用。
另外，在上述的非质子溶剂中或者没有溶剂的情况下，将多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基与诸如6-溴己酸乙酯或者7-溴庚酸乙酯的卤素取代的羧酸酯反应，能够获得羧基体(a)。卤素取代的羧酸酯的使用比率不特别限定，但是相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基优选为等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至30摩尔。反应温度优选为0至200℃，进一步优选为20至150℃。反应时间优选为10 分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。对于反应，可以使用诸如三乙胺、吡啶或者二甲氨基吡啶的有机碱或者诸如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或者氢氧化钾的无机碱作为催化剂。催化剂的使用比率优选为相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基0.1至500质量％，进一步优选为0.5至300质量％。醚化之后，在有机碱的情况下添加氢氧化钠、氢氧化钾等的水溶液或者在无机碱的情况下添加水，并且因此进行酯的水解。反应温度优选为0至100 ℃，进一步优选为20至100℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。反应之后，用盐酸、硫酸等进行中和。由此形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化，或者在使用化合物作为缩合反应的原材料的情况下，其可以原样使用。
[其中Y为(b)的化合物(3)的制造方法]
在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下在诸如DCC(二环己基碳二亚胺)或者EDC(1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺)的缩合剂存在的情况下将羧基体(a)与N-羟基琥珀酰亚胺进行缩合反应，能够获得琥珀酰亚胺基体(b)。缩合剂不特别限定，但是优选为DCC。 DCC的使用比率优选为相对于羧基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5摩尔。N-羟基琥珀酰亚胺的使用比率优选为相对于羧基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5摩尔。反应温度优选为0至100℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
[其中Y为(c)的化合物(3)的制造方法]
通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下，将多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基与有机碱或者无机碱和N,N'-二琥珀酰亚胺碳酸酯反应，能够获得琥珀酰亚胺碳酸酯基体(c)，有机碱诸如三乙胺、吡啶或者4-二甲氨基吡啶，无机碱诸如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钾或者氢氧化钾。可以不使用上述有机碱或者无机碱。有机碱或者无机碱的使用比率不特别限定，但是优选为多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的等摩尔以上。此外，有机碱可以用作溶剂。N,N'-二琥珀酰亚胺碳酸酯的使用比率相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基优选为等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5 摩尔。反应温度优选为0至100℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
[其中Y为(f)的化合物(3)的制造方法]
通过使用诸如氢氧化钠或者氢氧化钾的无机碱作为催化剂在诸如水或者乙腈的溶剂中将丙烯腈等加成至多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基以获得腈基体并且其后在高压釜中在镍或者钯催化剂下进行腈基的氢化反应，能够获得氨基体(f)。获得腈基体时的无机碱的使用比率不特别限定，但是优选为相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基0.01至50质量％。丙烯腈的使用比率不特别限定，但是相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基优选为等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至50摩尔。此外，丙烯腈可以用作溶剂。反应温度优选为 -50至100℃，进一步优选为-20至60℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24小时。在随后的腈基体的氢化反应中的反应溶剂不特别限定，只要其是不参与反应的溶剂即可，但是优选为甲苯。镍或者钯催化剂的使用比率不特别限定，但是相对于腈基体为0.05至30质量％，优选为0.5至20质量％。反应温度优选为20 至200℃，进一步优选为50至150℃。反应时间优选为10分钟至48 小时，进一步优选为30分钟至24小时。氢气的压力优选为2至10MPa，进一步优选为3至8MPa。此外，为了防止二聚化，氨气可以添加至反应系统中。添加氨气的情况下的氨气压力不特别限定，但是为0.1至10MPa，进一步优选为0.3至2MPa。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
可替换地，也能够通过磺酸酯基体(m)与氨水反应而获得氨基体 (f)。在氨水中进行反应并且氨气的浓度不特别限定，但是优选为在10 至40质量％的范围内。氨水的使用比率优选为相对于磺酸酯基体(m) 的质量为1至300倍。反应温度优选为0至100℃，进一步优选为20 至80℃。反应时间优选为10分钟至72小时，进一步优选为1至36小时。
此外，能够通过磺酸酯基体(m)与氨气在高压釜中反应而获得氨基体(f)。反应溶剂不特别限定，但是优选地提及甲醇和乙醇。氨气的量相对于磺酸酯基体(m)优选为10至300质量％，进一步优选为20至200 质量％。反应温度优选为50至200℃，进一步优选为80至150℃。反应时间优选为10分钟至24小时，进一步优选为30分钟至12小时。形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化。
此外，也能够通过在非质子溶剂中使用光延反应将多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基与苯邻二甲酰亚胺组合，随后用伯胺去保护而获得氨基体(f)。对于光延反应的反应条件不特别限定，但是反应溶剂优选为氯仿或者二氯甲烷。三苯基膦和偶氮羧酸酯的使用比率不特别限定，但是相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基优选为等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至50摩尔。反应温度优选为0至100 ℃，进一步优选为10至50℃。反应时间优选为10分钟至72小时，进一步优选为30分钟至6小时。
关于去保护，待使用的伯胺不特别限定，但是可以优选地提及氨气、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、环己胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、乙二胺等。理所当然地，这些伯胺可以用作溶剂。伯胺的使用比率不特别限定，但是相对于多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基优选地以等摩尔以上的比率使用，进一步优选为等摩尔至500 摩尔。反应溶剂不特别限定，但是甲醇是优选的。反应温度优选为0 至100℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至72 小时，进一步优选为1至10小时。形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化。
[其中Y为(g)的化合物(3)的制造方法]
通过在诸如三乙胺或者吡啶的碱催化剂存在的情况下将活性碳酸酯基体(c)或者(d)与下列通式表示的化合物(g1)反应以将碳酸酯基体转化为邻苯二甲酰亚胺基体，随后在伯胺存在的情况下去苯邻二甲酰亚胺化，能够获得羟基胺基体(g)。用于邻苯二甲酰亚胺化的反应溶剂不特别限定，只要不具有溶剂或者为极性的溶剂即可，但是优选为二甲基甲酰胺。碱催化剂的使用比率不特别限定，但是优选为相对于活性碳酸酯基等摩尔以上，进一步优选为在等摩尔至20摩尔的范围内。化合物(g1)的使用比率优选为相对于活性碳酸酯基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至20摩尔。反应温度优选为0至100℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至 12小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化或者可以不经纯化地在后续步骤中使用。
用于去苯邻二甲酰亚胺化的反应溶剂不特别限定，但是甲醇是优选的。待使用的伯胺不特别限定，但是可以优选地提及氨气、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、环己胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、乙二胺等。理所当然地，这些伯胺可以用作溶剂。伯胺的使用比率不特别限定，但是优选为相对于活性碳酸酯基等摩尔以上，进一步优选为在等摩尔至50摩尔的范围内。反应温度优选为0至100℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为 30分钟至12小时。形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化。
Figure BDA0002698600720000251
其中Q表示具有1至7个碳原子的直链型亚烷基。
[其中Y为(n)的化合物(3)的制造方法]
通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下将氨基体(f) 与马来酸酐反应以获得马来酰胺基体并使用乙酸酐或者乙酸钠作为催化剂进行闭环反应，能够获得马来酰亚胺基体(n)。马来酰胺化反应中的马来酸酐的使用比率不特别限定，但是优选为相对于氨基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5摩尔。反应温度优选为0至200℃，进一步优选为20至120℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化或者可以不经纯化地在后续步骤中使用。
用于随后的闭环反应的反应溶剂不特别限定，但是非质子溶剂或者乙酸酐是优选的。乙酸钠的使用比率不特别限定，但是优选为相对于马来酰胺基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至50摩尔。反应温度优选为0至200℃，进一步优选为20至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化。
此外，也能够通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下将下列的通式表示的化合物(n1)与氨基体(f)反应获得马来酰亚胺基体(n)。(n1)的使用比率优选为相对于氨基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5摩尔。反应温度优选为0至200℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。在反应时可以屏蔽光。形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化。
Figure BDA0002698600720000261
其中Q表示具有1至7个碳原子的直链型亚烷基。
[其中Y为(e)的化合物(3)的制造方法]
通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下将磺酸酯基体(m)与下列的通式表示的化合物(e1)反应以获得缩醛体并且随后在酸性条件下使其水解，能够获得醛基体(e)。(e1)的使用比率优选为相对于磺酸酯基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至50摩尔。能够使用金属钠、金属钾、氢化钠、氢化钾、甲醇钠、叔丁醇钾等由对应的醇制备(e1)。反应温度优选为0至300℃，进一步优选为20至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24小时。
此外，在使用化合物(e2)的情况下，通过利用上述方法将多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基转化为醇化物，并随后在非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下使用与多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的比率为等摩尔以上且优选为等摩尔至100摩尔的(e2)进行反应，能够获得缩醛体。反应温度优选为0至300℃，进一步优选为20至150 ℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24 小时。
此外，在使用化合物(e3)的情况下，通过将羧基体(a)、琥珀酰亚胺基体(b)或者活性碳酸酯基体(c)或者(d)与(e3)反应，能够获得缩醛体。在与(e3)的反应中，溶剂不特别限定，但是反应优选为在非质子溶剂中进行。(e3)的使用比率优选为相对于羧基、琥珀酰亚胺基或者活性碳酸酯基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至10摩尔。反应温度优选为-30 至200℃，进一步优选为0至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24小时。在使用羧基体(a)的情况下，诸如DCC或者EDC的缩合剂可以适当地使用。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化或者可以不经纯化地在后续步骤中使用。
能够通过将缩醛体形成0.1至50％水溶液并且在用诸如乙酸、磷酸、硫酸或者盐酸的酸调整为pH 1至4的水溶液中将其水解，能够实现随后的醛形成反应。反应温度优选为-20至100℃，进一步优选为0 至80℃。反应时间优选为10分钟至24小时，进一步优选为30分钟至 10小时。可以在遮光情况下进行反应。形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化。
Figure BDA0002698600720000271
其中R2和R3分别为具有1至3个碳原子的烃基并且可以相同或者互不相同，并且它们可以互相成环；M为钠或者钾；A为选自氯、溴和碘的卤素原子或者磺系保护基团；并且t为1至12的整数。
[其中Y为(k)的化合物(3)的制造方法]
通过将磺酸酯基体(m)与诸如硫脲的硫杂化剂反应以形成噻唑盐并且随后在碱性条件下使其水解，能够获得巯基体(k)。在乙腈或者诸如甲醇、乙醇或者2-丙醇的醇溶剂中或者在没有溶剂的情况下进行硫杂化反应。硫杂化剂的使用比率优选为相对于磺酸酯基等摩尔以上，进一步优选为在等摩尔至50摩尔的范围内。反应温度优选为0至300 ℃，进一步优选为20至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24小时。通过形成噻唑盐体的0.1至50％水溶液并且在用诸如氢氧化钠、氢氧化钾或者碳酸钾的碱调整为pH 10至 14的水溶液中将其水解，能够实现随后的水解。反应温度优选为-20 至100℃，进一步优选为0至80℃。反应时间优选为10分钟至24小时，进一步优选为30分钟至10小时。可以在遮光情况下进行反应。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下将磺酸酯基体(m)与下列的通式表示的化合物(k1)反应并且随后利用伯胺分解，能够获得巯基体(k)。(k1)的使用比率优选为相对于磺酸酯基等摩尔以上，进一步优选为在等摩尔至50摩尔的范围内。反应温度优选为0至300 ℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24小时。随后的利用伯胺的碱分解在非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下进行。待使用的伯胺不特别限定，但是可以优选地提及氨气、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、环己胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、乙二胺等。理所当然地，这些伯胺可以用作溶剂。形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化。
Figure BDA0002698600720000281
[其中Y为(l)的化合物(3)的制造方法]
通过将巯基体(k)与2,2-二硫二吡啶反应，能够获得二硫二吡啶基体(l)。反应溶剂不特别限定，但是反应优选为在诸如甲醇、乙醇或者 2-丙醇的醇溶剂中进行。2,2-二硫二吡啶的使用比率优选为相对于巯基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至50摩尔。反应温度优选为-30至 100℃，进一步优选为0至60℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
[其中Y为(p)的化合物(3)的制造方法]
通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下将氨基体(f) 与碘代乙酸酐反应，能够获得碘乙酰基体(p)。碘代乙酸酐的使用比率不特别限定，但是优选为相对于氨基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5摩尔。反应温度优选为0至200℃，进一步优选为20至120℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
此外，通过在上述的非质子溶剂中或者在在没有溶剂的情况下，在诸如DCC或者EDC的缩合剂存在的情况下将氨基体(f)与碘乙酸反应，也能够获得碘乙酰基体(p)。缩合剂不特别限定，但是优选为DCC。 DCC的使用比率优选为相对于氨基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5摩尔。碘乙酸的使用比率不特别限定，但是优选为相对于氨基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至5摩尔。反应温度优选为0至100 ℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。形成的化合物可以通过上述的纯化方法纯化。
[其中Y为(h)的化合物(3)的制造方法]
通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下将琥珀酰亚胺基体(b)或者活性碳酸酯基体(c)或者(d)与肼基甲酸叔丁酯反应，随后用叔丁基羰基去保护，能够获得酰肼基体(h)。肼基甲酸叔丁酯的使用比率不特别限定，但是优选为相对于琥珀酰亚胺基或者活性碳酸酯基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至10摩尔。反应温度优选为0至200 ℃，进一步优选为20至80℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至12小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
[其中Y为(j)的化合物(3)的制造方法]
通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下将琥珀酰亚胺基体(b)或者活性碳酸酯基体(c)或者(d)与下列的通式表示的化合物(j1)反应，能够获得炔基体(j)。(j1)的使用比率不特别限定，但是优选为 (j1)相对于琥珀酰亚胺基或者活性碳酸酯基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至50摩尔。反应温度优选为0至300℃，进一步优选为20至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至 24小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
Figure BDA0002698600720000301
其中，u为1至5的整数；并且R4表示氢原子或者具有1至5个碳原子的烃基。
[其中Y为(i)的化合物(3)的制造方法]
通过在上述的非质子溶剂中或者在没有溶剂的情况下将磺酸酯基体(m)与叠氮化钠反应，能够获得叠氮基体(i)。叠氮化钠的使用比率优选为相对于磺酸酯基等摩尔以上，进一步优选为等摩尔至50摩尔。反应温度优选为0至300℃，进一步优选为20至150℃。反应时间优选为10分钟至48小时，进一步优选为30分钟至24小时。形成的化合物可以通过诸如萃取、重结晶、吸附处理、再沉淀、柱层析法或者超临界萃取的纯化方法来纯化。
根据本发明，相比于传统的制造方法的情形，能够更有效地工业化地制造高纯度的多臂型聚乙二醇衍生物(1)。
实施例
下文基于实例进一步具体描述本发明，但是本发明不应被解释为限制于这些实例。顺便提及，1H-NMR和GPC用于实例中的化合物的分析和鉴定。
<1H-NMR的分析方法>
对于1H-NMR分析，使用JOEL Ltd.制造的JNM-ECP400。NMR 测量值中的积分值为理论值。
<GPC的分析方法>
对于GPC分析，利用使用DMF或者水作为洗脱液的系统进行测量。下文示出各个系统的测量条件。
DMF系统的情形
装置：SHIMADZU LC-10Avp
柱：PL gel MIXED-D×2(Polymer Laboratory)
展开溶剂：二甲基甲酰胺
流速：0.7ml/分钟
柱温：65℃
检测器：RI
样本量：1mg/g，100μl
水系统的情形
装置：alliance(Waters)
柱：ultrahydrogel 500+ultrahydrogel 250(Waters)
展开溶剂：100mM乙酸钠，0.02％NaN3缓冲溶液(pH 5.2)
流速：0.5ml/分钟
柱温：30℃
检测器：RI
样本量：5mg/g，20μl
GPC测量值是通过从洗脱曲线的拐点垂直地切割基线去除高分子量杂质和低分子量杂质的主峰处的分析值。馏分％表示从洗脱起点至洗脱终点的主峰相对于整个峰的比率，Mn表示数均分子量，Mw表示重均分子量，Mp表示峰顶分子量，并且Mw/Mn表示多分散性。
<TOF-MS的分子量测量>
使用蒽三酚作为基质且三氟乙酸钠作为盐，使用TOF-MS(Bruker 制造，autoflexIII)进行测量。对于分析，使用FlexAnalysis并且分子量分布的分析在Polytools上进行。获得的重心处的值描述为分子量的值。
<通过羟基值测量的分子量测量>
根据JIS K1557-1，通过A法(乙酸酐/吡啶)测量羟基值。根据下列等式，由测量的羟基值计算分子量。
(分子量)＝56.1×1,000×8/(羟基值)
实施例1
化合物(I)、(II)、(III)和(IV)的合成(L＝正丁烯基、k＝1、分子量：约5,000、10,000、20,000和40,000的情形)
Figure BDA0002698600720000321
实施例1-1
2,3,4,5-二苯亚甲基木糖醇的合成
在配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的反应器中放置150g木糖醇和3,700g 6M硫酸，并且在室温下溶解木糖醇。在向其中加入315 g苯甲醛之后，将混合物加热至约30℃，并且持续搅拌以析出晶体。原样搅拌混合物6小时以上。然后，加入4.5L冷却的蒸馏水，通过过滤收集沉淀物，晶体在3L的乙醇水溶液中悬浮，并且通过加入10N 氢氧化钠水溶液进行中和，随后过滤。获得的晶体进一步按乙醇水溶液、乙醇/甲基叔丁基醚(MTBE)的混合溶液和MTBE的顺序进行悬浮清洗和过滤，并重复。然后，在减压下进行干燥以获得260g 2,3,4,5- 二苯亚甲基木糖醇。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
3.80-4.40(7H,m,-CH2 -O-,-CH-O-),
5.59(1H,s,Ph-CH-O-),
5.67(1H,s,Ph-CH-O-),
7.30-7.65(10H,m,Ph-CH-O-)
实施例1-2
1,1'-丁烯-双(2,3,4,5-二苯亚甲基木糖醇)的合成
在配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的5,000ml圆底烧瓶中加入266g(0.81mol)2,3,4,5-二苯亚甲基木糖醇，加入2,400g二甲基甲酰胺(DMF)和1,600g甲苯，并且在氮气气氛下实现溶解。然后，在110 至120℃进行共沸脱水。在共沸脱水之后，混合物冷却，加入94.8g(0.84 mol)叔丁醇钾，并且在30至40℃搅拌混合物30分钟。另一方面，在 660g的脱水DMF中溶解80g(0.33mol)1,4-丁二醇二甲基磺酸酯，并且随后所得溶液在30分钟周期中在30至40℃下伴随搅拌地逐滴加入反应溶液。在逐滴加入完成之后，温度升高至50℃并且进行反应2 小时。反应完成之后，反应溶液冷却至10℃以下并且搅拌30分钟以析出晶体，并且混合物原样搅拌1小时。通过过滤收集沉淀物，在2.5L 的乙醇水溶液中悬浮晶体，并且重复三次悬浮清洗和过滤。接着，加入4,800g DMF并且进行重结晶。向获得的晶体进一步加入2,560g甲基叔丁基醚(MTBE)，并且重复两次悬浮清洗和过滤，随后在减压下干燥以获得150g1,1'-丁烯-双(2,3,4,5-二苯亚甲基木糖醇)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.61(4H,quint,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
3.44-4.38(18H,m,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-,-CH2 -O-,-CH-O-),
5.57(2H,s,Ph-CH-O-),
5.63(2H,s,Ph-CH-O-),
7.30-7.65(20H,m,Ph-CH-O-)
实施例1-3
1,1'-丁烯-双木糖醇的合成
在配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的3,000ml圆底烧瓶中加入290g(0.41mol)1,1'-丁烯双(2,3,4,5-二苯亚甲基木糖醇)，加入870 三氟乙酸(TFA)和290g离子交换水，并且混合物加热至50℃并搅拌4 小时。混合物冷却至30℃以下，加入1,450g甲苯，并且所得物搅拌 30分钟以上。在停止搅拌之后，分层，去除甲苯层，将1,450g甲苯加入水层，并且再次进行分液和清洗。该分液操作总共重复7次。接着，在浓缩并且减压馏出TFA之后，加入1,450g乙醇，并且重复3次共沸脱水。在870g甲醇加入浓缩液并且进行均质化之后，加入Kyoward 1000(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.制造)，并且搅拌30分钟之后，过滤混合物。将离子交换树脂(SMN-1，Mitsubishi Chemical Corporation制造)加入滤液，并且搅拌混合物30分钟且随后过滤。浓缩滤液以获得126g具有下列结构的1,1'-丁烯-双木糖醇(V)。
1H-NMR(D2O，内标：TMS)δ(ppm)：
1.66(4H,quint,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
3.56-3.75(14H,m,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-,-CH2 -O-,-CH-O-),
3.79-3.82(2H,m,-CH-O-),
3.91-3.93(2H,m,-CH-O-)
Figure BDA0002698600720000351
实施例1-4
化合物(I)的合成(5,000的分子量的情形)
实施例1-3中获得的60g 1,1'-丁烯-双木糖醇(V)加温，同时用41g 甲醇清洗，投入5L的高压釜中。随后，将5.8g氢氧化钾和12g离子交换水加入50ml烧杯以制备氢氧化钾水溶液，其随后投入5L高压釜。然后，将600g脱水甲苯加入其中并且在80℃和稍微减压下重复三次共沸脱水操作。共沸脱水之后，加入1,594g脱水甲苯并且在用氮气置换系统内部之后，将740g(16.8mol)环氧乙烷在80至150℃和1MPa 以下的压力下加入，随后继续反应又1小时。反应之后，整体冷却至 60℃，将604g的反应溶液从高压釜取出，并且用85％磷酸水溶液调整 pH至7.5以获得下列化合物(I)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.66(8H,br,-OH),
3.40(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.81(430H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -)
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：99.5％，
Mn:3,838,Mw:3,905,Mw/Mn:1.017,Mp:3,903
分子量(TOF-MS)；4,974
分子量(羟基值)；5,026
Figure BDA0002698600720000361
实施例1-5
化合物(II)的合成(10,000的分子量的情形)
在80至150℃和1MPa以下的压力下，向实施例1-4的反应容器中残留的1,764g反应溶液加入615g(14.0mol)的环氧乙烷，随后继续反应又1小时。反应之后，整体冷却至60℃，将1,529g的反应溶液从容器取出，用85％磷酸水溶液调整pH至7.5，并且通过蒸馏去除甲苯以获得下列化合物(II)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.365(8H,br,-OH),
3.40(4H,s,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.81(878H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -)
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：99.0％，
Mn:7,123,Mw:7,262,Mw/Mn:1.019,Mp:7,282
分子量(TOF-MS)；10,418
分子量(羟基值)；9,968
Figure BDA0002698600720000371
实施例1-6
化合物(III)的合成(20,000的分子量的情形)
在80至150℃和1MPa以下的压力下，向实施例1-5的反应容器中残留的809g反应溶液加入390g(8.85mol)的环氧乙烷，随后继续反应又1小时。反应之后，整体冷却至60℃，将978g的反应溶液从容器取出，用85％磷酸水溶液调整pH至7.5，并且通过蒸馏去除甲苯以获得下列化合物(III)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.57(8H,br,-OH),
3.40(4H,s,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.81(1774H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -)
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：98.4％，
Mn:14,140,Mw:14,499,Mw/Mn:1.025,Mp:14,910
分子量(TOF-MS)；20,233
分子量(羟基值)；19,858
Figure BDA0002698600720000381
实施例1-7
化合物(IV)的合成(40,000的分子量的情形)
在80至150℃和1MPa以下的压力下，向实施例1-6的反应容器中残留的199g反应溶液加入103g(2.34mol)的环氧乙烷，随后继续反应又1小时。反应之后，整体冷却至60℃，从容器取出全部量的反应溶液，用85％磷酸水溶液调整pH至7.5，并且通过蒸馏去除甲苯以获得下列化合物(IV)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.589(8H,br,-OH),
3.40(4H,s,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.81(3598H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -)
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：96.6％，
Mn:27,158,Mw:27,691,Mw/Mn:1.020,Mp:27,945
分子量(TOF-MS)；40,071
分子量(羟基值)；39,932
Figure BDA0002698600720000391
实施例2-1
氰乙基体的合成(约10,000的分子量的情形)
在配备有温度计、氮气进气管、搅拌器和冷却管的500ml圆底烧瓶中加入50g(5mmol)上述实施例1-5中获得的化合物(II)和50g离子交换水，并且整体加热至40℃并实现溶解。溶解之后，整体冷却至 10℃以下并且向其中加入5g 50％氢氧化钾水溶液。随后，在温度保持于5至10℃的同时，在2小时的周期中逐滴加入42.5g(800mmol) 丙烯腈。在逐滴加入完成之后，反应进一步进行4小时，并且在加入 50g离子交换水之后，通过加入3g的85％磷酸水溶液而实现中和。在加入75g乙酸乙酯并且整体搅拌之后，使其静置并丢弃上部的乙酸乙酯层。用乙酸乙酯的萃取重复九次。在萃取完成之后，用250g氯仿进行萃取。获得的氯仿层用25g硫酸镁干燥并且过滤之后被浓缩。浓缩液通过加入150g乙酸乙酯溶解，并且加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且在150g乙酸乙酯中再次溶解，并且在冷却至室温之后，加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且干燥以获得下列氰乙基体(VI)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.63(16H,t,-CH2 CH2CN),
3.39(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.80(894H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,-CH2CH2 CN)
Figure BDA0002698600720000401
实施例2-2
丙胺基体的合成(约10,000的分子量的情形)
向1L高压釜中加入46g作为上述实施例2-1获得的化合物(VI) 的氰乙基体、533g甲苯和4.1g镍(N.E.MCAT Company制造的 5136p)，并且整体加热至60℃。用氨气进行增压直到内部压力到达1 MPa，并且其后，导入氢气以实现增压直到内部压力到达4.5MPa，随后在130℃反应3小时。在反应之后，反应溶液冷却至80℃并且重复用氮气的吹扫直到氨气气味消失。将全部量的反应溶液取出并过滤。在滤液冷却至室温之后，加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且干燥以获得下列氨基体(VII)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
1.72(16H,quint,-CH2CH2 CH2NH2),
2.79(16H,t,-CH2CH2CH2 NH2),
3.39(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.80(894H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,-CH2 CH2CH2NH2)
GPC分析(水系统)：
主要馏分：96.9％，
Mn:6,781,Mw:6,896,Mw/Mn:1.017,Mp:6,874
Figure BDA0002698600720000411
实施例3-1
氰乙基体的合成(约20,000的分子量的情形)
在配备有温度计、氮气进气管、搅拌器和冷却管的500ml圆底烧瓶中加入50g(2.5mmol)上述实施例1-6中获得的化合物(III)和50g 离子交换水，并且整体加热至40℃并实现溶解。溶解之后，整体冷却至10℃以下并且向其中加入5g 50％氢氧化钾水溶液。随后，在温度保持于5至10℃的同时，在2小时的周期中逐滴加入21.2g(400mmol) 丙烯腈。在逐滴加入完成之后，反应进一步进行4小时，并且在加入 50g离子交换水之后，通过逐滴加入3g的85％磷酸水溶液而实现中和。在加入75g乙酸乙酯并且整体搅拌之后，使其静置并丢弃上部的乙酸乙酯层。用乙酸乙酯的萃取重复九次。在萃取完成之后，用250g氯仿进行萃取。获得的氯仿层用15g硫酸镁干燥并且过滤之后被浓缩。浓缩液通过加入150g乙酸乙酯而溶解，并且加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且在加热下在150g乙酸乙酯中再次溶解，并且在冷却至室温之后，加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且干燥以获得下列氰乙基体(VIII)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.63(16H,t,-CH2 CH2CN),
3.39(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.80(1790H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,-CH2CH2 CN)
Figure BDA0002698600720000421
实施例3-2
丙胺基体的合成(约20,000的分子量的情形)
向1L高压釜中加入20g作为上述实施例3-1中获得的化合物 (VIII)的氰乙基体、555g甲苯和1.8g镍(N.E.MCAT Company制造的5136p)，并且整体加热至60℃。用氨气进行增压直到内部压力到达1MPa，并且其后，导入氢气以实现增压直到内部压力到达4.5MPa，随后在130℃反应3小时。在反应之后，反应溶液冷却至80℃并且重复用氮气的吹扫直到氨气气味消失。将全部量的反应溶液取出并过滤。在滤液冷却至室温之后，加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且干燥以获得下列氨基体(IX)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
1.72(16H,quint,-CH2CH2 CH2NH2),
2.79(16H,t,-CH2CH2CH2 NH2),
3.39(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.80(1790H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,-CH2 CH2CH2NH2)
GPC分析(水系统)：
主要馏分：97.5％，
Mn:13,844,Mw:14,133,Mw/Mn:1.021,Mp:14,203
Figure BDA0002698600720000431
实施例4-1
氰乙基体的合成(约40,000的分子量的情形)
在配备有温度计、氮气进气管、搅拌器和冷却管的500ml圆底烧瓶中加入50g(1.25mmol)上述实施例1-7中获得的化合物(IV)和50g 离子交换水，并且整体加热至40℃并实现溶解。溶解之后，整体冷却至10℃以下并且向其中加入5g 50％氢氧化钾水溶液。随后，在温度保持于5至10℃的同时，在2小时的周期中逐滴加入26.5g(499mmol) 丙烯腈。在逐滴加入完成之后，反应进一步进行4小时，并且在加入 50g离子交换水之后，通过加入3g的85％磷酸水溶液而实现中和。在加入75g乙酸乙酯并且整体搅拌之后，使其静置并丢弃上部的乙酸乙酯层。用乙酸乙酯的萃取重复九次。在萃取完成之后，用250g氯仿进行萃取。获得的氯仿层用15g硫酸镁干燥并且过滤之后被浓缩。浓缩液通过加入150g乙酸乙酯而溶解，并且加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且在加热下在150g乙酸乙酯中再次溶解，并且在冷却至室温之后，加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且干燥以获得下列氰乙基体(X)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.63(16H,t,-CH2 CH2CN),
3.39(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.80(3614H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,-CH2CH2 CN)
Figure BDA0002698600720000441
实施例4-2
丙胺基体的合成(约40,000的分子量的情形)
向1L高压釜中加入30g作为上述实施例4-1中获得的化合物(X) 的氰乙基体、545g甲苯和2.7g镍(N.E.MCAT Company制造的 5136p)，并且整体加热至60℃。用氨气进行增压直到内部压力到达1 MPa，并且其后，导入氢气以实现增压直到内部压力到达4.5MPa，随后在130℃反应3小时。在反应之后，反应溶液冷却至80℃并且重复用氮气的吹扫直到氨气气味消失。将全部量的反应溶液取出并过滤。在滤液冷却至室温之后，加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且干燥以获得下列胺体(XI)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
1.72(16H,quint,-CH2CH2 CH2NH2),
2.79(16H,t,-CH2CH2CH2 NH2),
3.39(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.80(894H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,-CH2 CH2CH2NH2)
GPC分析(水系统)：
主要馏分：96.5％，
Mn:28,201,Mw:28,796,Mw/Mn:1.021,Mp:28,661
Figure BDA0002698600720000451
实施例5
戊二酸NHS体的合成(约20,000的分子量的情形)
在配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的200ml圆底烧瓶中加入 50g(2.5mmol)上述实施例1-6中获得的化合物(III)、33mg BHT、250 mg乙酸钠和100g甲苯，并且在氮气气氛下溶解PEG。其后，整体加热并在110℃回流以去除水分。在冷却之后，加入3.46g(30.3mmol)的戊二酸酐，随后在110℃反应8小时。然后，反应溶液冷却至40℃并且加入4.88g(42.4mmol)N-羟基琥珀酰亚胺和8.34g(40.4mmol) 的1，3-二环己基碳二亚胺，随后反应3小时。3小时之后，过滤反应溶液并且向滤液加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且在加热下在乙酸乙酯中溶解。其后，加入己烷直到晶体析出并且通过过滤收集晶体且干燥，以获得目标化合物(XII)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.07(16H,quint,-CH2CH2 CH2C(O)O-),
2.50(16H,t,-CH2 CH2CH2C(O)O-),
2.72(16H,t,-CH2CH2CH2 C(O)O-),
2.84(32H,br,-C(O)CH2 CH2 C(O)-),
3.40(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.51-3.64(1758H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,)
4.25(16H,t,-OCH2CH2 OC(O)-),
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：97.7％，
Mn:14,297,Mw:14,650,Mw/Mn:1.025,Mp:15,160
Figure BDA0002698600720000461
比较例1
用专利文献1和2描述的制造方法进行上述化合物(I)、(II)、(III) 和(IV)的合成。
(L＝正亚丁基，k＝1，约5,000、10,000、20,000、40,000的分子量的情形)
比较例1-1
化合物(XIII)和(VIX)的合成：二异亚丙基木糖醇
向配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的5L圆底烧瓶中投入 1,000g木糖醇、1,916g 2,2-二甲氧基丙烷和37.5mg对甲苯磺酸一水合物，并且在吹入氮气的同时在65℃下进行反应。馏出反应溶液的溶剂，并且残留物通过蒸馏而纯化(b.p.108℃/0.15mmHg)以获得1,527 g 1,2,3,4-二异亚丙基木糖醇(式(XIII))和1,2,4,5-二异亚丙基木糖醇(式(XIV))的异构体混合物。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.37-1.44(12H,m,-C(CH3 )2),
3.59-3.65(1H,m,-CH-O-),
3.81-3.90(2H,m,-CH2 -O-),
3.98-4.01(1H,m,-CH-O-),
4.04-4.10(2H,m,-CH2 -O-)
4.11-4.23(1H,m,-CH-O-)
Figure BDA0002698600720000471
比较例1-2
化合物(XV)：1,2,3,4-二异亚丙基-5-(叔丁基二苯基硅烷基)木糖醇的合成
向配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的2L圆底烧瓶中投入250 g在1-1中纯化的二异亚丙基木糖醇(同分异构体的混合物)、1,000g 二氯甲烷、26g 4-二甲氨基吡啶和109g三乙胺，并且在吹入氮气的同时在室温下溶解混合物。冷却至10℃以下之后，逐滴加入297g叔丁基二苯基氯硅烷。逐滴加入之后，温度回到室温并且反应进行2小时。然后，用饱和的碳酸氢钠水溶液洗涤混合物并且用硫酸镁脱水，并且随后馏出溶剂。在减压(0.2mmHg)下在135℃去除1，2，4，5-二异亚丙基木糖醇以获得200g 1,2,3,4-二异亚丙基-5-(叔丁基二苯基硅烷基)木糖醇(式(XV))。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.06(9H,m,-Si-C-(CH3)3 )
1.37,1.42,1.43(12H,s,-O-C-CH3 )
3.72-3.82(1H,m,-CH-O-,-CH2 -O-)
3.95(1H,dd,-CH-O-)
3.99-4.06(2H,m,-CH2 -O-)
4.11-4.15(1H,m,-CH-O-)
7.36-7.54(6H,m,Ph-Si(-Ph)-O-)
7.66-7.70(4H,m,Ph-Si(-Ph)-O-)
Figure BDA0002698600720000481
比较例1-3
化合物(XIII)：1,2,3,4-二异亚丙基木糖醇的合成
向配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的2L圆底烧瓶中投入500 g的1,2,3,4-二异亚丙基-5-(叔丁基二苯基硅烷基)木糖醇和440g的脱水四氢呋喃，并且在吹入氮气的同时在室温下均质化混合物。冷却至20 ℃以下之后，逐滴加入1,270ml氟化四丁铵(1mol/L四氢呋喃溶液)。逐滴加入之后，温度回到室温并且所述反应进行2小时，并且随后在减压下馏出溶剂。在用2,000g乙酸乙酯溶解残留物之后，用纯化水洗涤乙酸乙酯层并且用硫酸镁脱水，并且随后馏出溶剂。使用氯仿和甲醇作为溶剂并且硅胶作为填充材料的柱层析法，获得150g的1,2,3,4- 二异亚丙基木糖醇(式(XIII))。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.39,1.44(12H,s,-CH3 ),
3.62(1H,dd,-CH-O-),
3.08-3.89(2H,m,-CH2 -O-),
3.98-4.08(1H,m,-CH-O-,2H,m,-CH2 O-),
4.18-4.23(1H,m,-CH-O-)
Figure BDA0002698600720000491
比较例1-4
化合物(XIV)：1,1'-丁烯-双(2，3，4，5-二异亚丙基木糖醇)的合成
在向配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的5,000ml圆底烧瓶中加入130.3g(0.56mol)1,2,3,4-二异亚丙基木糖醇和1,650g脱水甲苯并且在氮气气氛下互相溶解之后，向其中加入65.4g(0.58mol)叔丁醇钾，随后在室温下搅拌30分钟。另一方面，在660g的脱水DMF 中溶解55.2g(0.22mol)1,4-丁二醇二甲基磺酸酯，随后溶液在30分钟周期中在40℃下逐滴加入反应溶液。在逐滴加入完成之后，温度升高至50℃并且反应进行6小时。反应完成之后，冷却反应溶液，并且加入1,100g离子交换水并整体搅拌20分钟，使整体静置并去除水层。加入830g的离子交换水且在搅拌之后使整体静置的水清洗操作重复八次以去除DMF和未反应的原材料。在水清洗之后，浓缩有机层并且通过加入27.6g硫酸镁干燥，随后过滤。滤液再次浓缩并且用硅胶柱层析法(Wakogel C-200，洗脱液：乙酸乙酯:己烷＝10:3(v/v))纯化以获得76.9g具有下列结构的1,1'-丁烯-双(2,3,4,5-二异亚丙基木糖醇)(XVI)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.39,1.41,1.42,1.44(24H,s,-O-C-CH3 ),
1.65(4H,quint,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
3.49(4H,m,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.54-3.58(4H,m,-CH2 -O-),
3.85(2H,t,-CH-O-),
3.89(2H,dd,-CH-O-),
4.02-4.07(4H,m,-CH2 -O-),
4.17(2H,dd,-CH-O-)
Figure BDA0002698600720000501
比较例1-5
1,1'-丁烯-双木糖醇(V)的合成
在向配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的1,000ml的圆底烧瓶中加入实施例1-1中获得的76.8g(0.15mol)1,1'-丁烯-双(2,3,4,5-二异亚丙基木糖醇)(XVI)、456g甲醇和45g离子交换水并且在氮气气氛下互相溶解之后，向其中加入分散在76g的甲醇中的76.4g的Dowex 50W-8H(Dow Chemical Company制造)，并且整体加热并回流，以共沸的方式去除作为副产品产生的丙酮。过滤反应溶液并且浓缩滤液以获得53.6g的上述化合物1,1'-丁烯-双木糖醇(V)。
1H-NMR(D2O，内标：TMS)δ(ppm)：
1.66(4H,quint,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
3.56-3.75(14H,m,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-,-CH2 -O-,-CH-O-),
3.79-3.82(2H,m,-CH-O-),
3.91-3.93(2H,m,-CH-O-)
比较例1-6
化合物(I)的合成(5,000的分子量的情形)
比较例1-5中获得52g的1,1'-丁烯-双木糖醇(V)加温，同时用34g 甲醇清洗，投入5L的高压釜中。随后，将4.9g氢氧化钾和10g离子交换水加入50ml烧杯以制备氢氧化钾水溶液，其随后投入5L高压釜。然后，将500g脱水甲苯加入其中并且在80℃和稍微减压下重复三次共沸脱水操作。共沸脱水之后，加入1,423g脱水甲苯，并且在用氮气置换系统内部之后，将654g(14.85mol)环氧乙烷在80至150℃和1 MPa以下的压力下加入其中，随后继续反应又1小时。反应之后，整体冷却至60℃，将945g的反应溶液从高压釜取出，并且用85％磷酸水溶液调整pH至7.5以获得上文提及的化合物(I)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.66(8H,br,-OH),
3.40(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.81(430H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -)
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：100％，
Mn:3,971,Mw:4,059,Mw/Mn:1.022,Mp:4,105
分子量(TOF-MS)；4,991
分子量(羟基值)；5,097
比较例1-7
化合物(II)的合成(10,000的分子量的情形)
在80至150℃和1MPa以下的压力下，向比较例1-6的反应容器中残留的1,345g反应溶液加入370g(8.40mol)的环氧乙烷，随后继续反应又1小时。反应之后，整体冷却至60℃，将1,045g的反应溶液从容器取出，用85％磷酸水溶液调整pH至7.5，并且通过蒸馏去除甲苯以获得上文提及的化合物(II)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.365(8H,br,-OH),
3.40(4H,s,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.81(878H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -)
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：100％，
Mn:7,264,Mw:7,429,Mw/Mn:1.023,Mp:7,513
分子量(TOF-MS)；10,033
分子量(羟基值)；10,158
比较例1-8
化合物(III)的合成(20,000的分子量的情形)
在80至150℃和1MPa以下的压力下，向比较例1-7的反应容器中残留的524g反应溶液加入182g(4.13mol)的环氧乙烷，随后继续反应又1小时。反应之后，整体冷却至60℃，将620g的反应溶液从容器取出，用85％磷酸水溶液调整pH至7.5，并且通过蒸馏去除甲苯以获得上文提及的化合物(III)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.57(8H,br,-OH),
3.40(4H,s,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.81(1774H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -)
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：99.3％，
Mn:13,965,Mw:14,392,Mw/Mn:1.031,Mp:14,724
分子量(TOF-MS)；20,083
分子量(羟基值)；20,225
比较例1-9
化合物(IV)的合成(40,000的分子量的情形)
在80至150℃和1MPa以下的压力下，向比较例1-8的反应容器中残留的221g反应溶液加入138g(3.13mol)的环氧乙烷，随后继续反应又1小时。反应之后，整体冷却至60℃，从容器取出全部量的反应溶液，用85％磷酸水溶液调整pH至7.5，并且通过蒸馏去除甲苯以获得上文提及的化合物(IV)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.589(8H,br,-OH),
3.40(4H,s,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.81(3598H,m,-CH2 O(CH2 CH 2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -)
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：97.3％，
Mn:28,595,Mw:29,392,Mw/Mn:1.028,Mp:30,103
分子量(TOF-MS)；41,450
分子量(羟基值)；38,590
比较例2-1
氰乙基体的合成(约10,000的分子量的情形)
在配备有温度计、氮气进气管、搅拌器和冷却管的500ml圆底烧瓶中加入30g(3mmol)上述比较例1-4中获得的化合物(II)和30g离子交换水，并且整体加热至40℃并实现溶解。溶解之后，整体冷却至 10℃以下并且向其中加入3g 50％氢氧化钾水溶液。随后，在温度保持于5至10℃的同时，在2小时的周期中逐滴加入25.5g(480mmol) 丙烯腈。在逐滴加入完成之后，反应进一步进行4小时，并且在加入 30g离子交换水之后，通过加入1.8g的85％磷酸水溶液而实现中和。在加入45g乙酸乙酯并且整体搅拌之后，使其静置并丢弃上部的乙酸乙酯层。用乙酸乙酯的萃取重复九次。在萃取完成之后，用150g氯仿进行萃取。获得的氯仿层用15g硫酸镁干燥并且过滤之后被浓缩。浓缩液通过加入90g乙酸乙酯而溶解，并且加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且在加热下在90g乙酸乙酯中再次溶解，并且在冷却至室温之后，加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且干燥以获得上文提及的氰乙基体(VI)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.63(16H,t,-CH2 CH2CN),
3.39(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.80(894H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,-CH2 CH2 CN)
比较例2-2
丙胺基体的合成(约10,000的分子量的情形)
向1L高压釜中加入13g作为上述实施例2-1中获得的化合物(VI) 的氰乙基体、560g甲苯和1.2g镍(N.E.MCAT Company制造的 5136p)，并且整体加热至60℃。用氨气进行增压直到内部压力到达1 MPa，并且其后，导入氢气以实现增压直到内部压力到达4.5MPa，随后在130℃反应3小时。在反应之后，反应溶液冷却至80℃并且重复用氮气的吹扫直到氨气气味消失。将全部量的反应溶液取出并过滤。在滤液冷却至室温之后，加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且干燥以获得上文提及的氨基体(VII)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
1.72(16H,quint,-CH2CH2 CH2NH2),
2.79(16H,t,-CH2CH2CH2 NH2),
3.39(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.50-3.80(894H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,-CH2 CH2CH2NH2)
GPC分析(水系统)：
主要馏分：97.9％，
Mn:6,334,Mw:6,477,Mw/Mn:1.022,Mp:6,571
比较例3
戊二酸NHS体的合成(约20,000的分子量的情形)
在配备有温度计、氮气进气管和搅拌器的200ml圆底烧瓶中加入25g(1.25mmol)上述比较例1-5中获得的化合物(III)、25mg BHT、 125mg乙酸钠和60g甲苯，并且在氮气气氛下溶解PEG。其后，整体加热并在110℃回流以去除水分。在冷却之后，向其中加入1.71g(15.0 mmol)的戊二酸酐，随后在110℃反应8小时。然后，反应溶液冷却至40℃并且加入3.45g(30.0mmol)N-羟基琥珀酰亚胺和4.33g(21.0 mmol)的1,3-二环己基碳二亚胺，随后反应3小时。3小时之后，过滤反应溶液并且向滤液加入己烷直到晶体析出。通过过滤收集晶体并且在加热下在乙酸乙酯中溶解。其后，加入己烷直到晶体析出并且通过过滤收集晶体并干燥，以获得目标化合物(XII)。
1H-NMR(CDCl3，内标：TMS)δ(ppm)：
1.57(4H,br,-OCH2CH2 CH2 CH2-O-),
2.07(16H,quint,-CH2CH2 CH2C(O)O-),
2.50(16H,t,-CH2 CH2CH2C(O)O-),
2.72(16H,t,-CH2CH2CH2 C(O)O-),
2.84(32H,br,-C(O)CH2 CH2 C(O)-),
3.40(4H,br,-OCH2 CH2CH2CH2 -O-),
3.51-3.64(1758H,m,-CH2 O(CH2 CH2 O)nH,CHO(CH2 CH2 O)nH, -CH2 -OCH2CH2CH2CH2O-CH2 -,)
4.25(16H,t,-OCH2CH2 OC(O)-),
GPC分析(DMF系统)：
主要馏分：97.5％，
Mn:14,711,Mw:15,116,Mw/Mn:1.028,Mp:15,635
表1总结了根据制造方法在实施例2-2和比较例2-2获得的丙胺基体(VII)的纯度和总产量。
[表1]
Figure BDA0002698600720000561
*GPC纯度
表2总结了从实施例1-4至7、2-2和5以及比较例1-6至9、2-2 和3获得的主要馏分的多分散性(Mw/Mn)的结果。
[表2]
Figure BDA0002698600720000571
在传统的制造方法中，例如，需要三个步骤以获得高纯度的木糖醇保护体并且在纯化步骤中使用柱层析法，使得观察到产量的大幅减少。另一方面，在本发明的制造方法中，在一个步骤中制造高纯度的木糖醇保护体而不需要特别的纯化步骤，并且因此能够显著提高总摩尔产量。同样也示出本发明的多臂型聚乙二醇衍生物和其中间体在多分散性和纯度方面具有相等的质量。
工业实用性
根据本发明，能够提供一种方法，其能够以高产量工业化地制造具有窄的分子量分布的高纯度多臂型聚乙二醇衍生物，该多臂型聚乙二醇衍生物适于用作DDS和生物医药领域中的材料。
虽然已经参考其具体实施例详细地描述了本发明，但对本领域技术人员显而易见的是，能够在不背离本发明的精神和范围的情况下，对本发明进行各种变化或修改。
本发明基于2018年3月27日提交的日本专利申请No.2018-59150，该专利的全文作为参考并入本申请。

Claims (4)

1.一种下式(1)表示的多臂型聚乙二醇衍生物的制造方法，其中，顺序执行下列的步骤(A)、步骤(B)、步骤(C)、步骤(D)和步骤(E)：
Figure FDA0004008344060000011
其中，在式(1)中，
L是选自由具有3至8个碳原子的直链或者分支亚烷基、具有6至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基以及具有6至12个碳原子的亚环烷基所组成的组的基团，
k表示1或者2，
n表示加成的氧乙烯基的平均摩尔数并且n表示3和600之间的整数，
X表示亚烷基，该亚烷基在链中或者末端具有单键、酯键、氨基甲酸酯键、酰胺键、醚键、碳酸酯键、仲氨基、脲键、硫醚键或者硫酯键，并且
Y表示能够与羟基、氨基、巯基、醛基、羧基、三键或者叠氮基反应以形成与其他物质的化学键的官能团；
步骤(A)：在仅保留具有奇数个羟基的多元醇的1位的羟基的同时，通过环状苯亚甲基缩醛化保护所述1位的羟基之外的偶数个羟基的步骤，
步骤(B)：将所述步骤(A)中获得的化合物的两个分子通过醚化反应连接至下式(2)表示的化合物的步骤：
A-L-A (2)
其中，在式(2)中，
L表示选自由具有3至8个碳原子的直链或者分支亚烷基、具有6至12个碳原子的取代或者未取代的亚芳基以及具有6至12个碳原子的亚环烷基所组成的组的基团，并且
A表示选自氯、溴和碘的卤素原子或者磺系离去基团，
步骤(C)：去保护在所述步骤(B)中获得的化合物的末端处的环状苯亚甲基缩醛结构的步骤，其中，在k＝1的情况下形成8个羟基并且在k＝2的情况下形成12个羟基，
步骤(D)：将3至600摩尔的环氧乙烷聚合至所述步骤(C)中获得的化合物的各个羟基以获得多臂型聚乙二醇衍生物的步骤，以及
步骤(E)：官能化所述步骤(D)中获得的多臂型聚乙二醇衍生物的末端处的羟基的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用酸性溶液作为溶剂进行所述步骤(A)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过重结晶纯化所述步骤(B)中获得的化合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在酸性条件下进行所述步骤(C)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7305571B2 (ja) * 2020-01-30 2023-07-10 株式会社三共 遊技機
JP7248605B2 (ja) * 2020-01-31 2023-03-29 株式会社三共 遊技機
JP7248604B2 (ja) * 2020-01-31 2023-03-29 株式会社三共 遊技機

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004323691A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Nof Corp ポリオキシアルキレン誘導体およびその製造方法
CN102985462A (zh) * 2010-06-25 2013-03-20 日油株式会社 支链异聚乙二醇和中间体
CN104245791A (zh) * 2012-03-30 2014-12-24 日油株式会社 多臂聚乙二醇衍生物、其中间体以及它们的制造方法
WO2016050210A1 (zh) * 2014-10-01 2016-04-07 厦门赛诺邦格生物科技有限公司 一种多官能化聚乙二醇衍生物及其制备方法
CN106164063A (zh) * 2014-03-31 2016-11-23 日油株式会社 具有环状苯亚甲基缩醛连接基团的亲水性聚合物衍生物

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002020528A2 (en) 2000-09-01 2002-03-14 Milliken & Company Fluorinated and alkylated alditol derivatives and polyolefin articles containing same
US6300525B1 (en) 2000-09-01 2001-10-09 Milliken & Company Method of producing fluorinated and chlorinated benzaldehydes and compositions thereof
CN1303076C (zh) 2001-03-23 2007-03-07 美利肯公司 不对称苯甲醛糖醇衍生物、其制备方法以及含有该衍生物的组合物和制品
US6548581B2 (en) 2001-03-23 2003-04-15 Milliken & Company Asymmetric halogen-alkyl alditol derivatives as nucleators and clarifiers for polyolefins, and polyolefin plastic compositions containing same
US6512030B2 (en) 2001-03-23 2003-01-28 Milliken & Company Asymmetric monofluorinated benzaldehyde alditol derivatives and compositions and articles containing same
US6495620B1 (en) 2001-03-23 2002-12-17 Milliken & Company Asymmetric substituted benzaldehyde alditol derivatives and compositions and articles containing same
US6555696B2 (en) 2001-03-23 2003-04-29 Milliken & Company Asymmetric dipolar multi-substituted alditol derivatives, methods of making thereof, and compositions and articles containing same
US7262236B2 (en) 2004-04-26 2007-08-28 Milliken & Company Acetal-based compositions
US7888454B2 (en) 2004-04-26 2011-02-15 Milliken & Company Substituted alditol compounds, compositions, and methods
JP5585863B2 (ja) 2010-02-01 2014-09-10 日油株式会社 ポリアルキレングリコール誘導体
US10040761B2 (en) 2010-06-25 2018-08-07 Nof Corporation Branched hetero polyethylene glycol and intermediate
JP5949037B2 (ja) 2011-03-30 2016-07-06 日油株式会社 末端に複数の水酸基を有するポリオキシエチレン誘導体
JP6490646B2 (ja) 2016-10-05 2019-03-27 中外炉工業株式会社 金属ストリップの経路切替機構
CN110475801B (zh) 2017-03-31 2022-04-19 日油株式会社 在末端具有多个羟基的聚氧乙烯衍生物的制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004323691A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Nof Corp ポリオキシアルキレン誘導体およびその製造方法
CN102985462A (zh) * 2010-06-25 2013-03-20 日油株式会社 支链异聚乙二醇和中间体
CN104245791A (zh) * 2012-03-30 2014-12-24 日油株式会社 多臂聚乙二醇衍生物、其中间体以及它们的制造方法
CN106164063A (zh) * 2014-03-31 2016-11-23 日油株式会社 具有环状苯亚甲基缩醛连接基团的亲水性聚合物衍生物
WO2016050210A1 (zh) * 2014-10-01 2016-04-07 厦门赛诺邦格生物科技有限公司 一种多官能化聚乙二醇衍生物及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
rm-Cleavable Microgel Star Polymers: A Versatile Strategy for Direct Core Analysis and Functionalization;Terashima, T;《Journal of the american chemical society》;20140627;第136卷(第29期);第10254-10257页 *

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KR102580547B1 (ko) 2023-09-20

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