JP2008545621A - 強化された拡大性と内部官能基性をもった樹枝状ポリマー - Google Patents
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Abstract
本発明方法によれば、きれいな化学(cleaner chemistry)過程を伴う精密な構造、典型的には単一の生成物を与え、必要とされる試薬の過剰量は少なく且つ希釈の程度は低いから、商業的規模に拡大することが容易であり、新規範囲の材料を製造でき、低コストで生産能力が高い方法が提供される。
Description
本発明はThe Army Research Laboratoryとの契約によって米国国防総省により与えられたDAAL−01−1996−02−044号およびW911NF−04−2−0030号に基づく米国政府の支援により行われた。米国政府は本発明において一定の権利を保有するものとする。
分岐したポリマーの開環反応
分岐したポリマー系を製造するための種々の開環反応は公知である。これらの方法のいくつかを下記に説明する。
の超分岐したポリマーの製造法とは異なった新規の伝播モードで進行する(非特許文献8)。多分散度が1.5より低くなるようにアニオン開環重合を制御することにより、AB2モノマー型のグリシドールを重合させて超分岐した「ポリグリセロール」にする(非特許文献9)。ジアンヒドロ−D−マニトールのカチオン環化重合は超分岐した炭水化物ポリマーの製造に使用されている(非特許文献10および11)。
ポリスルフィド・デンドリマーは、ポリチオールを塩基性条件下においてエピクロロヒドリンと反応させてポリエピスルフィドをつくることにより製造することができる(特許文献4および5)。同じ特許文献にはポリアミノのコアを過剰のエチレンスルフィドと反応させてポリスルフィドをつくり、次いで過剰のアジリジンと反応させてさらなる世代(generation)をつくるポリアミノスルフィド・デンドリマーの製造法が論じられている。
末端基を付加する方法として開環反応が論じられている。例えば特許文献8にはデンドリマーの上にポリオール表面をつくるためにオキシランを使用することが記載されている。
広い範囲の精密なデンドリマー構造をつくるために多くの特殊な反応が使用されてきた。これらの反応は典型的にはコア(“C”)、分岐構造のタイプ(“BR”)および末端の官能基性(“TF”)を規定する。精密なデンドリマー構造の合成は二つの概括的方法によって行われてきたが、これらは「収束合成法(convergent synthsis)」および「発散合成法(divergent synthsis)」として分類さていれる(非特許文献16)。これらの広義の範疇の中で、分岐セル(branch cell)の構築(即ちその場で、或いは予め行われる構築)、或いはデンドロン(dendron)の固定のタイプの構築の方法に関してさらに種々の変形がある。
小さい分子の化学において定義される立体効果は、すべての基本的な小分子の「建築ブロック成分」(即ち原子、官能基、炭化水素の足場など)が占めるナノメートルの規模以下(即ち0.05〜1nm)の空間の容積、および重要な反応および集団化が起こる際のそれらの相互関係によるものである。それらの相対的な大きさが反応性、変位、置換、キラリティー、会合、集団化、特殊な生成物の生成、および得られる構造様式に及ぼす効果は、学術的並びに経済的領域の両方において常に極めて重要性をもつ事柄である。例えば反応性を低下させる立体効果は「立体障害」と呼ばれている(非特許文献18参照)。立体障害は反応部位の所で邪魔をする基によって生じる。古典的な例には「ネオペンチル」効果が含まれ、この場合SN2反応に対する立体障害をもったハロゲン化アルキルの相対的な反応性は立体障害が増加するにつれて次第に抑圧され、ハロゲン化第3級アルキル(即ち臭化ネオペンチル)ではその反応性は遅すぎて測定できないまでになる。反応速度を決定するのは、求核的な攻撃を受ける炭素に結合したアルキル基の数のみではない。アルキル基の相対的な大きさも非常に重要である。
デンドリマーの合成におけるいくつかの難点はそれらの製造に使用される方法に固有の難点である。例えば、これらの樹枝状ポリマーの組成的に主要な種類の一つであるポリ(アミドアミン)・デンドリマー(“PAMAM”)の合成法では、その場で分岐セルを生成させるMichaelの付加反応の化学に最近注目が集まっている(非特許文献20)。通常の方法は、遅い化学過程、長い反応時間、および分化しない(non−differentiated、分岐を起こさない)二官能性の中間体を伴うアミド化の過程を含んでいる。このような環境のため、この方法では非常に希釈することが強いられ、その結果生成能力は低くなり、コストは高くなる。高い世代の場合は特にそうである。これに加えてPAMAMデンドリマーには、その特殊なアミド構造のために、逆Michael付加反応(reverse Michael addition)および加水分解反応を介して分解を起こす低エネルギーの反応経路がある。
本発明の樹枝状ポリマー構造は、驚くべき性質(伝統的な樹枝状ポリマー構造に比べて)を示し、且つその製造に独特の開環過程を使用できるいくつかの特有な成分をもっている。
(C)はコア(core)を意味し;
(FF)はコアの焦点官能基性成分(forcal point functionality component)を意味し;
xは独立に0かまたは1〜Nc−1の整数であり、
(BR)は分岐セル(branch cell)を意味し、pが1より大きい場合(BR)は同一または相異なる構成部分(moiety)であることができ;
pは該デンドリマーの中の分岐セル(BR)の総数であって、下記式
ここでGはコアを取り囲む同心的な分岐セルの外殻の数(世代)であり;
iは最終の世代Gであり;
Nbは分岐セルのマルティプリシティ(multiplicity)であり;
Ncはコアのマルティプリシティであって1〜1000の整数であり;
(IF)は内部官能基性(interior fuctionality)を意味し、qが1より大きい場合(IF)は同一または相異なる構成部分であることができ;
qは独立に0、または1〜4000の整数であり;
(EX)は延長部材(extender)を意味し、mが1より大きい場合(EX)は同一または相異なる構成部分であることができ;
mは独立に0、または1〜2000の整数であり;
(TF)は末端の官能基性(terminal functionality)を意味し、zが1より大きい場合(TF)は同一または相異なる構成部分であることができ;
zは、1以上で且つ或る与えられた世代(G)に対する(C)および(BR)に可能な数までの表面の基の数を意味し、下記式
z=NcNb G
から導かれ;
ここでG、NbおよびNcは上記に定義した通りであるが、但しここで少なくとも一つの(EX)または(IF)が存在するものとする。
)、(EX)、(TF)]は下記「詳細な説明」において詳しく説明する。好ましくは、式(I)の化合物には少なくとも一つの(EX)が存在しており、これはアセチレンに対するアジドの1,3−シクロ付加反応から誘導されるピペラジンまたはトリアゾール、またはエステルのような開裂可能な構成部分である。また式(I)の化合物には(EX)および(IF)の両方が存在することが好ましく、各(BR)および(IF)をそれぞれ二つ以上もっていることができる。
これらの式(I)の樹枝状ポリマーは本明細書において後述する方法によりつくられ、これらの方法のいくつかは下記の流れ図1および2に記載されている。
(C)+(EX)→(C)(EX)(TF)
ここで(C)=アクリレート官能性のコア、例えばTMPTA;(EX)=アミン官能性の延長部材、例えばPIPZ;(TF)=アミンである;および
B.下記に示すように(C)(EX)(TF1)のアミン官能性の延長されたコア試薬をアクリレート官能性の分岐セル試薬と反応させる:
(C)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(EX)(BR)(TF2)
ここで(C)=TMPTA;(EX)=PIPZ;(TF1)=アミン;(BR)=TMPTA;(TF2)=アクリレートである。
程を含んで成っている。
(C)+(EX)→(C)(IF1)(EX)(TF1)
ここで(C)=エポキシ官能性のコア、例えばPETGE;(IF1)=内部ヒドロキシル(OH);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(TF1)=アミンである;および
B.下記に示すように(C)(IF1)(EX)(TF1)のアミン官能性の延長されたコア試薬をエポキシ官能性の分岐セル試薬と反応させる:
(C)(IF1)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(IF1)(EX)(IF2)(BR)(TF2)
式(I)のこれらの樹枝状ポリマーは、下記のように、また本明細書でさらに説明されているように使用することができる。これらの材料および同様な樹枝状ポリマーの知識に基づいて、これらの樹枝状ポリマーはここに挙げられたすべての用途および多くの他の用途を展開できると思われる。PAMAMのような樹枝状ポリマーの膨大な種類の用途に関しては多数の文献がある。
式(I)の本発明の樹枝状ポリマーは上記に説明したような独特の性質をもっているために、全部とは言わないが、PAMAMおよび他の樹枝状ポリマーの従来公知の大部分の用途、およびそれ以上の用途に使用できると考えられる。このような用途のこれだけには限定されないいくつかの例には次のものが含まれる。エネルギーおよび電子製品の市場において、これらの樹枝状ポリマーは燃料電池(例えば膜、触媒)、エネルギー貯蔵剤(水素)、固相状態の発光(lighting)、装置の熱管理、発光ダイオード、ディスプレー、電子インク、層間誘電体、フォトレジスト、分子電子機器、光通信(テレコム)装置(導波管)、フォトニックス(photonics)、写真材料、量子ドット(quantum dot)および材料のステルス的な(stealth)強化に用途をもっていることができる。式(I)のこれらの樹枝状ポリマーを樹脂の粉末と混合して加熱した後、押し出すか分散させることによりトナー組成物をつくることができる。式(I)のこれらの樹枝状ポリマーを染料(例えば陰イオン性染料)、塩、表面活性剤、酸化防止剤、溶媒(例えば水)と混合するか、またはニートの(neat、ほぼ純粋な)状態で、或いは他の所望の成分と混合し、紙または他の印刷表面の上に沈積させ得る沈澱を含まないインクをつくることができる。合成繊維または天然繊維を被覆するかまたはその中に浸透し得る染料の能力が改善されることによって、これらの樹枝状ポリマーは布、布地のパターン、絨毯、および他のこのような材料に対する多くの用途に有用である。式(I)の水溶性の樹枝状ポリマーを紙被覆用の組成物に加え、紙の品質を改善するとともに紙被覆機の生産能力を向上させることができる。式(I)の樹枝状ポリマーをシリカまたはアルミナと混合し、分離または濾過に使用するためのクロマトグラフ用支持材をつくることができる。式(I)の樹枝状ポリマーは、歯科用の組成物に使用してその性能を向上させ、収縮を減少させ、および/または接着性を改善することができる。これらの樹枝状ポリマーは、粘度が低く、最適なエッチング性能をもち、ガラス転移温度を調整できる性質のために、コンピュータの記憶システムの製造に有用である。このようなナノスケールのデンドリマー分子がそれ自身としてまたは金属イオンまたは金属に対するキャリヤーとして機能する他の用途も可能である。式(I)の樹枝状ポリマーは、オイルに対する添加物および潤滑剤として分散性および酸化防止性を示し、SAE−30モーターオイルに対する添加物としてスラッジ、ワニス(varnish)および詰まり(clogging)を減少させることができる。
用語
本明細書において使用される下記の言葉は下記に述べる定義をもつものであり、これらの言葉に対して単数は複数を含むものとする。
2000(Invitrogen社)を意味する。
を意味する。
の緩衝液を意味する。
本発明の樹枝状ポリマーの構造は、驚くべき性質(伝統的な樹枝状構造に比べ)を示す独特の成分をいくつか有し、その製造には特有な開環反応を利用できる。これらの樹枝状
ポリマーの構造を下記式(I)に示す。
(C)はコア)を意味し;
(FF)はコアの焦点官能基性成分を意味し;
xは独立に0かまたは1〜Nc−1の整数であり、
(BR)は分岐セルを意味し、pが1より大きい場合(BR)は同一または相異なる構成部分であることができ;
pは該デンドリマーの中の分岐セル(BR)の総数であって、下記式
ここでGはコアを取り囲む同心的な分岐セルの外殻の数(世代)であり;
iは最終の世代Gであり;
Nbは分岐セルのマルティプリシティであり;
Ncはコアのマルティプリシティであって1〜1000の整数であり;
(IF)は内部官能基性を意味し、qが1より大きい場合(IF)は同一または相異なる構成部分であることができ;
qは独立に0、または1〜4000の整数であり;
(EX)は延長部材を意味し、mが1より大きい場合(EX)は同一または相異なる構成部分であることができ;
mは独立に0、または1〜2000の整数であり;
(TF)は末端の官能基性を意味し、zが1より大きい場合(TF)は同一または相異なる構成部分であることができ;
zは、1以上で且つ或る与えられた世代(G)に対する(C)および(BR)に可能な理論的な数までの表面の基の数を意味し、下記式
z=NcNb G
から導かれ;
ここでG、NbおよびNcは上記に定義した通りであるが、但しここで少なくとも一つの(EX)または(IF)が存在するものとする。
コアは単純なコア、足場(scaffolding)のコア、およびスーパー・コア(super core)を含んでいる。上記に説明し、また以後にも説明するように、これらのコアは求電子性(E)、求核性(N)またはその他(O)の構成成分であることができる。コアはさらに反応することができなければならない。必要に応じコアは酸または塩基によって開裂し、Ncの値が小さいコアをもったデンドロンまたは樹枝状ポリマーを与えることができる。これに加えて、一つまたはそれ以上ではあるがコアの官能基性全部の数Ncよりは少ない数の非反応性の基(例えばt−BOC、エステル、アセタール、ケタール等)で一時的にまたは永久にキャッピングすることができる。
レンビス(2−ハロエチルアミン)、ハロゲン化アリールメチル(例えばハロゲン化ベンジル)、超分岐したコア(例えばポリリジン)、ポリ(プロピレンイミン)、トリス−2−(アミノエチルアミン)、複素環式アミン,星状/櫛状に分岐したポリアミン、ピペラジンおよびその誘導体(例えばアミノアルキルピペラジン)、および他の種々のアミンが含まれる。他の求核性のコアはポリビニルアルコール、ポリビニルアミン、エチレングリコール、ポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンポリメルカプタン、チオフェノールおよびフェノールである。これらのコアはキャッピングされたコア[例えばt−ブトキシカルボニル(BOC)]であることができるが、ここで少なくとも一つのNc原子価はキャッピングされていない。
焦点官能基性(FF)構成部分は1個のデンドロンをコアとして使用できるようにする働きをし、これによって該コアは後でさらに反応することができ、これには二つまたはそれ以上のデンドロンを一緒に結合させること、または他の(C)、(BR)、または(EX)および(BR)と反応させることが含まれるが、それだけには限定されない。式(I)が完全に反応したコアをもつデンドリマー(すべてのNc原子価が樹枝状である)の場合、(FF)はコアの一部になり、従って(FF)は別々には観測されない(従ってx=0であり、デンドリマーが生じる)。可能な最大の(FF)構成部分はNc−1である。すべてのコアの反応性構成要素部分が反応しない場合、(FF)が存在し観測される(デンドロンが生じる)。好ましくはXは1〜3個の(FF)構成部分であり;さらに好ましくはxは1個の(FF)構成部分である。或る種の完全な樹枝状ポリマーに対しては、特に好ましくは(FF)はコアの一部であり、目立つようには存在しない;即ちx=0である。
(BR)は、コア(C)、延長部材(EX)、他の分岐セルまたは分岐セル試薬(BR)、または末端の官能基(TF)と反応することができる求核性試薬(Nu)または求電子性試薬(E)、または他の試薬(O)である。これに加えて、(BR)試薬は(BR)前駆体からその場でつくることができる。これらの(BR)構成部分は低い世代の生成物の(BR)をデンドリマーを次の世代に成長させるような反応が可能であり、結果としてマルティプリシティを共有結合的に生成するか、反応性の基を拡大することができなければならない。(米国特許第4,737,550号明細書参照。)(BR)は共反応物と反応してコア付加物を生じ、さらに第2の共反応物と反応することができる。共反応物は(C)、(FF)、(BR)または(EX)であることができる。また(BR)は、前の低い世代のデンドリマーのコアまたは官能基性(TF)の基と反応して結合をつくり、それがさらに反応して次の高い世代へと成長するように選ぶことがでる。このように任意の多官能性の(C)はまた(BR)として作用することができる。(BR)が二つ以上の世代の中に生じる場合、これは同一または相異なる(BR)構成部分であることができる。
分岐したポリ(エチレンイミン)、直鎖のおよび分岐したポリ(アミドアミン),複素環式アミン、例えばイミダゾリン、ピペリジン、アミノアルキルピペラジン、PEA、PETGE、および種々の他のアミン、例えばヒドロキシエチルアミノエチルアミン、HEDA、メルカプトアルキルアミン、メルカプトエチルアミン、イミノジアルキン、イミノジアルケン、置換ピペラジン、ポリ塩化ビニルベンジルのアミノ誘導体、および他のベンジルアミン例えばトリス(1,3,5−アミノメチル)ベンゼンが含まれる。他の適当な求核性の反応物には、ポリオール、例えばペンタエリトリトール、エチレングリコール、ポリアルキレンポリオール、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ジメルカプトエタン、およびポリアルキレンポリメルカプタン;チオフェノールおよびフェノールが含まれる。また適当な求核性の反応物はアセチレン性ポリエポキシド、ヒドロキシアルキルアジド、アルキルアジド、トリ−およびテトラ−アジリジン、トリ−およびテトラ−オキサゾリン、チオールアルキル、チオール(FF)デンドロン、アリル基、アクリレート、メタクリレートである。上記の任意の構成部分はオレフィン性の官能基性またはキャッピングされた構成部分をもっていることができる。好適なものはトリアクリレート、テトラアクリレート、トリエポキシド、テトラエポキシド、ジアリルアミン,ジエタノールアミン、ジエチルイミノジアセテート、ビス(2−ハロアルキル)アミン、トリス(ヒドロキシメチルアミン),保護されたDETAであり、或いはメチルアクリレートをその場で用いることを含めて使用することができる。また1種またはそれ以上の環式エーテル(エポキシド)、オキシラン、スルフィド(エピクロロスルフィド)、アジリジン、アゼチジン、シロキサン、オキセタン、オキサゾリン、オキサジン、カルバメート、カプロラクトン、カルボン酸無水物、チオールアセトン、β−ラクタム、またはそれらの誘導体も好適である。さらに好適なものはトリアクリレート、テトラアクリレート、トリエポキシド、テトラエポキシド、トリアジド、テトラアジド、BAA、DEA、DEIDA、PETGE、PETriGE、PETriAE、HEDA、PEA、TREN、TRIS、ジメチルイミノジアセテート、保護されたDETA(ケトン性溶媒で)、またはその場でつくられものを含めたメチルアクリレートである。
この内部官能器基性(IF)は、適切な分岐セル試薬の反応によりつくられ、一つの世代から他の世代へと成長する(BR)を生じるこれらのデンドリマーの特有な特徴である。内部の反応部位(即ちヒドロキシル、スルフヒドリル、アミン、ホスフィン、アルキルシラン、シラン、ボラン、カルボキシル、カルボキシルエステル、クロロ、ブロモ、アルケン、アルキン、またはアルキル−またはアリール−アミドなど)は開環反応から生じる。これによって、他の基との連係(association)、キレート化または内包(カプセル化)を行うのに適した重要な内部の官能基性を保持しながら、さらに内部において共有結合的に化学反応をすることができる手掛りが与えられる。また(IF)は、樹枝状ポリマーの内部の疎水性/親水性に関する特性を調節するための、または重合開始剤または部位を導入するための、或いはプロドラッグとして治療効果をもつ構成要素に対して結合または連係するための結合部位を与える。
延長部材(EX)はデンドリマーの内部に存在することができる。延長部材は距離を延ばし、従ってコア(C)とデンドリマーの次の世代の間の空間を増加させ、(EX)が最後のGの中に存在しない限り好ましくは二つまたはそれ以上の反応部位をもっていなければならない。最後の世代にある場合それは一つの反応部位を有し、Gのそれ以上の成長を効果的に終わらせるか、または(TF)に対する樹枝状ポリマーをキャッピングするか、或いは部分的にキャッピングすることができる。このように内部の空間の容積が増加することにより、下記にさらに説明するようにデンドリマーがキャリヤー材料(M)をカプセル化(内包)する能力が増加する。これらの(EX)は(BR)構成部分が生じる前または生じた後、或いは(BR)構成部分が生じる前および生じた後の両方で生じることができる。またこれらの(EX)は(IF)を有していることができる。これらの(EX)は少なくとも二つの反応部位をもち、随時一つの(IF)を含むか、その場で(IF)を生じることができる。任意のGの中で他の反応が起こる前に逐次的に(EX)を反応させることができ、その場合(EX)は同一または相異なることができる。
EA、ピペラジン、ポリピペラジン、AEP、EPC、環式ピロリドン誘導体、EDA、DEIDA、および超分岐した樹枝状ポリマー、例えばポリリジン、ポリ(エステルアミド)、ポリ(アミドアミン)、ポリ(エチレンイミン)またはポリ(プロピレンイミン)構成部分である。もっと好適なものはPEA、DMI、メチルアクリレート、EPC、1,2,3−トリアゾール、IMAE、PIPZ、アミノアルキルピペラジン、ポリ(アルキレンピペラジン)、ジスルフィド構成部分を有するジアミン、MIPIEP、ビス(ピペラジノアルキル)ジスルフィド、およびピペラジン誘導体である。
末端の官能基(TF)は付加または置換反応、または開環反応を行うのに十分な反応性をもっているか、或いは次の世代へと樹枝状の分岐を伝播させるのに使用できる何等かの官能基的な活性をもった構成部分であり、これだけには限定されないがフリーラジカルおよび1,3−双極性シクロ付加反応構成部分を含んでいる。すべてではないが若干の(TF)構成部分は反応して次の世代Gのデンドリマーをつくることができ、これらの(TF)基は同一または相異なることができる。(TF)は重合体の開始基であることができる。(TF)構成部分が最後のGの場合、(TF)は非反応性であることができる。項(z)はGによって数学的に定義される表面の基の数を意味する。
の特性をもった多官能性の化合物をつくることができる。例えば、末端アミン構成部分を有するデンドリマーは不飽和ニトリルと反応してポリニトリルを与え、α,β−エチレン型不飽和アミドと反応してポリアミドを与え、α,β−エチレン型不飽和エステルと反応してエステル末端デンドリマーを与え、オキシランと反応してポリオールを与え、エチレン型不飽和スルフィドと反応してチオール末端デンドリマーを与える。末端ヒドロキシル構成部分を有するデンドリマーは、カルボン酸と反応してエステル末端デンドリマーを与え、アルコールまたはハロゲン化アルキルと反応してエーテル末端デンドリマーを与え、イソシアネートと反応してウレタン末端デンドリマーを与え、塩化チオニルと反応して塩化物末端デンドリマーを与え、トリレートと反応してトシル末端デンドリマーを与える。一例として下記式(III)により好適な一般化された構造を示す。
簡単に言えば現在においてN−SISは、ナノスケール規模の試薬または反応性をもった基質の反応性(即ち原子価/化学量論的な量比)を変化させるかまたはそれに影響を与える特殊なナノスケールの立体効果として定義することができる。これらのN−SISの性質は実質的には知られておらず、せいぜいナノスケールの領域において不十分に定義されているに過ぎない。N−SISの特性は、ナノスケールの試薬、ナノスケールの基質、ナノスケール以下の試薬またはナノスケール以下の基質の或る種の組合せ(combinations)または並べ換え(permutations)が一緒に起こり、化学結合をつくるか超分子の連係または集合をつくる際に何時も現れるように思われる。さらにまた、ミクロンの大きさの基質およびナノスケールの試薬は同様な効果を与えることができる。この概念の予備的な考察では、ナノスケールで反応する或る成分の容積の総和が反応部位を取り囲む利用可能なナノスケールの空間の容積に近づくかこれを越えた場合、このようなN−SIS効果が現れ始めることを仮定している。例えば或るデンドリマーの表面の基の容積および入ってくる試薬の容積が反応性をもったデンドリマーの表面の基(TF)の集団を取り囲む利用可能な外部の容積に近づいた場合、反応速度が劇的に抑制され、或る種の基の反応性が実質的に影響を受ける[D.A.Tomalia;A.M.Naylor;W.A.Goddard JR,Angew.Chem.Int.Ed.Engl誌、29巻,138〜175頁(1990年)]。従って、種々のコア、分岐セル試薬、デンドロン、デンドリマー、および他の樹枝状ポリマー構造を合成する場合、これらの構築に使用される特定のナノスケールおよびナノスケール以下の試薬および基質の相対的な大きさ、嵩性、電子的な/親水性の/疎水性の特徴などに基づき、このような合成に関与する反応パラメータに影響を与えるためにこのN−SISの効果を使用することは当然可能でなければならない。
上記に説明したて多数の参考文献の大部分は、分岐セルを増幅させる目的で試薬を制御して添加するために高エネルギーの開環反応を用いるよりは、むしろ重合させて超分岐したポリマーを得るために使用される開環反応に関するものである。これらの文献を組合せても、ここで本発明に報告されているような高度の官能性をもった分岐セル試薬を用いて反応性のある開環反応を得るという教示は得られない。これらの文献には、分岐セル試薬を段階的に制御して添加するために開環反応または他の高度に反応性をもった精密な化学反応を使用するという記載は全く存在していない。
チル)アミン)、ジエタノールアミン、第2級ジアミン、例えばジアルキルアミン、ジアリルアミン、ジアリールアミン、イミノアルキレンアミン(例えばビス(ヘキサメチレントリアミン))、または予めつくられた(BR)試薬(例えばTREN、TRIS、アセチレンジ−またはトリ−エポキシ構成部分)を溶媒中において組み合わせて使用し、反応が完結するまで約0〜100℃の温度で反応させ、これによって(EX)構成部分をもたない式(I)の樹枝状ポリマーをつくる。下記式(IV)はこれらの樹枝状ポリマーを示す。この場合(C)、(FF)、(IF)、(BR)、(TF)、q、p、x、z、およびNcは上記定義の通りである。
Devel.誌、9巻,102〜104頁(2005年)]。この方法では、第2級アミンの存在下において第1級アミンを保護し、第2級アミンの部位が反応性の(C)または反応性の(TF)と反応できるようにする。予めつくられた(BR)の中に第1級アミンだけが存在する場合、一つまたはそれ以上のこれらの第1級アミン構成部分をケトン溶媒で保護し、他の保護されていない第1級アミンを適当な(C)または(TF)と反応させることができる。
めには図18参照)、得られるデンドリマー構造の連結性は、高い熱的な堅牢性および安定性に欠けている。他方、同じまたは同様な多官能性の試薬を用いる小さい歪みをもった環の開環反応は速度論的に制御される過程で推進され、熱分解および熱による転移に対して抵抗性が高い熱的に堅牢な樹枝状の構造を生じる。これらの速度論的に制御された開環反応を用いる他の利点は、この反応によってMichaelの付加反応では生じないぶら下がった内部官能基性(IF)が生じることである。
しないであろう。この不連続性はdeGennesの緊密充填段階の特徴を示すものとして説明される。
下記の反応スキームにおいて種々の反応物の挙動および反応性を簡単にまとめる。
下記の説明において、下線を引いた数値記号は上記図式の構造を示すものとする。
アミン試薬(IIe〜IIg)とポリ(グリシジル)エーテル(IaおよびIc〜Id)(PGE)との反応は、該アミン試薬とポリ(グリシジル)アニリン(Ib)(PGA)との反応よりも速かった。TRIS(IIe)のグリシジルアニリン(Ib)に対する付加反応は60℃において3日後でも完了せず、ビス−およびトリー付加物の両方を実質的な量で含む生成物が観測された。長時間の加熱は原料が多量に分解する原因となった。ジエタノールアミン(IIf)との反応はテトラ−およびトリ−付加物を生じ;IIgとの反応はテトラ−付加物を生じたが、長時間の反応により生成物が分解した。
分岐セル試薬(IIe〜IIg)のPGEおよびPGAに対する反応性もまた異なっていることが見出だされた。観測された反応性はIIf>IIg>IIeであった。この3種の分岐セル試薬の反応性の差はそのpkaに基づいて説明することができる。トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)のpka値は8.10であり、ジエタノールアミン(DEA)は8.88である。pka値が高いほど塩基性は強い。DEAはTRISよりも強い塩基性をもっている。即ち、DEAとの反応の方が速い。この原理は実験的な証拠によって支持される。従って(BR)に対するpkaが高いほど反応は速い。
PGEおよびPGAと種々の求核性の分岐セル試薬(BR)との反応性には差が存在する。種々の溶媒および温度において反応の研究を行った。先ず、基質Iaとトリ(グリシジルエーテル)との反応をメタノール中において室温で研究し、この反応は遅く反応時間は最高10日を要することを見出だした。種々の溶媒中においてもっと高い温度でこれらの反応を再検討した。分岐セル試薬(IIe〜IIg)(BR)をすべてのグリシジルエーテルに添加する反応を小規模(最高3g)で60℃において研究した。驚くべきことには、60℃においてメタノール中で反応はすべて12〜24時間で完了した。しかしこれとは対照的にポリ(グリシジルアニリン)(Ib)との反応は60℃においても非常に遅かった。従って(BR)は速度決定因子ではなく、基質の電気陰性度が律速因子であり、PEGの場合が最も速い。
理論に拘束されることを望むものではないが、立体的な効果はカルボニル酸素の所における立体選択的な反応性を制御し、その結果キラリティーが導入されると考えられる。求核試薬は最も小さい置換基に沿ってカルボニルに近づくことをCramの規則は述べている。最大の基はカルボニル基に対しアンチ位に配位して立体効果を最低限度に抑制し、求核試薬は選択的に小さい置換基の側から攻撃を行う。[D.J.Cram,A.Elhafez,J.Am.Chem.Soc.誌、74巻,5828頁(1952年)参照。]
本発明は、これだけには限定されないが、(1)求核性の付加反応、(2)開環反応、(3)アジドおよびアセチレンを含む1、3−シクロ付加反応、および(4)チオールのオレフィンへのフリーラジカル付加反応を含むいくつかの主要な反応タイプを包含している。付加反応の例には、これだけには限定されないが、アクリレートがアミンと反応する場合のようなMichaelの付加反応が含まれる。開環反応の例には、これだけには限定されないが、アミンがエポキシ、チオラン、アジリジンまたはオキサゾリン官能基と反応する場合のような開環反応が含まれる。これらのすべての場合において、アミン、アクリレート、エポキシ、チオラン、アジリジンまたはオキサゾリン基は単純なコア、足場のコア、またはスーパー・コアを含むコア(C)、延長部材(EX)、分岐セル試薬(BR)または末端官能基(TF)の官能性の部分をなしていることができる。これらの二種類の反応、即ち付加反応と開環反応に対する反応条件は、炭素−炭素間二重結合に対する付加に関する文献に記載された範囲の条件によって記述することができる[例えばR.T.Morrison,R.N.Boyd著,Organic Chemistry,第6章,Allyn and Bacon,Inc,New York,NY(1966年)発行参照、または一般的な求核開環反応についても第6章参照のこと]。さらにまた反応条件の典型的な範囲も記載されている。
アクリレート−アミン反応系の一例はアクリレート官能基をもつコアがアミン官能基をもつ延長部材と下記のように反応する反応系である。
ここで(C)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TEMPTA);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(F1)=第2級アミンである。
ここで(C)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TEMPTA);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(TF1)=第2級アミン;(BR)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TEMPTA);(TF2)=アクリレートである。
間二重結合の付加反応の触媒として通常用いられる任意の触媒が含まれる。典型的な触媒にはフリーラジカル反応開始剤、例えばAIBN、金属塩、即ちチタン、マグネシウム、亜鉛、銅、およびリチウムの塩、並びに有機付加反応、3、4、5員複素環の求核性の開環反応、或いはアセチレンに対するアジドの1,3−シクロ付加反応、並びにオレフィンに対するチオールのフリーラジカル付加反応に適した任意の他の触媒が含まれる。
これらの反応、およびアミン官能基成分とアクリレート官能基成分との反応を含む他の反応に対し、典型的な反応条件を下記表にまとめる。
この開環反応系の一例はエポキシ官能性をもつコアとアミン官能性をもつ延長部材との反応、例えば
(C)+(EX)→(C)(IF1)(EX)(TF1) (3)
である。ここで(C)=ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF1)=内部のヒドロキシル(OH);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(TF1)=第2級アミンである。
(C)(IF1)(EX)(TF1)+(BR)
→(C)(IF1)(EX)(IF2)(BR)(TF2) (4)
である。ここで(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF1)=内部のヒドロキシル(OH);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(IF2)=内部のヒドロキシル(OH);(BR)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);および(TF2)=エポキシである。
1968年の早期においてHuisgen等[Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.誌、7巻,321〜328頁(1968年)]は一般的にCu+1塩を触媒にしてアルキンに対し有機性のアジドの化学的に選択性をもったシクロ付加を行い、共有結合的な1,4−二置換−1,2,3−トリアゾール結合をつくる容易で高収率の反応を報告した。これらの反応は、高度な化学的選択性をもっているために、広い範囲の競合する或いは平行して行われる反応および/または官能基性の存在下において妨害を受けることなく選択的に行うことができる。これらの反応は、(a)ポリアジド、末端が官能化された(TF)コア、内部官能基性(IF)(例えばヒドロキシルおよび上記に挙げた他のもの)をもつデンドロンまたはデンドリマーとモノアルキンで官能化されたポリエポキシ分岐セル試薬/デンドロンを組み合わせるか、(b)ポリ(TF)アジド、末端が官能化された(TF)コア、内部官能基性(IF)をもったデンドロンまたはデンドリマーを僅かに過剰なポリアルキンで末端が官能化された(TF)分岐セル試薬と直接組み合わせる(即ちこの場合アルキンの当量対アジドの当量の比が1より大)ことにより、式(I)のタイプのデンドリマー/デンドロンを合成し得る点において本発明の樹枝状ポリマーを製造する上で優れている。アルキンとアジドの混合はこの工程中同時にまたは逐次的に行うことができる。N−SIS効果の利点があるために、上記のように当量的に僅かに過剰な量を用いると交叉結合もゲル化も起こらない。別法として、これらのデンドロン/デンドリマーをつくるために、上記(a)および(b)の方法と平行してまたはその後で種々の「オーソゴナル・ケミストリー」的な戦略(c)(下記にもっと詳細に説明する)を用いることができる。下記の流れ図3はこれらの方法を用いる一連の可能な方法を示す。
経路(a)による式(I)のデンドリマー構造の合成は、種々のエポキシ・コア試薬、即ち(C);(TF)の開環反応を含んでいる;ここでNc=2〜1000であり、無機アジド塩(例えばNaN3)を用い(C);(IF);(TF)をもった対応した構造(1)で表される多官能性の有機アジド塩をつくる。このように変換されたコア試薬構造を一般的な構造(2);(TF1);(BR);(TF2)をもつAB3型のアセチレン−エポキシドで官能化された分岐セル(BR)試薬と反応させる。この反応は非常に高い収率で行われ、1,2,3−トリアゾール構造(3)をもつ1,3−シクロ付加型の生成物を生じる。この構造は次の成分、即ち(C);(IF1);(EX);(BR);(TF)をもち、ここで(EX)=1,2,3−トリアゾール環である。次にこの生成物にアジ化ナトリウムを付加し、次の成分、即ち(C);(IF1);(EX);(BR);(EF2);(TF)を有する構造(4)の開環した生成物を得る。これらの方法を繰り返し、従来のデンドリマーに対し早期に報告された伝統的な数学的表現に従うこれらの樹枝状構造の末端の官能基性を成長させ増加させることができる。[Dendrimers and other Dendritic Polymers,J.M.J.Frechet,D.A.Tomalia編,John Wiley and Sons(2001年)発行]。
経路(b)による式(I)のデンドリマー構造の合成は、多官能性のポリアジドのコアにポリアセチレンで官能化した分岐セル試薬を1,3−シクロ付加し、高度に詰め込まれたコアと分岐セルのN−SIS効果のために、ゲルを生成することなく所望の構造をつくる方法である。
上記の1,3−双極性シクロ付加型の「クリック・ケミストリー」による成長/修飾過程と平行して、またはその後で行い得る他のオーソゴナル合成戦略は次のものを含んでいることができる:
理論により拘束されることを望むものではないが、N−SISは、特定の大きさのコアまたは或る与えられた世代のレベルにおいて、足場をつくっているデンドリマーと反応し得る分岐セル試薬(BR)、延長部材(EX)、または末端官能基(TF)の数を制御するから、本発明のいくつかの有利な結果が得られると考えられる。これらの反応の化学量論的な量比は、ナノスケールの基質(即ちコアまたは種々のデンドリマー/デンドロンを生成する表面)の相対的な大きさ(即ちS2に対するS1)および反応している試薬(即ち分岐セル試薬(BR)または焦点官能基性(FF)の反応性デンドロン)によってナノスケールの規模で立体的に制御されるように思われる。本発明に使用される嵩張った分岐セル(BR)およびそれらの付加生成物は予想外の挙動を示すから、N−SISが直接関連をもっていると考えられる。最も注目すべきことには、分岐セル試薬は高い反応性をもった多官能性の構成要素であるという事実にも拘わらず、反応の際隣接した部分との間に交叉結合をつくることはない。このことは直感に反しているが、分岐セル試薬の反応性(これらは伝統的なPAMAMデンドリマーの反応に典型的なアミン−アクリレートの反応またはエステルのアミド化よりも遥かに大きな反応性をもっている)と移動度[例えば小さいアミン試薬に比べ大きな分岐セル試薬の方が移動が遅い(即ち遅い拡散係数をもっている)]との間で平衡が移動することに関連付けることができる。この理論のこれ以上の説明は下記のRomanの数値による比較実施例の後で見出だすことができる。
式(I)のデンドリマーの用途は伝統的なPAMAMデンドリマーおよび他の樹枝状ポリマーと同じくらい多い。下記の用途のリストはすべてを含むものではなく、単に例示のためのものである。これらの式(I)のデンドリマーは精密なナノスケールの寸法(即ち大きさ)をもっているから、サイズ選択性をもった膜、高効率のプロトン除去剤、および電子顕微鏡の較正標準として、またもっと複雑なナノスケールの装置/構造物の構築に対する量子化された(細かく区分けされた)ナノスケールの構築ブロックとして使用することができる。これらの式(I)のデンドリマーは油/水乳化液の脱乳化剤、製紙業における湿潤強度賦与剤、およびペイントまたは他の同様な溶液、懸濁液、および乳化液のような水性組成物の粘度調節剤として使用することができる。
隙の空間をもっている。このような担持された材料(M)の例は米国特許第5,338,532号明細書に記載されている。これらの材料は、農業的な、薬学的な、生物学的な、或いは他の活性をもっていることができる。
サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)
SephadexTM(Pharmacia)で精製したデンドリマーのメタノール溶
液を蒸発させ、SECの実験に用いる移動相を用いて再調製した(1mg/mLの濃度)。すべての試料は新しく調製し、直ちにSECに使用した。
高圧/高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)は、屈折率計および紫外線検出器、並びにWaters Symmetry(R)C18(5μm)のカラム(直径4.6mm、長さ150mm)を備えたPerkin ElmerTM Series 200の装置を用いて行った。典型的な分離手順は溶離液とし0.1%の酢酸水溶液およびアセトニトリル(75:25%v/v)の混合物を用い、検出器としてλ=480nmの紫外線を用いる方法を含んでいた。
化学反応の進行を監視するのに薄層クロマトグラフwo使用した。一般に有機溶媒中に0.05〜0.4Mの溶液にした材料の1滴をシリカゲルのプレートに加え、溶媒室に入れ、一般に10〜15分間発現させた。溶媒を溶離させた後、TLCプレートをほぼ乾燥させ、次いで着色を行った(下記に説明するように)。シリカゲルは極性をもった重合体の支持体であるから、極性の小さい分子はプレートの上方へと移動するであろう。「Rf」値を用いTLCプレートの上で材料がどれだけ移動したかを識別する。溶媒の条件を変えると、それに従ってRf値が変化するであろう。Rfは生成物が移動した長さ対溶媒が移動した長さの比によって測定される。
質量スペクトルはパルス・イオン抽出器を用いたBruker Autofiex LRF MALDI−TOF質量分光計で得た。20kDa以下の質量範囲は19kVの試
料電圧、20kVのレフレクター電圧を用い、レフレクター・モードで得た。較正にはポリエチレンオキシドを用いた。これよりも高い質量範囲は20kVの試料電圧を用い、リニアー・モードで得た。この高い範囲の質量範囲は牛の血清アルブミンを用いて較正した。
典型的な透析の実験では、生成物を保持するのに十分ではあるが不純物は保持しない適切な孔の大きさをもつ透析膜を通して約500mgの生成物の透析を行った。大部分の実施例において透析は水中で約21時間行い(使用した他の適当な透析液はアセトンおよびメタノールであった)、透析液を2回取替えた。回転蒸発器で水(または他の透析液)を保持物から蒸発させ、高真空下で固体が得られるまで生成物を乾燥させる。
典型的な限外濾過の分離の手順は次の通りであった:生成物と望ましくない化合物との混合物を、この混合物に対する適切な容積の溶媒(例えば125mLのMeOH)に溶解し、3Kカットオフの再生セルロース膜を含む接線流UF装置を用い25℃において20psi(137.9kPa)の圧力をかけて限外濾過を行った。1500mLの浸透液(permeate)をUFで捕集する際(約5時間)、フラスコの中にマークされた保持容積を100〜125mLに保った。回転蒸発器により浸透液の最初の1Lから揮発性物質をとばし、次いで高真空をかけて精製された生成物を得た。分離に関する特定の問題に依存して、膜のカットオフの大きさ(例えば3K、2Kまたは1K)および浸透液および保持物の容積は変化する。
生成物を最低量の溶媒(水、PBS、またはMeOH)に溶解し、溶媒中でSephadexTM LH−20(Pharmacia)を通して精製した。カラムの空隙容量を溶離した後、それぞれに関連した分離条件に依存して約2〜20mLのアリコートの中に画分を捕集した。前述の適当な溶媒を用い、TLCを使用して同様な生成物の混合物を含む画分を同定した。同様な画分を一緒にし、溶媒を蒸発させて固体生成物を得た。
試料の調製:50〜100mgの乾燥した試料を800〜900μLの重水素化した溶媒に加えて溶解させる。典型的な基準物質、即ちテトラメチルシランを使用した。典型的な溶媒はCDCl3、CD3OD、DMSO−d6およびアセトン−d6である。溶解した試料をNMR管に移し、管の中の高さを約5.5cmにした。
込みはSolarisTM 9オペレーティング・システムを備えたSun Blade
150コンピュータを用いて行った。使用したソフトウエアはVNMR v6.1Cであった。
すべての像は脱イオン水中で多目的大型スキャナーおよびMACモードのチップ(MAC mode Tips)[タイプII MAClevers、厚さ:3μm、長さ:225μm、幅:28μm、共鳴周波数:約45KHz、力の定数:約2.8N/m(米国、Molecular Imaging社)]を使用し、タッピング・モード(tapping mode)でPico―SPMTM LE AFM(米国、Molecular Imaging社)を用いて得た。典型的には、異なった区域を走査するために、自由状態でカンチレバーの振幅を0.90の設定点に設定し、3ライン/秒の走査速度を使用した。薄い空気間隙の水力学的な効果を避けるために、チップと試料との距離を小さくし注意深く共鳴を測定した。
式(I)のデンドリマーは一般に固体材料である(ゲル状の固体であるPAMAMデンドリマーとは対照的)。これらのデンドリマーは、PAMAMデンドリマーのようには容易に水を吸収することはない。最近ではこのデンドリマーは固体の形で、或いは溶液としてMeOH中に貯蔵されている。この二つの貯蔵方法の間に差は認められない。一般に式(I)のデンドリマーはPAMAMデンドリマーよりも速く且つはるかに容易に水に溶解する。PAMAMデンドリマーはすべて水に可溶ではあるが、ゲル状態であるため、一般に水に溶解することが困難である。式(I)のデンドリマーはまた多くの有機溶媒に可溶であり,これらの有機溶媒には、これだけには限定されないが、次のものが含まれる:MeOH、EtOH、イソプロパノール、DME、クロロホルム、二塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、メトキシプロパノール、MIBK、およびDMSO。
熱重量分析のデータはUniversal V3.9ATM(TA Instrument)により得た。温度の走査範囲は20〜520℃,またはこの範囲内であり、昇温速度は典型的には毎分10℃であった。試料の大きさは典型的には固体生成物約10mgであった。
溶媒中に保存したデンドリマーを真空下で乾燥し、次いで水に溶解するか希釈して水4mL中の濃度を約100mgにした。ドライアイスを用いてこの水溶液を凍結させ、凍結乾燥器(LABCONCO Corp.製、型番号Free Zone 4.5Liter,Freeze Dry System 77510)を使用し、約−47℃、60×10−3ミリバールで試料を乾燥させた。凍結乾燥させたデンドリマー(1〜2mg)を水と共に蒸溜し、濃度を1mg/mLにする。追跡用の染料を10%v/vの濃度で各デンドリマーの試料に加える。この染料は(1)塩基性化合物に対してはメチレンブルー染料(1%w/v)、(2)酸性化合物に対してはブロモフェノール・ブルー染料(0.1%w/v)、(3)中性化合物に対しては0.1%のSDSと組み合わせたブロモフェノール・ブルー染料(0.1%w/v)を含んでいる。
赤外スペクトルのデータはNicolet社のフーリエ変換赤外分光光度計、Model G Series Omnic,System 20 DXBにより得た。試料は臭化カリウム塩の試料板(Aldrich)を用いニートの状態で測定した。
UV/VisのデータはPerkin ElmerTM Lambda 2 UV/Vis分光光度計で各試料が強い吸収を示す波長、例えば480または320nmを用いて得た。
試料のGd(III)含量は、逐次的に半径方向に観測されるVarianTM Liberty Series II ICPOES誘導結合プラズマ発光分光光度計を用いて決定した。
プロトン緩和率の解析は可変電磁場T1−T2解析器を用いて行った。電磁場の強さは1〜64MHzの範囲で変化させた。
蛍光顕微鏡および位相差顕微鏡による研究は、蛍光に対してはNikonTM TMD−EFを備え、結果を記録するためのNikonTM CoolPix 990ディジタルカメラを取り付けたNikon DiaphotTM TMD顕微鏡を用いて行った。
出発原料として用いられるTMPTGEはAldrichから得ることができるが、その純度は約70%である。テトラ−グリシジルエーテルの合成および/又は精製は、“Synthesis”(1993年),487頁に記載されたエピクロロヒドリン、KOHおよびDMSOを用いる方法に基づいている。
リトリトールテトラグリシジルエーテルの製造
[(C)=PETGE,(TF)=エポキシ]
大きな攪拌棒を含んだ100mLの丸底フラスコに、ペンタエリトリトール(4.1g、30.1ミリモル,120ミリモルのOH)(Aldrich)および30mLのDMSO(15.85g)とKOH(13.47g、240ミリモル,2当量/OH)の混合物を加えた。水浴中で室温において急速に攪拌されているこの混合物に、エピクロロヒドリン(34.0g,367.0ミリモル,3当量/OH)(Aldrich)を60〜90分かけて滴下した(10〜15秒当たりに約1滴)。10分毎に温度を監視し、温度を35℃より低く保持した。さらに1時間後に発熱がおさまり、混合物を35℃で5〜6時間加熱した。TLC(7:3のトルエン−アセトン)により反応を監視した。スポットをKMnO4で発色させて可視化した。アリコートをエーテル−ブライン混合物に加えてDMSOを除去し、Na2SO4を用いてエーテル層を乾燥した。反応混合物のTLCは添加が完了した後に5個のスポットを示し、次いで7時間後に2個のスポットを示した。粗い溶融ガラス濾斗(fritted funnel)を介して混合物を濾過し、ジエチルエーテル(2×60mL)で洗滌した。濾過した液体を150mLのジエチルエーテルと混合し、洗滌液と一緒にした。このエーテル層を80mLのブラインで洗滌した。ブライン層をさらに150mLのジエチルエーテルで洗滌した。一緒にしたエーテル層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、蒸発させて粗製材料(12g)を得た。この粗製材料をトルエン−アセトンの9:1の混合物中に溶解し、同じ溶媒中でシリカゲル(140g、60Å,230−400メッシュ)の上で精製した。最初の2個の画分はそれぞれ200mLであり、非常に高いRf(TLC)の材料を含有していた。次の30個の画分はそれぞれ50mLであり、画分7〜10に純粋な生成物が存在していた。生成物の画分を集め、排気して所望の生成物(4.0g、収率37%)を得た。これは次のスペクトルを与えた。
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 44.17,45.75,50.822,69.93,72.013,72.036,72.055,72.078;
MALDI−TOF:計算値360.47,実測値360amu。
[(C)=PETGE,(TF)=エポキシ]
この方法はMitsuoら著,Synthesis,487頁(1993年)に従って行なわれた。ペンタエリトリトール(I)(13.6g,400ミリモル)および100mLのDMSOを1Lの三つ口丸底フラスコ中にとり、次いでKOH(52.7g、800ミリモル、2当量/OH)を一度に加えた。機械的攪拌機を用いて反応混合物を激しく攪拌し、氷浴を用いて15〜20℃に冷却した。均圧化濾斗(pressure−equalizing funnel)中のエピクロロヒドリンII(110.4g又は93.55mL,1.2モル,OHにつき3当量)を150分かけて滴下した。エピクロロヒドリンの滴下の間、温度を15〜20℃に保持した。反応混合物の色は無色から淡黄色に変った。滴下の完了後、反応混合物が室温に温まるままにし、攪拌を終夜続けた。TLCにより反応の進行を監視した。3時間後、TLCはペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE)IIIおよびペンタエリトリトールトリグリシジルエーテルIVに関するスポットを示した。反応を続けることにより、トリグリシジルエーテルIVは生成物IIIに変わると予測された;しかしながら、若干のIIIの二量化が観察され、それは生成物Vを与えた。
[(C)=PETGE;(TF)=エポキシ]
ペンタエリトリトールI(15.03g,110ミリモル)(Acres Organics)および250mLのTHFを1Lの丸底フラスコの中で混合した。粉末濾斗を介してKOH(85.93g、1.35モル、3.0当量/OH)および臭化テトラブチルアンモニウム(TBAB)(0.460g,1.23%モル)(Acros Organics)を加えた後、臭化アリルII(106.6g.1.35モル、3.0当量/OH)を10分間に亙り加えた。次いで直ちに反応混合物を70℃の油浴の中に24時間入れた。TCL(10:1のヘキサン:酢酸エチル)により反応を監視した。Rf=0.4のところに生成物のスポットが現れたが、トリ−、ジ−、またはモノ−アリル置換体のペンタエリトリトールに対してはスポットは現れないことが示された。15mLの粗い熔融ガラスのブフナー濾斗を通して反応混合物を真空濾過した。ジエチルエーテル(2×250mL)で有機相を希釈した。この有機相を5%のK2CO3(5×300mL)で洗滌し、MgSO4上で乾燥した。回転蒸発器(浴温40℃)により揮発分を除去し、ペンタエリトリトールテトラアリルエーテルIII(30.07g;収率92%)を得た。これは次のスペクトルを示す。
13C NMR:(75MHz,CDCL3):δ 45.33,69.25,72.15,115.95,135.16;
1H NMR:(300MHz,CDCL3):δ 3.39(4H,s),3.84(4H,q,J=2.3Hz),5.04(2H,q,J=13.8Hz),5.80(1H,七重線,J=7.78Hz).
ルムを磁気撹拌機の棒を備えた500mLの丸底フラスコに加えた。次にm−CPBA(IV)(70%)(12.51g,51.0ミリモル,1.14当量/アルケン)(Acres Oganics)を添加濾斗を介して10分間に亙って加えた。この過酸を加えることにより30分以内に反応フラスコは温かくなった。22℃で72時間反応混合物を撹拌した後、100mLのDCMで希釈し、500mLの分離濾斗に移した。有機相を3%のNa2S2O5(3×150mL)および3%のNaHCO3(3×150mL)で洗滌した。Na2SO4上で有機相を乾燥した後、回転蒸発器(浴温40℃)により揮発分を除去した。シリカ上におけるTCL(7:3のトルエン:アセトン)はRf=0.48に一つのスポットを示した。この生成物を高真空下において一晩さらに乾燥し、PETGE(V)を無色の粘稠な液体として得た(3.86g;収率92%)。これは次のスペクトルを示す。
13C NMR(75MHz,CDC13):δ 43.96,45.54,50.62,69.80,71.90;
1H NMR:(300MHz,CDC13):δ 2.55(1H,q,J=2.05Hz),2.72,(1H,t,J=2.33Hz),3.09(1H,q,J=3.06Hz),3.32(1H,q,J=4.43Hz),3.45(2H,d,J=1.65Hz),3.64(1H,q,J=3.675Hz);
MALDI−TOF:383[M+Na]+amu。
[(C)=テトラチオラン;(TF)=チオラン]
オーブンで乾燥した100mLの丸底フラスコにPETGE(1)(1.8g,5ミリモル)を装入し、40mLの乾燥アセトニトリルを加えた。上記の反応混合物にチオ尿素(3.04g,40ミリモル)を一度に加え、続いてLiBF4(0.372g)を加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、60℃で加熱した。5時間加熱した後、TLCは微量のPETGE(1)を示し、また高いRfをもつ2個の他の新しいスポットを示した。N2雰囲気下で加熱を終夜続けた。次いで50mLの水を用いて反応混合物をクェンチングし、CHCl3で抽出した(3x50mL)。一緒にした抽出物をブラインで洗滌し(2x30mL)、Na2SO4上で乾燥し、回転蒸発器上で濃縮して液体を得た。ヘキサン:酢酸エチル:クロロホルム(1:2:2)を用い、シリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィーを介して粗製反応混合物を精製し、純粋なテトラ(エピスルフィド)を無色の液体として得た(0.610g;収率29%)。(テトラエピスルフィドはMeOHに可溶でないが、クロロホルムには可溶である。)そのスペクトルは以下の通りである:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 23.90,32.56,45.99,69.67,76.85;
MALDI−TOF:C17H28O4S4;計算値424,実測値447(M+Na)amu。
100mLの丸底フラスコにPETriAE(2.56g,10.0ミリモル、30オレフィン・ミリモル)(Aldrich)および50mLのクロロホルム(Fisher
Scientific)を装入した。この溶液にm−CPBA(8.84g,36.0mLモル)(Acros Organics)を機械的に撹拌しながら室温において少しずつ加えた。この混合物を3日間撹拌した後、先ずメタ重亜硫酸ナトリウム(Na2S2O5)の3%水溶液(3x100mL)(Aldrich)で洗滌し、次いで炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)3%水溶液(3×100mL)で洗滌した。橙色の相を硫酸ナトリウムの上で乾燥し、回転蒸発器により濃縮して淡黄色の液体(2.58g、収率84.8%)を得た。そのスペクトルは次の通りである:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 44.34,45.51,50.97,65.33,71.61,71.67,71.73,72.18,72.20,72.23;
IR(ニート):νmax3507,3056,2999,2922,2870,1476,1450,1424,1336,1248,1160,1098,1051,953,901,855,834,751cm−1;
MALDI−TOF MS:C14H24O7;計算値304.3,実測値327.05[M+Na]+amu。
ロパルギルとの反応
[(C)=ペンタエリトリトールトリグリシジルエーテル(PETriGE);(FF)=アルキン;(TF)=エポキシド]
オーブンで乾燥した250mLの丸底フラスコにPETriGE(実施例Eで製造)および120mLの乾燥したDMF(Aldrich)を加えた。反応フラスコをN2ガスでフラッシングし、セプタム(septum、隔壁)で閉じ、氷浴で0℃に冷却した。機械的に撹拌しながらこの溶液に水素化ナトリウム(1.35g,33.8ミリモル,鉱油中60%分散物)(Aldrich)を20分に亙って加えた。0℃においてさらに40分間撹拌した後、臭化プロパルギル(3.73mL、トルエン中90重量%)を加えた。90分間冷却を続けた後、この混合物を徐々に室温まで温まるままにした。この混合物をこの温度で一晩撹拌した。次いで氷浴を用いて反応混合物を10℃に冷却し、70mLの水で希釈し、酢酸エチルで抽出し(3×70mL)、飽和ブライン溶液で洗滌した(2×50mL)。一緒にした抽出液を硫酸ナトリウム上で乾燥し、回転蒸発器により濃縮して暗褐色の液体を得た。これをカラムクロマトグラフによりシリカゲル上で、最初はヘキサン中酢酸エチル(20:80%v/v)を用い、徐々にこれをヘキサン中酢酸エチル(40:60v/v)に変えて精製した。Rf=0.31の所でTCL(1:1の酢酸エチル:ヘキサン)のスポットを与える画分を一緒にした。これは純粋なプロパルギル化されたペンタエリトリトールトリグリシジルエーテル(3.79g,収率82%)であることが分かった。そのスペクトルは次の通りである。
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 44.44,45.69,51.06,58.84,69.05,70.15,72.24,74.34,80.25;
IR(ニート):νmax3267,3057,2991,2924,2878,2755,1480,1434,1367,1337,1260,1168,1096,1014,963,906,840,758,666cm−1
下記のスキームEによりこの反応を示す。
[(C)=ペンタエリトリトールテトラアジド(PETAZ);(IF)=OH;(TF)=アジド]
50mLの丸底フラスコにPETGE(3.6g,10ミリモル)(実施例Cにより製造)、27mLのDMFおよび3mLの水を装入する。この溶液にアジ化ナトリウム(7
.8g、120ミリモル、3当量/エポキシド)を加えた後、塩化アンモニウム(6.36g、3当量)を加えた。反応フラスコに撹拌棒および還流冷却器を取り付け、一晩50℃に加熱した。TLCにより反応の進行を監視した。この時間の後で、反応混合物を室温に冷却し、次いでブフナー濾斗を通して固体材料を濾過し、固体分を酢酸エチルで洗滌した(1×50mL)。濾液を70mLの水で希釈し、酢酸エチルで抽出した(3×50mL)。一緒にした有機相を飽和ブラインで洗滌し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、シリカゲルのベッド上で濾過した。回転蒸発器により濾液を蒸発させて無色の液体(5.1g、収率95%)を得た。そのスペクトルは次の通りである。
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 45.75,53.52,69.68,71.09,73.12;
MALDI−TOF MS:C17H32N12O8;計算値532.5,実測値555.3、[M+Na]+amu。
撹拌棒を含む250mLの丸底フラスコに3,3−IDAN(12.0g,97.4ミリモル、2.2当量/エポキシド)(Aldrich)および30mLのMeOHを加えた。この混合物にペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(4.0g、11.1ミリモル、44.4ミリモルのエポキシド)を10mLのMeOHの中に含ませて加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、N2雰囲気下においてこの混合物を3日間撹拌しながら60℃に加熱した。回転蒸発器により揮発分を除去し16.5gの重量の粗製物を得た。高真空において200〜220℃でバルブ・ツー・バルブ蒸溜(bulb−to−bulb distillation)により過剰のニトリルを除去し、蒸溜残渣(10.3g、理論値は9.45g)を得た。この粗製物を20mLのMeOHに熔解し、溶離液としてMeOHを使用し、シリカゲルのプラグ(plug)(75.0g、60Å、200〜430メッシュ)に通した。回転蒸発器により揮発性物質を溶離液から除去し、所望の生成物を得た(8.5g、収率90%)。この混合物のTLC(MeOH)はRf=0.85の所に強いスポットを示し、Rf=0.7の所ではるかに薄いスポットを示した。スペクトルは次の通りである。
[(EX)=IMAE]
5mLの脱イオン水の中にDETA(1.037g、0.01ミリモル)を含む氷で冷やした水溶液に、0.85mLの37%ホルムアルデヒドを10分間に亙って撹拌しながら滴下した。1時間撹拌した後、回転蒸発器により反応混合物を濃縮した。次に氷で冷却しながら二相の溶液が得られるまでKOHのペレットを注意してこの濃縮物に加えた。油性の上相だけをCHCl3で抽出し、Na2SO4上で乾燥した。回転蒸発器により揮発性物質を除去し、所望のIMAEを透明な油(1.0g、収率95%)として得た。そのスペクトルは次の通り:
下記スキームHによりこの反応を示す。
PIPZの表面はカプセル化の研究で有利であることが見出だされ、従って下記に例示されているように低い世代のデンドリマーにカプセル化の性質を賦与するであろう。下記の実施例(実施例1〜3、4B〜8、10Bおよび13Aはマルティプリシティが2、3および4の種々のコアに対するPIPZの結合(attachment)を例示している。実施例4A、7A、9、13Bおよび13Aには種々のコア、(IF)および(EX)構成部分をもつ表面としてのカルボキシレートまたはそのエステルを例示する。実施例12および15には他の表面が例示されている。
A.トリアミン官能性コアをつくるための、PIPZを用いるトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)のキャッピング
[(C)=TMPTA;(FF)=Et;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5]
攪拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、13gの無水PIPZ(151ミリモル,5当量/アクリレート)(Aldrich)および45gのMeOHを加えた。この混合物を均一にし、N2雰囲気下で4℃に冷却した。この攪拌された混合物に、20gのMeOH中に含まれる3gのTMPTA(10.12ミリモル,30.4ミリモルのアクリレート)(Aldrich)を約10分間に亙って滴下濾斗を用いて加えた。この混合物を4℃で1時間、次いで25℃で1時間攪拌した。この混合物から回転蒸発器上で揮発性物質を蒸発させた。得られる残留物をクロロホルム中に溶解し、水で抽出した(4x20mL)。TLC(MeOH中5%NH4OH)はPIPZが完全に除去されたことを示した。有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥し、濾過し、揮発性物質を蒸発させて所望の生成物(3.2g、収率60%)を粘稠な無色の固体として得た。そのスペクトルは次の通りである。
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 7.49,22.77,32.16,40.91,45.93,54.03,54.93,63.57,63.57,172.04;
MALDI−TOF:計算値554.4,実測値556amu。
トリアミン官能性コアをつくるための、ピペラジンでトリエポキシドTMPTEGをキャッピングする反応:トリメチロールプロパントリス(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン)
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5]
攪拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、17gのPIPZ(198ミリモル,5当量/エポキシド)(Aldrich)および50gのMeOHを加えた。この混合物を均
一にした。この混合物に、20gのMeOH中に含まれる4.0gのTMPTGE(13.2ミリモル,40ミリモルのエポキシド)を約5分かけて加えた。この混合物をN2雰囲気下で50℃で20時間加熱した。この粗製混合物のKMnO4溶液を用いて発色させたTLC(MeOH中5%NH4OH)は、エポキシドが存在しないことを示した。この混合物から回転蒸発器上で揮発性物質を蒸発させた。得られる残留物から、高真空下で140℃において30分間混合物を加熱し、バルブ・ツー・バルブ蒸溜装置を用いてPIPZを蒸溜した。この混合物のTLC(MeOH中5%NH4OH)は、混合物中にPIPZが残っていることを示した。残留物を20gのMeOH中に溶解し、60gのトルエンと混合した。この均一な混合物を回転蒸発器上で蒸溜してPIPZを共沸させた。この手順を3回繰り返し、TLCによりPIPZを含まない生成物を得た。25℃において終夜高真空で排気し、6.8g(収率92%)の所望の生成物を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 7.71,23.14,43.40,46.03,54.61,61.48,66.35,71.96,73.14;
MALDI−TOF:計算値560.4,実測値560amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5]
大きな攪拌棒を含む500mLの丸底フラスコに、26gのPIPZ(310ミリモル,8当量/エポキシド)(Aldrich)および45gのMeOHを加えた。この均一な混合物に、10gのMeOH中にPETGE(3.5g,9.71ミリモル,38.8ミリモルのエポキシド)(実施例Aにより製造)を含む混合物を5分かけて滴下した。この混合物をN2雰囲気下において25℃で24時間攪拌した。回転蒸発器を用いて揮発性物質を除去し、白色の固体残留物を得た。この残留物から、高真空下で140℃において30〜40分間バルブ・ツー・バルブ蒸溜装置を行い、PIPZを除去した。得られたポット残留物は少量のPIPZを含有することがTLC(MeOH中30%NH4OH)により決定された。この残留PIPZを、30mLのMeOHおよび90mLのトルエンを用い3回に亙り共沸蒸溜により除去した。この粗製物を25℃において高真空を用いて終夜乾燥した(6.7g、収率97%)。この混合物のTLC(MeOH中30%NH4OH)は少量のオリゴマーを示した。この混合物のアリコート(700mg)を、MeOH中でSephadexTM LH−20を用いるSECにより精製した。空隙容量(void volume)を採取した後、それぞれ8mLの48個の画分を集めた。画分1〜3は空であり、画分4〜7はオリゴマーのみを含み、画分8は生成物とオリゴマーの混合物であった。画分9〜48は生成物を含有し、それを集めて揮発性物質をとばし、400mgの生成物を得た。そのスペクトルは次の通り。
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 45.62,46.02,46.02,54.72,61.52,66.18,70.49,74.27;
MALDI−TOF:計算値704.5,実測値705amu。
A.モノ保護された(mono−protected)ピペラジンを用いるテトラエポキシドのキャッピング。コア:ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE)およびエチル−N−ピペラジンカルボキシレートから得られるポリ(エーテル−ヒドロキシアミン)デンドリマー,G=0.5
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=エチルピペラジンカルボキシレート;(TF)=カルボキシレート;G=0.5]
EPC(6.32g,40ミリモル,1当量/エポキシド)および40mLのMeOHを100mLの丸底フラスコ中にとり、フラスコに攪拌棒を取り付けた。PETGE(3.6g,10ミリモル)を10mLのMeOH中に溶解し、上記の攪拌された溶液に20分間かけ滴下濾斗を介して滴下した。2時間攪拌した後、TLCはPETGE,Rf=0.80(3:1のDMC:MeOH)が完全に消費されたことを示し、ヨウ素蒸気を用いてスポットを可視化した。室温で終夜攪拌を続け、回転蒸発器上で溶媒を蒸発させ、無色の液体を得た。微量のEPCをKugelrohr蒸溜装置により180℃で20分間蒸溜し、エステル表面(G=0.5)デンドリマー(2)を粘稠な液体(9.47g(95%)として得た。そのスペクトルは次の通り。
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 13.80,43.50,45.80,53.42,61.31,61.53,67.55,70.15,74.30,155.95;
IR(ニート):νmax3446,2975,2863,2801,1695,1536,1456,1424,1378,1352,1244,1116,1034,876,830,758cm−1;
MALDI−TOF:C45H84N8O16;計算値993,実測値1017(M+Na)amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5]
デンドリマー(2)(9.4g,9.46ミリモル)(実施例4Aにより製造)を250mLの丸底フラスコ中にとり、85mLのMeOH中に溶解した。フラスコに攪拌棒を取り付けた。水酸化カリウム溶液(28.2gのKOH(90%)を56.4mLの水中に溶解した)を室温で上記の攪拌された溶液に加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、予備加熱した油浴中で85〜90℃に保った。反応の進行をTLCにより監視した。2時間後、TLCは3個のスポットを示し、加熱を終夜続けた。ニンヒドリン溶液に暴露すると、この生成物はRf=0.17の所でピンク色のスポットを示した(MeOH中50%NH4OHの中で)。減圧下において回転蒸発器上で溶媒および水を除去し、それは粘稠な液体を得た。この液体を分液濾斗に移し、DCM(3x50mL)で抽出した。一緒にしたDCM層をNa2SO4上で乾燥し、セライト(高さ1cm)を介して濾過し、セライトをDCMで十分に洗滌した。回転蒸発器上でDCMを除去し、デンドリマー(3)を無色の粘稠な液体として得た(6.01g,収率90%)。高真空下で2時間乾燥し、吸湿性の固体を得た。この材料は、その分光学的データから非常に純粋であることが見出され、さらに精製しないで後の合成に用いた。そのスペクトルは次の通り。
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 45.06,45.80,54.33,62.07,67.37,70.14,74.41;
IR(ニート):νmax3456,2936,2817,1595,1457,1319,1111,1005,859,732,697cm−1;
MALDI−TOF:C33H68N8O8;計算値704,実測値727(M+Na),743(M+K)amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級
NH;G=0.5]
撹拌棒を含む50mLの丸底フラスコにTPEGE(Aldrich)(2.0g,3.2ミリモル、12.9ミリモルのエポキシド)および8mLのDMEを機械的に撹拌しながら加えた。この混合物にEPC(4.5g,28.4ミリモル.2当量/エポキシド)および4mLのMeOHを加えた。N2雰囲気下で密閉し、この混合物を25℃で60時間撹拌した。この混合物のアリコートのMALDI−TOF質量スペクトルは、622amuの所で原料が完全に消失し、1255amuおよび1371amuの所で生成物のシグナルが生じることを示した。回転蒸発器を用いてこの混合物の揮発分を除去し、重量7.6gの粗製物を得た。この混合物を125mLのMeOHに熔解し、3Kカット・オフの再生セルロース膜を含む接線流UF装置上で25℃において20psi(137.9kPa)の圧力をかけ限外濾過を行った。1500mLの浸透物(permeate)を限外濾過で集める際(約5時間)、フラスコに印された保持容量(retentate volume)は100〜125mLに保たれた。回転蒸発器上において浸透物の最初の1リットルを揮発物からとばした後、40℃で高真空をかけて4.3gの物質を得た。この物質のMALDI−TOF質量スペクトルは膜を通って浸透した若干の生成物の他に300〜1200amuの範囲の低分子量物質が存在することを示した。揮発性物質から浸透物の最後の500mLを蒸溜し、500mgの物質を得た。これは、TLCではRf=0.75だけを示し、また質量スペクトルでは所望の生成物に対するピークだけを示した。保持物(retentate)から揮発分を抜き取り、TLC(酢酸エチル:MeOHが1:1)でRf=0.75の物質1.9gを得た。この生成物の全収率は47%である。そのスペクトルは次の通り。
MALDI−TOF MS:C54H78O8;計算値967.25,実測値968[M]+,990[M+Na]+amu。
[(C)=TPMTGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5]
TPMTGE(1)(2.3g、5.0ミリモル)を20mLのDMEおよび10mLのMeOH中に含む溶液に、EPC(2)(3.55g、22.5ミリモル、1.5当量/エポキシド)を10mLのMeOHに溶解した溶液を10分間に亙って加えた。フラスコを栓で閉じ、この混合物を2日間25℃で撹拌した。回転蒸発器上で溶媒を除去し、過剰のEPCをKugelrohr蒸溜により165℃で除去して生成物3gを極めて粘稠な液体(4.56g、97.6%)として得た。蒸溜した後TLC(5mLのDCM中に15滴のMeOH、過マンガン酸カリウムで着色)はRf=0.28(主要スポット)、0.22、および0.11(副次的なスポット)の所に3個のスポットを示した。そのスペクトルは次の通り。
ルを得るためのカルボキシレート保護基の加水分解
250mLの丸底フラスコにトリフェニロールメタントリ(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン−1−エチルカルボキシレート)エーテル(4.46g、4.77ミリモル)(実施例6Aで製造)を加え、機械的に撹拌しながら40mLのMeOHに溶解した。KOH水溶液(90%KOH13.38gを26.76mLの水に溶解)を上記の撹拌している反応混合物に25℃において滴下した。完全に添加した後、丸底フラスコに還流冷却器を取り付け、油浴の中に入れて85〜90℃に加熱した。24時間加熱した後、減圧において回転蒸発器上で溶媒を除去した。得られた粗製の反応混合物をDCMで抽出した(3×50mL)。一緒にした抽出物をセライトのベッドを通して濾過し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥した。TCL(MeOH中30%NH4OH)はRf=0.46および0.27の所で二つのスポットを示した(ニンヒドリン溶液で着色)。回転蒸発器上で溶媒を除去し、高真空下で残留物を乾燥して所望の生成物(3)を無色の固体として得た(3.37g、収率98.3%)。そのスペクトルは次の通りである。
[(C)=TGIC;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5]
6mLのMeOH中にEPC(1.42g,9ミリモル)を含む攪拌されている溶液に、TGIC(0.594g,2ミリモル)を一度に加え、次いで4mLのDCMを加えた。約3時間攪拌した後、イソシアヌレートは完全に溶解した。反応混合物を25℃でさらに48時間攪拌した。TLC(1:2:2のヘキサン:酢酸エチル:クロロホルム)は、イソシアヌレートが完全に消費されたことを示し、粗製生成物についてのMALDI−TOFは、所望の生成物に対するピークだけを示した。回転蒸発器を用いて溶媒を除去し、無色透明の液体を得た。170℃においてKugelrohr蒸溜を15分間行い過剰のEPCを除去し、化合物(2)を淡黄色の高度に粘稠な液体として得た(1.54g,収率100%)、そのスペクトルは次の通り:
9H),2.41〜2.54(m,18H),3.45(bs,12H),3.90〜4.04(m,6H),4.07〜4.16(m,3H),4.11(q,J=7.20Hz,6H);
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 13.79,43.52,46.96,53.28,61.54,62.15,65.54,150.11,155.94;
IR(ニート):νmax3344,2986,2934,2858,2806,1685,1465,1434,1388,1357,1383,1244,1173,1127,1096,1034,1004,881,835,768cm−1;
MALDI−TOF:C33H57N9O12;計算値771,実測値794[M+Na]+amu。
丸底フラスコにカルボキシレートで保護されたイソシアヌレート(2)(実施例7Aにより製造)を装入し、14mLのMeOH中に溶解した後、KOH水溶液(4.5gの90%KOHを9mLの水中に溶解した)を上記の溶液に機械的に撹拌しながら25℃で5分かけて加えた。フラスコを予備加熱した(85〜90℃)油浴中に入れ、終夜加熱した。TLC(3:1のDCM:MeOH)は、出発原料が存在しないことを示した(MeOH中50%NH4OHの中でRf=0.41の陽性ニンヒドリン試験)。回転蒸発器上でMeOHを除去し、水層をDCM(2x30mL)で抽出した。一緒にした抽出物をNa2SO4上で乾燥し、セライトのパッドを介して濾過し、回転蒸発器上で濃縮し、高真空下で乾燥し、透明な液体を得た。分析から、化合物(2)は保護基を失って所望の生成物(3)を与えるばかりでなく、加水分解段階の間に塩基により開環し分解生成物4を与えることが見出された。MALDI−TOFから生成物(4)はマルティプリシティが2の尿素誘導体と同定され、これが主生成物であった。そのスペクトルは次の通り。
IR(ニート):νmax3272,2929,2847,2811,1659,1567,1454,1367,1321,1270,1132,1065,1009,855,794,702cm−1;
MALDI−TOF:C15H32N6O3;計算値344,実測値367[M+Na]+amu。
[(C)=TMPTGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5]
攪拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、17gのPIPZ(198ミリモル,5当量/エポキシド)(Aldrich)および50gのMeOHを機械的に撹拌しながら加えた。この混合物に、20gのMeOH中に含まれる4.0gのTMPTGE(13.2ミリモル,40ミリモルのエポキシド)を約5分かけて加えた。この混合物をN2雰囲気下において50℃で20時間加熱した。この粗製混合物のTLC(MeOH中5%NH4OH、過マンガン酸カリウムKMnO4溶液を用いる着色)はエポキシドが存在しないことを示した。回転蒸発器で揮発性物質を蒸発させた。高真空で140℃において30分間混合物を加熱し、バルブ・ツー・バルブ蒸溜装置を使用し、得られた残留物からPIPZを蒸溜した。この混合物のTLC(MeOH中5%NH4OH)は、混合物中にピペラジンが残留していることを示した。20gのMeOHおよび60gのトルエンを溶媒として用い、残留PIPZを共沸混合物として除去した。この手順を3回繰り返し、PIPZを含まない生成物を得た。25℃で一晩高真空で排気して所望の生成物(6.8g、収率92%)を得た。そのスペクトルは次の通り。
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 7.71,23.14,43.40,46.03,54.61,61.48,66.35,71.96,73.14;
MALDI−TOF:計算値560.4,実測値560[M]+amu。
[(C)=テトラチオラン;(IF1)=SH;(EX1)=EPC;(TF)=カルボキシレート;G=0.5]
EPC(0.91g,5.76ミリモル,1当量/エピスルフィド)および5mLのMeOHを攪拌棒が備えられた50mLの丸底フラスコ中にとり、4℃に冷却した。TES(0.610g,1.44ミリモル)(実施例Dにより製造)を5mLのクロロホルム中に溶解し(TESはMeOHに可溶ではない)、5分間かけて上記の攪拌溶液に滴下した。反応混合物を36時間攪拌した。回転蒸発器上で溶媒を蒸発させ、粗製反応混合物をシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーを介し、3:1の比率のDCMとMeOHを用いて精製し、純粋なテトラエステル(2)を得た。これは以下のスペクトルを有する:
13C NMR(75MHz,CD3Cl):δ 13.79,37.53,43.64,53.08,61.54,62.08,69.39,74.42,76.10,155.95;
MALDI−TOF:C45H84O12S4;計算値1057,実測値1079(M+Na)amu。
ンカルボキシレートとの反応
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5]
EPC(6.32g,40ミリモル,1当量/エポキシド)および40mLのMeOHを100mLの丸底フラスコ中にとり、フラスコを機械的に攪拌した。PETGE(3.6g,10ミリモル)を10mLのMeOH中に溶解し、滴下濾斗を介して上記の溶液に20分間かけて滴下した。さらに2時間攪拌した後、TLC(3:1のDMC:MeOH)はPETGEが完全に消費されていることを示した(Rf=0.80、ヨウ素蒸気を用いて着色)。25℃で終夜攪拌を続け、回転蒸発器上で溶媒を蒸発させ、無色の液体を得た。残った微量のEPCを180℃で20分間Kugelrohr蒸溜を行って除去し、モノ保護された生成物を粘稠な液体として得た(9.47g、収率95%)。そのスペクトルは次の通りである。
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 13.80,43.50,45.80,53.42,61.31,61.53,67.55,70.15,74.30,155.95;
IR(ニート):νmax3446,2975,2863,2801,1695,1536,1456,1424,1378,1352,1244,1116,1034,876,830,758cm−1;
MALDI−TOF:C45H84N8O16;計算値993,実測値1017[M+Na]+amu。
モノ保護された生成物(実施例10Aにより製造)を250mLの丸底フラスコ中にとり、機械的に撹拌しながら85mLのMeOH中に溶解した。KOH溶液(28.2gのKOHを56.4mLの水中に溶解)を室温で上記の攪拌された溶液に加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、予備加熱された油浴中で85〜90℃に保った。反応の進行をTLCにより監視した。2時間後、TLCは3個のスポットを示し、加熱を終夜続けた。ニンヒドリン溶液に暴露すると、生成物はRf=0.17の所でピンク色のスポットを示した。(MeOH中50%NH4OH)。減圧下において回転蒸発器上で溶媒および水を除去し、粘稠な液体を得た。この液体を分液濾斗に移し、DCM(3x50mL)で抽出した。一緒にしたDCM層を硫酸ナトリウム上で乾燥し、セライト(高さ1cm)を介して濾過した。回転蒸発器上で溶媒を除去した。残った無色の粘稠な液体を高真空下で2時間乾燥し、所望の生成物を吸湿性の固体として得た(6.01g,収率90%)。そのスペクトルは次の通り。
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 45.06,45.80,54.33,62.07,67.37,70.14,74.41;
IR(ニート):νmax3456,2936,2817,1595,1457,1319,1111,1005,859,732,697cm−1;
MALDI−TOF:C33H68N8O8;計算値704,実測値727[M+Na
]+,743[M+K]+amu。
四官能性エポキシドのキャッピングに用いるアミノエチルピペラジンの保護:1個の第1級アミン
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=AEP;(TF)=第1級NH2;G=0.5]
Dean−Starkトラップおよび凝縮器が備えられた250mLの丸底フラスコにおいて、4−メチル−2−ペンタノン(Aldrich)中にAEP(8.08g、0.0625モル)(Acros)を含む混合物をアルゴン雰囲気下で加熱還流させた。共沸混合物として理論量の水(1.12mL)が蒸溜した後、反応物を室温に冷却した。反応混合物(4mL)を25mLの丸底フラスコ中に入れ、4mLのMeOH中に含まれるPETGE(1.5当量の第2級アミン/エポキシド)(実施例Bで製造)を加えた。この混合物を60℃に終夜加熱した後、真空下で溶媒を除去した。残留物を20mLの2−プロパノールおよび3mLの水で処理した。次いでこの混合物を50℃に2.5時間加熱した後溶媒を除去し、生成物を黄色の油として得た。そのスペクトルは次の通り。
MALDI−TOF:877.759(M+H),899.752(M+Na),748.621(三置換生成物)amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(TF)=アジリジン;G=0.5]
2mLのMeOH中に2−メチルアジリジン(913mg、16ミリモル)(Aldrich)を含む溶液に、1mLのMeOH中にPETGE(360mg、1.0ミリモル)(実施例Bで製造)を加えた。この混合物を室温で一晩撹拌した.次に溶媒を除去して生成物を無色透明な油として得た(550mg、収率93%)。
[(C)=DMDTB;(EX1)=AEP;(IF1)=OH;(BR1)=PETGE;(EX2)=EPC;(TF)=カルボキシレート;G=0.5]
A.攪拌棒を含む25mLの丸底フラスコに、AEP(1.0g,7.75ミリモル,2当量/エステル)および5gのMeOHを加えた。この均一な混合物にDMDTB(500mg,1.88ミリモル,3.76ミリモルのエステル)を加えた。25℃において24時間後、この混合物のTLC(MeOH中10%NH4OH)は、かなりの量のジエステルが残り、且ついくらかの生成物が生成したことを示した。65℃において16時間この混合物を加熱すると、ジエステルはTLCによる1個のスポットへと完全に変化したことを示した。この混合物を濃縮し、MeOH中5%のNH4OHを用いてシリカゲルによりクロマトグラフィーにかけた。集められた生成物を含有する画分から揮発性物質をとばし、所望のジ(2−アミドエチルピペラジン)−4’,4−ジチオブチルアミド(840mg:収率97%)を得た。そのスペクトルは次の通り。
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 24.79,34.60,35.81,37.98,45.97,54.20,57.22,172.06;
MALDI−TOF:計算値461,実測値460amu。
MALDI−TOF:計算値2130,実測値1065(ジスルフィド結合の開裂から)。
[(C)=PETGE;(IF1)=アセチル;(EX1)=EPC(TF)=カルボキシレート;G=0.5]
攪拌棒を含む10mLの丸底フラスコに、ペンタエリトリトールテトラ(2−ヒドロキシ−3−ピペラジン−N−エチルカルボキシレート)(800mg,0.81ミリモル,3.2ミリモルのOH)(実施例10Aにより製造)、ジメチルアミノピリジン(23mg,0.19ミリモル,無水物に基づいて3モル%)(Acros)および6mLのDCMを加えた。4℃に冷却されたこの均一な混合物に、無水酢酸(550mg,5.4ミリモル,1.7当量/OH)を2〜3分かけて滴下した。この混合物をN2雰囲気下で密閉して25℃において16時間攪拌した。この混合物を20mLの塩化メチレンで希釈し、飽和NaHCO3で洗滌した(2x3mL)。有機層をNa2SO4で洗滌し、濾過し、揮発性物質をとばし、所望の生成物を得た(930mg:収率99%)。そのスペクトルは次の通り。
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 14.67,21.23,39.01,43.74,45.77,53.34,58.52,61.29,70.04,71.41,155.45,170.25;
MALDI−TOF:計算値1160,実測値1160amu。
撹拌棒を含んだ25mLの丸底フラスコにアクリロキシメチルトリメチルシラン(1.6g、10.2ミリモル、1.2当量/NH)および5gのMeOHを加えた。この混合物に25℃において4gのMeOHに含まれたピペラジン表面をもつPETGEデンドリマー(1.5g、2.1ミリモル、8.5ミリモルのNH)(実施例4Bで製造)を加えた。この混合物をN2の保護雰囲気の中に密閉し25℃で24時間撹拌した。1Kの再生セルロース膜を含む接線流限外濾過装置を用い、MeOHの約5%溶液としてこの反応混合物を精製し、500mLの浸透物を得た(再循環約8回)。WhitmanのNo.1の濾紙を通して保持物からの揮発分を濾過し、回転蒸発器を用いて得られた濾液を凝縮させた後、高真空をかけ所望の生成物(2.7g、収率95%)を得た。そのスペクトルは次の通り。
MALDI−TOF MS:C60H116N8O12Si4;計算値1337,実測値1338[M+1]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(TF)=スルフォン酸;G=0.5]
撹拌棒を含んだ25mLの丸底フラスコに脱イオン水(15.0g)を加えた。この溶液に20分間N2ガスを通してこの混合物から酸素を除去した。この溶液にメタ重亜硫酸ナトリウムNa2S2O5(2.6g、13.7ミリモル、27.4ミリモルのNaHSO3)を加え、得られた混合物を撹拌して均一にした。この混合物に2〜3分間に亙って1gのMeOH中に含まれるPETGE(1.0g、2.7ミリモル、11ミリモルのエポキシド)を加えた。N2雰囲気下において25℃で24時間この混合物を迅速に撹拌した。この均一な混合物の揮発分を回転蒸発器により除去し、白色の固体を得た、高真空下においてさらに3時間30℃でこの固体を排気し、粗製の生成物(3.8g)を得た。この生成物を95%のEtOHと共に60℃で30分間撹拌した後、WhitmanTM No.1濾紙を通して濾過し、無色透明な溶液を得た。回転蒸発器で揮発分を除去した後、高真空下で乾燥し精製された生成物を得た(300.0mg、収率15%)。そのスペクトルは次の通り。
下記スキーム18により上記反応を示す。
PIPZは(EX)としてカプセル化の研究に有利であることが見出だされており、従ってこれは後述の実施例で示されるように低世代のデンドリマーにカプセル化の性質を賦与するであろう。これらの実施例および種々のデンドロン(FF)構成部分により種々の(BR)および(EX)を例示する。
[(C)=EDA;(IF1)=OH;(BR1)=TMPTGE;(TF)=エポキシド;G=1]
12mLのMeOH中にトリグリシジルエーテル(1.81g、6ミリモル)を含む攪拌された溶液に、3mLのMeOH中のエチレンジアミン(0.06g、1ミリモル)を15分かけて滴下した。攪拌を室温で24時間続けた。MALDI−TOF質量分析は、微量のデンドリマーIV−aと一緒にデンドリマーIII−aを示した。全部で3日間攪拌を続けた。回転蒸発器上で減圧下において溶媒を蒸発させて無色透明の液体を得、それを高真空下で乾燥した。反応混合物全体を15mLの酢酸エチル中に溶解し、次に時々振りながら40mLのヘキサンを滴下した。この時間の間に沈澱の生成が観察された。フラスコを室温に2時間保ち、デカンテーションにより溶液を分離し、沈澱をヘキサンで洗滌して明黄色の固体を得た(0.716g、III−aおよびIV−aの比率が未知であるために%収率は計算できなかった)。III−aに関するスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF:C30H56N2O12;計算値642,実測値666(M+Na)amu。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(BR1)=IMPA;(TF)=カルボキシレート;G=1.5]
撹拌棒を含む25mLの丸底フラスコにIMPA(1.0g、4.9ミリモル、2当量/エポキシド)(Aldrich)および15mLの脱イオン水を加えた。この均一な混合物に約10%のNaOHを加え、pH計で測定して溶液のpHを8に調節した。この均一な混合物に25℃においてニートの状態のTMPTGE(250mg、0.83ミリモル、2.5ミリモルのエポキシド)を加えた。この混合物をN2の保護雰囲気の中で密閉して3日間25℃で撹拌した後、1Kの透析膜を用い約5%溶液として脱イオン水中で13、16、19および22時間目に透析液を4回変えて透析を行った。保持物の揮発分を回転蒸発器により除去した後、高真空をかけて所望の生成物を得た(290mg;収率33%)。そのスペクトルは次の通り。
次のスキーム20により上記反応を示す。
[(C)=TMPTA;(EX1)=PIPZ;(BR1)=TMPTA;(TF)=アクリレート;G=1]
攪拌棒を含む25mLの丸底フラスコに、6.4gのTMPTA(21.7ミリモル、2当量/NH)(Aldrich)および5gのMeOHを加えた。4℃に冷却されたこの混合物に、2gのMeOH中に含まれるピペラジニル表面をもつTMPTA2.0g(3.6ミリモル,10.8ミリモルのNH)(実施例1により製造)を約5分かけて加えた。この混合物を暗所で25℃において20時間攪拌した。この混合物をヘキサンで抽出し(3x30mL)、得られるMeOH層から回転蒸発器上で揮発性物質をとばした。高真空を用い30分間排気して4.9gの生成物を得た。そのスペクトルは次の通り:
この生成物に対する(TF)は表面上に6個のアクリレートを有している。
MALDI−TOF:計算値1442,実測値1443amu。
[(C)=TMPTA;(FF)=Et;(EX1)=PIPZ;(BR1)=TMPTA;(EX2)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=1.5]
攪拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、PIPZ(8.8g、102ミリモル,5当量/アクリレート)(Aldrich)および38gのMeOHを加えた。4℃に冷却されたこの混合物に、10gのMeOHに含まれるアクリレート表面をもったポリ(エステルアミン)コア,G=1(4.9g、3.4ミリモル,21ミリモルのアクリレート)(実施例19により製造)を加えた。この混合物を4℃において1時間、次いで25℃において1時間攪拌した。この混合物の揮発性物質を回転蒸発器により除去した。得られたこの粗製混合物から高真空においてピペラジンをバルブ・ツー・バルブ蒸溜し、所望の粗製物(5.5g)を得た。この材料の1gを、MeOH中で1K再生セルロース膜を用いて透析し、透析液を4回交換し、揮発性物質を排気して精製物(400mg)を得た。この材料のPAGEは、G=1、トリス−ヒドロキシル表面をもつPAMAMデンドリマーに対応する緻密なバンドを示した。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 7.41,7.42,22.54,22.78,32.25,32.33,40.85,40.91,45.92,52.65,52.82,53.45,54.09,54.14,54.19,63.60,64.16,171.99,172.08,172.40,172.50,172.88。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)= TMPTGE;(TF)=OMe;G=1]
攪拌棒を含む100mLの丸底フラスコに、TMPTGE(4.4g、14.6ミリモル,3.9当量/NH)(Aldrich)および20mLのMeOHを加えた。この混合物に、10mLのMeOH中に含まれるトリメチロールプロパントリス(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン)(700mg、1.25ミリモル,3.75ミリモルのNH)(実施例2により製造)を加えた。この混合物をN2雰囲気下において50℃で3日間加熱した。回転蒸発器および高真空により揮発性物質を除去して粗製材料(6.3g)を得た。600mgのアリコートをMeOH中でSephadexTM LH−20により精製した。画分1〜14を集め、揮発性物質をとばしての精製された生成物を得た(220mg、収率92%)。13Cおよび1H NMR分光法による分析は、生成物がMeOHで開環したエポキシドを有する所望の生成物であることを示した。この材料のPAGEは、G=1,[EDAコア],TRIS末端PAMAMデンドリマーに対応する緻密なバンドを示した。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 8.13,23.95,44.62,54.12,59.49,61.23,62.28,65.83,68.20,68.94,70.49,71.89,72.68,73.88,75.15,75.40,80.20。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=TMPTGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=1.5]
攪拌棒を含む25mLの丸底フラスコに、TMPTGE(873mg、2.9ミリモル、3当量/エポキシド)および5gのMeOHを加えた。この混合物を均一にし、4℃に冷却した。この混合物に、3gのMeOH中のトリメチロールプロパントリス(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン)(180mg、0.32ミリモル、0.96ミリモルのNH)(実施例2により製造)を5分かけて加えた。25℃において1時間後、この反応混合物のTLC(MeOH中30%NH4OH)は、Rf=0.9における過剰のエポキシドと共にベースラインからRf=約0.6の所で縞を示した。25℃において8時間後、この混合物のTLCは出発原料のアミンが残留していないことを示し(ベースラインのスポットなし)、Rf=0.9における1対のスポットを示した。この反応混合物を10分かけて28gのMeOH中のPIPZ(14.5g、168ミリモル,20当量/エポキシド)に加えた。この混合物を25℃で24時間攪拌した。回転蒸発器上で揮発性物質を除去し、白色の固体を得た。高真空で160℃において30分間バルブ・ツー・バルブ蒸溜を行い過剰のPIPZを除去し、無色透明の材料を得た(2.2g)。この材料をMeOH中5%w/wの溶液として、1K再生セルロース膜を用いMeOHを3回交換し(それぞれ4L)24時間かけて透析し、次いで回転蒸発により蒸発させて所望の生成物を得た(508mg、収率80%)。この材料のPAGEは、G=1[EDAコア],TRIS末端PAMAMデンドリマーに対応する緻密なバンドを示した。そのスペクトルは次の通り:
H),3.34(bs,12H),3.36(bs,6H),3.37(bs,6H),3.89(bs,12H);
13C NMR(125MHz,CD3OD):δ 8.04,8.07,23.91,44.59,46.21,49.82,54.61,55.49,62.66,63.28,68.49,68.67,72.68,75.43。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(BR1)=DEA;(TF)=OH;G=1]
収率95.53%)は透明な粘稠な液体として回収された。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 6.93,22.76,43.43,57.42,58.51,59.47,68.32,71.56,73.72;
IR(ニート):νmax3354,2939,2817,1454,1408,1367、1321,1280,1111,1081,1070,871,778cm−1;
MALDI−TOF MS:C27H59N3O12;計算値617,実測値641(M+Na)amu。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(TF)=エチルエステル;G=1.5]
DEIDA(II)(14.07g,74.47ミリモル)(Aldrich)および120mLの乾燥MeOHを、オーブンで乾燥した250mLの一つ口丸底フラスコ中に入れた。フラスコに攪拌棒およびセプタム取り付けた。TMPTGE(I)(5.0g,16.55ミリモル)(Aldrich)を40mLの乾燥MeOH中に溶解し、次いで上記の攪拌された溶液に均圧化濾斗を介して室温で1時間かけて滴下した。濾斗を還流冷却器で置き換え、フラスコをN2雰囲気下で60℃で60時間加熱した。減圧下において回転蒸発器上で溶媒を除去し無色透明な液体を得た。反応混合物全体を100mLの一つ口丸底フラスコに移した。減圧下で150〜160℃において、Kugelrohr蒸溜により過剰のDEIDIA(II)を蒸溜した。蒸溜されない材料(III)(12.59g;収率87.55%)は淡黄色の粘稠な液体として回収された。この化合物(III)はエチルアルコール中で0℃において保存する。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR:(75MHz,CD3OD):δ 6.81,13.36,13.40,22.66,43.48,49.85,53.62,55.76,56.21,58.00,60.55,60.68,68.72,71.17,71.33,71.50,73.40,78.43,78.48,168.67,170.25,172.31;
MALDI−TOF MS:C39H71N3O18;計算値869,実測値893(M+Na)および847,801,779,775amu(この質量スペクトルはOC2H5基の脱離に関する典型的なフラグメンテーション・パターンを示す。)
次のスキーム26はこの反応を示す:
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(EX1)=EDA;(TF)=第1級NH2;G=1]
EDA(180mL,MeOH中77%,200モル当量/エステル)を500mLの一つ口丸底フラスコに加えた。フラスコをN2ガスでフラッシングし、攪拌棒、均圧化濾斗を取り付け、氷浴で0℃に冷却した。ヘキサエチルエステル末端のデンドリマー(III−g)(0.869g,10mLのMeOH中1ミリモル)(実施例23Bで製造)を20分かけて加えた。丸底フラスコから均圧化濾斗を除去し、セプタムで密閉した後、4℃で40時間保存した。フラスコが室温に温まるままにし、過剰のEDAおよびMeOHを回転蒸発器上で除去して無色透明の液体、ヘキサ−アミノ末端(G=1)デンドリマー(V)を得、これをさらに高真空下で乾燥した。MeOHおよびトルエンを用いる共沸蒸溜により残留EDAを分離し、所望の生成物(0.95g;収率>99%)を得た。デンドリマー(V)に関するスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 6.70,6.95,21.42,
40.77,40.81,41.70,41.94,43.41,43.71,59.41,59.59,68.05,71.58,73.79,172.86;
IR(ニート):νmax3290,3068,2930,2863,1659,1542,1437,1360,1292,1110,919,603cm−1.
MALDI−TOF MS:C39H83N15O12;計算値945,実測値977(M+Na)amu。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(BR1)=TRIS;(TF)=OH;G=1]
TMPTGE(I)(2.66g,8.8ミリモル)および50mLのMeOHを、オーブンで乾燥した100mLの一つ口丸底フラスコ中に入れた。フラスコに攪拌棒および栓を取り付けた。TRIS(II)(4.79g,39.6ミリモル)(Fisher Scientific Company)を、上記の攪拌された反応混合物に室温で一度に加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、N2雰囲気下において60℃で60時間加熱した。約15分加熱した後、TRISは完全に溶解する。反応混合物を室温に冷却し、500mLの三角フラスコに移し、次いでクロロホルムの最初の120mLを加えた後、スパチュラで絶えず攪拌しながら300mLのヘキサンをゆっくり加えた。ヘキサンの添加の間に白色の沈澱の生成が観察された。混合物を再度十分に混合し、室温で終夜放置した。フラスコの壁および底に固体のフレークとして沈澱が観察された。溶液を穏やかに混合し、固体をガラスから分離させた後、ブフナー濾斗を介して混合物を濾過し所望の生成物を得た(1.7g)。固体の分離後も、フラスコの底の上に無色のペーストが残った。このペーストの重量は5.2gであった(1Hおよび13C NMRは、微量のTRISと共にデンドリマー(III)に関するシグナルを示した)。ペーストを5mLのMeOHに溶解した後、フラスコをMeOHですすいだ(2×2mL)。MeOH溶液をSepadexTM LH−20のカラムの中に装入した。600mLのメタノールを溶離させた後、15mLのアリコートで画分を集めた。所望のデンドリマーは画分18〜47において見出され、TRISは画分48−58において見出された。18〜47の画分を混合し、減圧下において回転蒸発器上で溶媒を蒸発させ、吸湿性の固体の(G=1)PEHAMデンドリマー(III)を得た(4.2g;71.82%)。画分48−58から溶媒を蒸発させるとTRIS(II)(0.592g)が無色の固体として得られた。IIIのスペクトルは次の通り;
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 6.91,22.72,43.41,44.34,59.83,61.49,70.07,71.57,74.27;
IR(ニート):νmax3354,2919,2873,1460,1424,1408,1367,1296,1234,1106,1029,866,773cm−1.
MALDI−TOF MS:C27H59N3O15;計算値665,実測値689(M+Na)amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(TF)=第2級アミン;G=1.5]
攪拌棒を含む25mLの丸底フラスコに、8mLのメタノール中のPETGE(2.45g、6.8ミリモル,5.44当量/NH)(実施例Aにより製造)を加えた。3mLのMeOH中に含まれるペンタエリトリトールテトラ(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン)(200mg、0.31ミリモル,1.25ミリモルのNH)(実施例3により製造)の溶液を、この混合物に約5分かけて滴下した。この混合物をN2雰囲気下において25℃で8.5時間攪拌した。攪拌棒、PIPZ(35.0g、406ミリモル,15当量/エポキシド)および70gのMeOHを含有する250mLの丸底フラスコに、この混合物を約5分かけて滴下した。得られたこの混合物をN2雰囲気下において25℃で18時間攪拌した。回転蒸発器を用いてこの混合物から揮発性物質を除去し、白色の固体残留物を得た。高真空下で140℃のポット温度においてバルブ・ツー・バルブKugelrohr蒸溜を用い、ポット中の残留物がフラスコの内部上で透明な均一のフィルムとなるまで、粗製反応材料から過剰のPIPZを除去した。この粗製残留物の重量は5.0gであった。
13C NMR(125MHz,CD3OD):δ 46.21,46.78,46.92,54.61,55.46,62.58,63.19,68.55,68.65,71.27,75.54,
MALDI−TOF:計算値3180,実測値3143amu。
A.官能基性G=0のモノ保護ピペラジンのキャッピング:ポリ(エーテルヒドロキシアミン)デンドリマー(G=1.5)
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH
;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=ピペラジンカルボキシレート;(TF)=カルボキシレート;G=1.5]
PETGE(1)(5.05g,14.04ミリモル)(実施例Bにより製造)および35mLのMeOHを100mLの丸底フラスコ中にとり、攪拌棒を取り付けた。氷浴を用いてフラスコを4℃に冷却した。デンドリマー(G=0)(1.65g,2.34ミリモル)(実施例4Bにより製造)を10mLのMeOH中に溶解し、滴下濾斗を介し上記の攪拌された溶液中に20分間かけて滴下した。氷浴を除去し、反応混合物を室温で20時間攪拌した。MALDI−TOFは、ビス−、トリ−およびテトラ−付加生成物に対するシグナルを示した。この反応混合物を室温で2日間攪拌した。次いで温度を25℃に維持しながら、上記の反応混合物に対してUK(1K)を行い、過剰のPETGEを除去した。6回再循環させた後(6x120mL)のTLCは、保持物と一緒には微量のPETGEしか残っていないことを示した。保持物を250mLの丸底フラスコ中に移し、EPC(1.5当量/エポキシド)でクェンチングした。減圧下において回転蒸発器上で、最少の熱(45℃)を用い反応混合物を50mLに濃縮した。反応混合物を室温で終夜攪拌した。室温においてUF(1K)により過剰のEPCを除去した(6x120mL)。減圧下において回転蒸発器上で保持物から溶媒を除去し、残留物を高真空下で乾燥し、吸湿性の固体を得た(5.2g)。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=1.5]
エステル表面デンドリマー(5.2g)(実施例26Aにより製造)を250mLの丸底フラスコ中にとり、47mLのMeOH中に溶解した。フラスコに攪拌棒を取り付けた。KOH(15.6g)を31mLの水中に溶解し、上記の攪拌溶液中に室温で5分間に亙り加えた。フラスコを予備加熱した油浴(85〜90℃)中に保持し、22時間加熱した。この時点においてTLCはエステル表面デンドリマー(G=0)が残っていないことを示した。回転蒸発器上で過剰のMeOHを除去し、水相をDCMで抽出した(3x150mL)。一緒にした濾液をNa2SO4上で乾燥し、セライトのベッドを介して濾過した。セライトをDCMで十分に洗滌し、回転蒸発器上で溶媒を蒸発させ、吸湿性の固体を得た。次いでこれを高真空下で乾燥してPIPZ表面のデンドリマー(4)(1.7g;収率27%)を得た。第2の実験においては、6NのHClを用いて反応混合物を酸性化し、次いでKClを濾過し、1Kを通すUKを行うことにより上記の作業手順を改善した。これによって収率が>90%に増加した。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD+D2O(2滴):δ 44.97,45.79,53.40,54.29,58.37,61.43,62.06,67.34,67.54,69.20,70.11,72.83,74.16,74.43;
IR(ニート):νmax3385,2939,2873,2811,1649,1634,1454,1367,1321,1301,1111,1009,963,860,830,789cm−1;
MALDI−TOF:149H300N32O40;計算値3180,実測値3202.4(M+Na)amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=DIA;(TF)=第1級アミン;G=1]
DETA(6.563g,63.6ミリモル)(Acros)および125mLの4−メチル−2−ペンタノン(Aldrich)を、Dean−Starkトラップが備えられた250mLの丸底フラスコ中に入れ、アルゴン雰囲気下で140℃に加熱した。理論量の水(2.2mL)が共沸して出た後、反応物を室温に冷却した。混合物の重量は77.37gであり、63.6ミリモルの第2級アミンを含んでいた。この混合物(12.16g)を50mLの丸底フラスコに移した。回転蒸発器により溶媒を除去して油を得た。この油に5.5mLの乾燥MeOH中に含まれるPETGE(360mg、1.0ミリモル)(実施例Bにより製造)の溶液を加えた。反応物を75℃に23時間加熱した。溶媒を除去し、残留物に25mLの2−プロパノールおよび3.0mLの水を加えた。混合物を50℃に2時間加熱した。回転蒸発器を用いて溶媒を除去した。Kugelrohr蒸溜(150℃)により過剰のDETAを除去し、生成物をわずかに黄色の粘着性の油として得た。それは以下のスペクトルを有する:
MALDI−TOF:計算値773,実測値795.784(M+Na)amu。
テトラエポキシドとBAAとの反応:表面のアリル化
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=BAA;(TF)=アリル;G=1]
4mLのMeOH中にジアリルアミン(816mg、8.40ミリモル)(aldrich)を含む溶液に、1mLのメタノール中にPETGE(360mg、1.0ミリモル)(実施例Bにより製造)を含む溶液を加えた。この混合物を60℃に64時間加熱した。次いで溶媒を除去して生成物を無色透明の油として得た(657mg,収率89%)。これは以下のスペクトルを有する:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 45.54,55.63,56.86,66.75,70.54,74.11,117.73,135.12,
MALDI−TOF:計算値748;,実測値749.588(M+H),771.583(M+Na)amu。
トリフェニルメタントリグリシジルエーテル(TPMTGE)(I−d)とトリス(ヒドロキシメチル)メチルアミン(TRIS)(II−e)との反応
[(C)=TPMTGE;(FF)=H;(IF1)=OH;(BR1)=TRIS;(TF)=OH;G=1]
TMPTGE(I−d)(0.46g,1ミリモル)(Aldrich)および30mLのMeOHを100mLの一つ口丸底フラスコ中に入れた。TRIS(0.726g,6ミリモル)(Aldrich)を上記の反応混合物に一度に加えた。最初、これらの2つの出発原料は完全には可溶ではなかったが、約10〜15分加熱した後には溶解するであろう。60℃で終夜加熱を続けた。TLCは、その時間の間に原料のグリシジルエーテルが完全に消費したことを示した。回転蒸発器上で溶媒を除去し、無色の固体を得た。反応混合物全体を高温条件下で溶媒混合物(CHCl3およびCH3OH,60mL,3:1v/v)中に溶解し(加熱銃を用いる加熱により)、次いで室温に冷却し、ヘキサンを加えて沈澱を生成させた。ブフナー濾斗を介して固体を濾過し、過剰のTRISを除去した。濾液を蒸発させヒドロキシル末端(G=1)デンドリマー(III−e)(収量,0.815g,99%)を得た。これは以下のスペクトルを有する:
13C NMR(75MHz,DMSO−d6):δ 44.72,55.59,60.08,61.64,69.86,71.31,114.74,114.87,128.02,130.48,137.17,157.51;
MALDI−TOF:C40H61N3O15;計算値823,実測値847(M+Na)amu。
[(C)=TPMTGE;(FF)=H;(IF1)=OH;(BR1)=DEA;(TF)=OH;G=1]
TPMTGE(I−d)(0.92g,2ミリモル)および30mLのMeOHを100mLの丸底フラスコ中に入れ、続いて10mLのメタノール中にDEA(0.785g、7.5ミリモル)を含む溶液を加えた。フラスコに攪拌棒および還流冷却器を取り付け、次いで60℃で加熱した。TLCにより反応の進行を監視した。3時間後、TLCは若干量の未反応トリグリシジルエーテルを示した。加熱を同温度で終夜続けた。この時点においてMALDI−TOF質量分析による分析は、デンドリマー(III−f)に対する分子イオンピークを示した。次いで減圧下において回転蒸発器上で溶媒を除去し、透明な液体を得た。反応混合物全体(1.75g)を10mLのMeOH中に溶解した後、時々振りながら50mLの酢酸エチルを加えた。酢酸エチルの添加の間に無色の沈澱の生成が観察された。フラスコを室温で2時間放置した。2時間後、フラスコの底において油の分離が観察された。次いでデカンテーションにより混合物を分離し、油を酢酸エチルで洗滌した(2x1mL)。高真空下における乾燥により油を固化させて固体(1.24g)を得た。13C NMRによる分析は、過剰のDEAが分離したことを示し、スペクトルデータはデンドリマー(III)と一致した。回転蒸発器上で溶液を濃縮すると、無色透明の液体(0.522g)が得られ、これは生成物(III−f)とDEAの混合物であった。III−fに対するスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 57.51,58.28,59.64,67.97,68.13,70.23,114.12,130.10,137.27,157.52;
MALDI−TOF:C40H61N3O12;計算値775,実測値799(M+Na)amu。
[(C)=TPMTGE;(FF)=H;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(TF)=エチルエステル;G=1.5]
TPMTGE(I−d)(0.92g,2ミリモル)および30mLのMeOHを100mLの丸底フラスコ中に入れ、続いて10mLのMeOH中のDEIDA(1.42g、7.5ミリモル)(Aldrich)の溶液を一度に加えた。フラスコに攪拌棒及び還流コンデンサーを取り付け、60℃で終夜加熱した。MALDI−TOF質量分析によりデンドリマー(III−g)に関するピークが示された。加熱を24時間続け、減圧下において回転蒸発器上で溶媒を除去した。反応混合物全体をシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにより精製した(高さ22cmx幅3cm)。最初に30%酢酸エチル/ヘキサンを用いて過剰のDEIDAを溶離させ、続いて5%MeOH/CHCl3を用いて生成物(III−g)(1.93g;収率93.91%)を溶離させた。III−gに関するスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 14.44,48.91,50.09,50.26,50.36,51.05,52.11,54.38,56.34,57.03,58.28,58.74,61.16,67.44,69.85,77.05,111.45,114.44,120.69,127.79,130.21,130.40,130.48,130.55,157.30,169.61,172.18,172.59;
MALDI−TOF:C52H73N3O15;計算値1027,実測値1050(M+Na)amu。
[(C)=TPMTGE;(FF)=H;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(EX1)=EDA;(TF)=第1級NH2;G=1]
EDA(168.3g,2.244ミリモル)を、オーブンで乾燥しれた500mLの丸底フラスコに入れ、攪拌棒を取り付け、氷浴で0℃に冷却した。エステル末端(G=1)デンドリマー(III−g)(1.93g,1.87ミリモル)(実施例31により製造)を10mLのMeOH中にとり、上記の攪拌している冷却溶液に均圧化濾斗を介し15分かけて加えた。フラスコをN2ガスでフラッシングし、セプタムで密閉した。反応混合物をその温度で1時間攪拌し、0℃で2日間保存した。反応混合物を室温で1時間攪拌した。MALDI−TOF質量分析により試料を分析し、ヘキサアミン表面(G=1)デンドリマー(IV−d)に関する分子イオンピークが示された。減圧下において回転蒸発器上で過剰のEDAを除去し、淡黄色の液体を得た。共沸混合物をつくらせて残ったEDAを除去するために、反応混合物全体を30mLのMeOH中に溶解し、70mLのトルエンを加えた。この過程を3回繰り返し、混合物を高真空下で乾燥し、淡黄色の吸湿性の固体を得た(2.07g;収率99%)。分析データ(IR,1H及び13C)は、ヘキサアミン末端(G=1)デンドリマー(IV−d)と一致した。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 40.74,41.58,51.99,59.20,59.52,67.69,70.30,114.13,127.57,130.14,136.77,137.35,157.43,172.74,172.89;
IR(ニート):νmax3303(br),2933,2863,1652,1543,1508,1451,1242,1176,1109,1033,968,829,757cm−1;
MALDI−TOF:C52H55N15O12;計算値1111,実測値1134(M+Na)amu。
[(C)=BGPM;(IF1)=OH;(BR1)=TRIS;(TF)=OH;G=1]
BGPM(I−c)(0.624g,2.0ミリモル)および20mLのMeOHを100mLの一つ口丸底フラスコ中に入れた。上記の反応物にTRIS(0.605g,5.0ミリモル)を一度に加えた。50℃で5〜10分間攪拌した後、両方の出発材料は完全に溶解した。50℃で加熱を42時間続けた後、TLCはBGPM(I−c)が完全に消費されたことを示したが、攪拌をさらに6時間続けた。回転蒸発器上で溶媒を除去し、無色の固体を得た。粗製反応混合物全体を加熱銃を用いて加熱しながら60mLのCHCl3および15mLのMeOH中に溶解し、次いで室温まで冷却するに任せた後、30mLのヘキサンを加えると、ヘキサンの添加中に沈澱が生成した。フラスコを机上に保ち、固体を濾別した。溶液を濃縮し吸湿性の固体(III−e)(1.044g,収率94%)を得た。これは次のスペクトルを有する:
MALDI−TOF:C27H42N2O10;計算値554.63,実測値578.608(M+Na)amu。
[(C)=BGPM;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(TF)=エチルエステル;G=1.5]
BGPM(I−c)(1.25g,4.0ミリモル)(Aldrich)および30mLのMeOHを、攪拌棒が備えられた100mLの丸底フラスコ中に入れた。ジエチルイミノジアセテート(1.965g,10.4ミリモル)(Aldrich)を10mLのMeOH中に溶解し、上記の反応混合物に一度に加えた。フラスコに還流コンデンサーを取り付け、60℃で36時間加熱した。終夜加熱した後、MALDI−TOF質量分析法により、ビス−およびモノ−付加生成物に対するピークが示された。TLCも対応する2個のスポットを示した。その温度で加熱を36時間続け、TLCのスポットは1個だけになった。回転蒸発器上で溶媒を除去し、透明な液体を得た。反応混合物をシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにかけた(高さ22cm×幅3cm)。最初にヘキサン中の40%酢酸エチルを用いて過剰のDEIDA(0.447g,回収率98%)を溶離させ、続いてクロロホルム中の5%MeOHを用いてテトラエステル表面(G=1)デンドリマー(III−g)(2.57g,収率93%)を溶離させた。それは以下のスペクトルを有する:
13C NMR(75MHz,CD3Cl):δ 14.43,35.59,35.72,40.31,50.36,52.09,54.39,56.36,57.03,58.74,61.15,67.45,67.61,69.77,69.90,77.07,111.35,111.50,114.58,114.70,120.96,121.49,127.65,127.84,129.76,129.93,130.02,130.09,130.57,131.09,130.57,131.01,134.16,156.50,157.27,166.97,169.61,172.16;
MALDI−TOF:C35H50N2O12;計算値690,実測値714(M+Na)amu。
[(C)=BGPM;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(EX1)=EDA;(TF)=第1級NH2;G=1]
EDA(111.6g,149ミリモル)を、オーブンで乾燥した500mLの丸底フラスコ中に入れ、0℃に冷却した。エステル末端(G=1)デンドリマー(III−g)(2.57g,3.72ミリモル)(実施例34により製造)を10mLのMeOH中に溶解し、滴下濾斗を介し20分間かけて上記の冷溶液に滴下した。フラスコをN2ガスでフラッシングし、この温度で1時間攪拌し、0℃で2日間保存した。フラスコが室温に温まるままにして1時間攪拌した。試料の分析の結果、ヘキサアミン表面(G=1)デンドリマー(IV−g)に関する分子イオンピークが示された。減圧下において回転蒸発器上で過剰のEDAを除去し、淡黄色の液体を得た。共沸混合物を形成させて残留EDAを除去するために、反応混合物全体を30mLのMeOHル中に溶解し、次に70mLのトルエンを加えた。この過程を3回繰り返し、混合物を高真空下で乾燥し、淡黄色の吸湿性の固体を得た(2.69g,収率96.8%)。分析データ(IR,1H及び13C)はヘキサアミン末端(G=1)デンドリマー(IV−g)と一致した。そのスペクトルは以下の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 40.76,41.66,59.2
1,59.53,67.55,67.69,70.27,111.32,114.25,114.36,120.65,127.51,129.49,129.61,129.92,130.50,133.87,134.44,156.64,157.22,157.366,172.78,172.85;
IR(ニート):νmax3286(br),3071,2932,2872,1653,1541,1509,1452,1243,1175,1114,966,822,756,602cm−1;
MALDI−TOF:C35H58N10O8;計算値746,実測値770(M+Na)amu。
[(C)=DGGA;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=1.5]
攪拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、PIPZ(16.0g、189ミリモル,5当量/エポキシド)および85gのジグライム中に溶解したMBDGA(4.0g、9.5ミリモル,37.8ミリモルのエポキシド)(Aldrich)を加えた。45gのMeOHを添加して混合物を均一にした。この混合物をN2雰囲気下において60℃で65時間加熱した。この混合物を冷却し、回転蒸発器上で揮発性物質を除去した。高真空下において140〜180℃の範囲でバルブ・ツ−・バルブKugelrohr蒸溜を用い、混合物からPIPZを蒸溜した。この混合物のTLC(MeOH中5%NH4OH)は残留PIPZを示した。トルエン:MeOHの70:30(重量%)の混合物を用い、秤量された量のMeOH中に残留物を溶解し、トルエンを加えて回転蒸発器上で蒸溜することにより、残留PIPZを共沸させた。PIPZを含有しないこの生成物を25℃において高真空で終夜排気し、所望の生成物(6.8g;収率94%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 39.78,46.08,46.13,54.81,54.99,57.20,59.32,62.52,65.33,65.79,111.98,113.34,129.29,129.34,129.44,129.47,129.69,129.75,130.28,130.32,146.18,147.22;
MALDI−TOF:計算値768.6,実測値767amu。
A.エチレンジアミン,G=1,デンドリ{CH2−CH2−CO2−CH2C(CH3CH2)(CH2OC=(O)CH=CH2)2}2(ヘキサ−アクリレート付加物)の製造
[(C)=EDA;(FF)=H;(BR1)=TMPTA;(TF)=アクリレート;G=1]
攪拌棒を備えた100mLの丸底フラスコに、約4℃に冷却された5mLのMeOH中に含まれるTMPTA(29.6g,0.10モル)(Aldrich)及び5mLのMeOH中に含まれるEDA(1.2g,0.02モル)を約5分間かけて加えた。この混合物を30℃で18時間攪拌した。この混合物を20℃に冷却し、150gの攪拌されたMeOH中に注いだ。室温において攪拌せずに1時間混合物を放置した後、生成物は相分離した。上澄みのMeOH層をデカンテーションし、この過程をさらに2回繰り返した。得られた透明で粘稠な相を、アルミニウム箔で反応容器の周りを包んで反応物の塊を光から保護しながら高真空において3時間排気し、所望の生成物(20g、収率はトリ−付加物に関して100%、テトラ−付加物に関して80%)を得た。単離された生成物の重量は、材料のほとんどが1個のEDAに付加した3個のTMPTAから成るヘキサ−アクリレート(トリ−付加物)生成物であることを示唆している。この生成物のMALDI−TOF質量スペクトルは、950amuのところで理論的分子量949のヘキサアクリレート・トリ−付加物の生成物に対応する主ピークを示した。1245amuにおいてオクタ−アクリレート(テトラ−付加物)生成物と一致する小さいピークが観察された。該主ピークのスペクトルは次の通り:
[(C)=EDA;(FF)=H;(BR1)=TMPTA;(EX1)=メルカプトエタノール;(TF)=OH;G=1]
攪拌棒を有する250mLの丸底フラスコに、EDAコア・ポリエステルアミン(19g,20ミリモル,50mlのDME中120ミリモルのアクリレート)(実施例37Aにより製造)および20mLのDME中のメルカプトエタノール(10.4g,132ミリモル,1.1当量/アクリレート基)(Aldrich)を加えた。この混合物を室温で2日間攪拌した後、回転蒸発器上で揮発性物質を除去した。得られた材料を150mLの酢酸エチルと混合し、攪拌棒で急速に攪拌した。この不均一な混合物を約1時間沈降させた。透明な酢酸エチル層をデカンテーションした。この過程をさらに2回繰り返した。G=2〜6の標準としてEAの表面をもつG=2〜6,EDAコアのPAMAMデンドリマーを用いとる、15%架橋した均一なポリアクリルアミド・ゲル上におけるこの材料のPAGEは、G=1のPAMAMデンドリマーに対応する鋭い緻密なバンドを示した。
[(C)=HMDA;(BR1)=TMPTA;(TF)=アクリレート;G=1]
攪拌棒を備えた100mLの丸底フラスコに、TMPTA(29.6g,0.10モル)(Aldrich)及び10mLのMeOHを加えた。4℃に冷却されたこの混合物に、20mLのMeOH中のHMDA(2.32g,0.02モル)(Aldrich)を加えた。この混合物をN2雰囲気下で30℃において18時間加熱した。この混合物を約15℃に冷却し、150mLの攪拌されたMeOH中に注いだ。アルミニウム箔で反応容器を包んでフラスコを光から保護しながら、この混合物を攪拌せずに1時間放置することにより生成物を相分離させた。MeOH層をデカンテーションし、この操作をさらに2回繰り返して無色透明の粘稠な液体を得た。高真空において3〜5時間排気することにより、この非混合性の相から揮発性物質を除去して粗製生成物を得た(24g;収率92%)。その単離された重量はオクタ−アクリレート(テトラ−付加物)の構造と一致する。この生成物のMALDI−TOF質量スペクトルは、テトラ−付加物と一致する1301amuにおける小ピーク及び、おそらくテトラ−付加物構造が「質量分析計の中でのその場において分解」することに由来するもっと低分子量のピークをいくつか示した。この生成物を溶液中で長時間放置するか、または室温で溶媒を除去するための何らかの試みを行うと、白色の不溶性の架橋生成物が生成した。従って下記実施例38Bに記載するように、は、化学量論的な量の適当なアミン又はチオール試薬と反応させることにより、直ちにもっと安定なMichaelの付加物に変化した。
[(C)=HMDA;(BR)=TMPTA;(EX)=EA;(TF)=OH;G=1]
攪拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、50mLのDME中のEA(27.0g,442.0ミリモル,3当量/アクリレート)を加えた。4℃に冷却されたこの混合物に、50mLのDME中のヘキサメチレンジアミン・コア,ポリエステルアミン,G=1,オクタ−アクリレート(24.0g,18.4ミリモル,8個のアクリレート/デンドリマー)(実施例38Aにより製造)を約10分かけて滴下した。この混合物をN2雰囲気下において25℃で2日間攪拌した。次に回転蒸発器を用いて揮発性物質を除去した。この粗製材料を急速に攪拌されている酢酸エチル中に注いだ。数分攪拌した後、混合物を1時間放置して2つの層を分離させ、酢酸エチル層をデカンテーションした。同じ容積の酢酸エチルを加え、混合物を急速に攪拌し、前述のようにして分離させた。これを2回繰り返し、合計で3回洗滌した。無色透明の粘稠な油を室温において高真空で終夜排気し、所望の生成物(29.7g;収率90%)を得た。標準(G=2〜6)としてPAMAMデンドリマーを用い、15%架橋した均一なポリアクリルアミド・ゲル上においてPAGEにより分析した結果、G=1のPAMAMデンドリマーに対応する鋭い緻密なバンドが示された。
[(C)=HMDA;(BR1)=TMPTA;(EX1)=モルフォリン;(TF)=環状エーテル;G=1]
攪拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、50mLのジグライム中のポリエステルアミン,G=1,HMDAコア(24.0g,18.4ミリモル,147ミリモルのアクリレート)(実施例38Aにより製造)を加えた。約4℃に冷却されたこの混合物に、50mLのDME中のモルフォリン(14.0g,160.0ミリモル,1.1当量/アクリレート)を約5〜10分かけて加えた。この混合物を室温に温め24時間攪拌した。回転蒸発器上で30℃で高真空において18時間この混合物から揮発性物質をとばして生成物(34.0g;収率94%)を得た。この材料のMALDI−TOF質量スペクトルは、1998amuの理論的分子量に対応するピークと共に、該1998amuのピークのフラグメンテーションに由来するもっと低い分子量のピークをいくつか示した。この材料の13C NMRスペクトルは、この生成物が非常にきれいで、所望の生成物に対する炭素の正しい数と一致することを示している。そのスペクトルは次の通り:
てオクタ−モノエタノールアミン付加物に匹敵する。しかし、水中におけるモルフォリン付加物の溶解性は限界に近いため、水にもっと可溶なメルカプトエタノールおよびエタノールアミン付加物の場合に観察されるような緻密なバンドではなくて、不鮮明な柱状のバンドを示す。
[(C)=EA;(FF)=OH;(IF1)=OH;(BR1)=TMPTGE;(TF1)=エポキシド;G=1]
8mLのMeOH中のTMPTGE(I)(1.81g、6.0ミリモル)の溶液に、2mLのMeOH中のEA(II−c)(122.0mg)の溶液を加えた。室温で攪拌を45時間続けながら,反応の進行をTLCにより監視した。減圧下において回転蒸発器上で溶媒を蒸発させ、得られた反応混合物を高真空下で乾燥し、透明な液体を得た。MALDI−TOF質量分析は、生成物III−c及びIV−cに対する質量を示した。この反応混合物に対して沈澱による精製を行った。最初に、反応混合物にヘキサンを加え、続いて酢酸エチルを加えた。丸底フラスコを振盪している間に無色の沈澱の生成が観察された。しばらくフラスコを室温に保ち、母液をデカンテーションし、沈澱をヘキサンで洗滌し、高真空下で乾燥して生成物の混合物III−c及びIV−cを得た(902mg、混合の比率がわからないので、収率の%を計算することはできなかった)。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=トリアゾール;(BR1)=PETriGE;(TF)=エポキシド;G=1]
オーブンで乾燥した50mLの丸底フラスコにプロパルギルペンタエリトリトールトリグリシジルエーテル(2)(0.39g、1.14ミリモル、1.05当量/N3;実施例Fで製造)、ペンタエリトリトールテトラゾール(3)(0.144g、0.271ミリモル、実施例Gで製造)、1.2gのt−ブタノール、および1.2gの水を加えた。フラスコに撹拌棒を取り付け、栓で密封した。この混合物にアスコルビン酸ナトリウム(0.026g、0.114ミリモル、0.10当量)を加えた後、硫酸銅(II)5水和物(CUSO4・5H2O)(0.014g、0.057ミリモル、0.05当量)を加えた。反応の進行をTCLで監視した。室温で3日間撹拌した後、反応は完結していることがわかった。生成物(4)は、エポキシド基の反応性が高いために、それ以上精製することなく実施例76において次の反応に用いた。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=トリアゾ−ル;(TF)=メチルエステル;G=1.5]
ジメチルアセチレンジカルボキシレート(411.3mg,2.894ミリモル)(Acros Organics)をPETAZ(385.0mg,0.724ミリモル)(実施例Gで製造)と混合した。この混合物に先ず1.5mLの1:1のブタノール:H2Oを加えた後、アスコルビン酸ナトリウム(55.0mg、0.28ミリモル)を固体として加え、次にCuSO4・5H2O(36.0mg、0.14ミリモル)を加えた。室温で反応物を48時間撹拌した。MALDI−TOFの分析により三置換生成物PETAZが少量存在することが示された。従ってさらにジメチルアセチレンジカルボキシレート(70.0mg)を反応混合物に加え、反応物を一晩撹拌した。回転蒸発器で溶媒を除去し、高真空をかけて残留物を乾燥した。残留物を再びDCMに溶解すると固体物質が残ったが、これを濾過して除去した。回転蒸発器で揮発性物質を除去し、所望の生成物を淡黄色の油として得た(700.0mg;収率90%)。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF:C41H56N12O24;計算値1101.0,実測値1101.6[M+H]+および1123.6[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=エチルPIPZ;その場での(BR1)=アクリル酸メチル;(TF)=メチルエステル;G=1.5]
アクリル酸メチル(861.0mg,10.0ミリモル)(Acros)を1mLのMeOH中に溶解し、0℃に冷却した。次に、前に製造されたテトラアミン(489mg,0.56ミリモル)(実施例11により製造)を4mLのMeOH中に含む溶液を滴下した。滴下の後、反応物が室温に温まるままにした。次いで混合物を40℃に48時間加熱した。溶媒を除去し、生成物を淡黄色の油(820mg,収率89%)として得た。それは以下のスペクトルを有する:
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=DETA;(EX1)=ピロリドン;(TF)=メチルエステル;G=1.5]
DMI(1.0g,6.32ミリモル)(Acros)を2.5mLのMeOH中に溶
解し、0℃に冷却した。次いで7mLのMeOH中のオクタアミン(実施例27により製造)の溶液を前記の溶液に加えた。滴下の後、反応物が室温まで温まるのに任せ、24時間攪拌した。溶媒を除去した後、MALDI−TOFを決定した。
[(C)=TEPC;(IF1)=OH;(BR1)=DIA;(EX1)=ピロリドン;(TF)=メチルエステル;G=1.5]
MALDI−TOF:C24H54N12O6;計算値606,実測値607(M+H)および629(M+Na)amu。
させ、ヘキサ−ピロリドン表面のデンドリマー(4)を吸湿性の固体として得た。これは以下のスペクトルを有する:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 33.90,35.85,40.53,40.58,47.02,49.79,51.79,58.10,66.93,150.20,173.91,174.17;
IR(ニート):νmax3374,3052,2952,2842,2822,1735,1686,1495,1461,1363,1271,1203,1072,1024,937,847,766,732,700cm−1;
MALDI−TOF:C60H90N12O24;計算値1363,実測値1364(M+H)および1386(M+Na)amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=TRIS;(TF)=OH;G=1]
100mLの丸底フラスコにTPEGE(5.0g,80.0ミリモル,32ミリモルのエポキシド)および20mLのジグライムを加えた。この混合物にTRIS(8.0g,66.0ミリモル,2当量/エポキシド)および20mLのMeOHを加えた。この混合物をN2雰囲気下において48時間55℃に加熱した。次に揮発性物質を回転蒸発器により除去し、粗製残留物を1:1のMeOH:水混合物に溶解し、接線流UF装置で3Kの再生セルロース膜を使用し圧力20psi(137.9kPa)で精製した。適切な容積のMeOHまたは水で保持物を調節し、混合物を均一に保った。全部で850mLの浸透物を得た。回転蒸発器により保持物を濃縮した後、高真空下において残留物を乾燥し、所望の生成物(5.6g;収率88%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
MALD1−TOF MS:C54H82N4O20;計算値1107.2,実測値1130[M+Na]+amu。
[(C)=TPMTGE;(IF1)=OH;(BR1)=TRIS;(TF)=OH;G=1]
TMPTGE(I−d)(0.46g,1.0ミリモル)(Aldrich)及び30mLのMeOHを機械的に撹拌しながら100mLの丸底フラスコ中に入れた。TRIS(0.726g,6ミリモル)(Aldrich)を上記の反応混合物に一度に加えた。最初、これらの2つの出発原料は完全には可溶でなかったが、約10〜15分加熱した後には溶解する。60℃で終夜加熱を続けた。TLCは、その時間の間に原料のグリシジルエーテルが完全に消費されたことを示した。回転蒸発器上で溶媒を除去し、無色の固体を得た。固体をのクロロホルム:MeOHの3:1の混合物(%v/v)60mLに溶解した。室温に冷却した後、ヘキサンを加えて過剰のTRISを沈澱させ、ブフナー濾斗を介しこれを濾過して除去した。濾液を蒸発させヒドロキシル末端(G=1)デンドリマー(III−e)(収量,0.815g,99%)を得た。これは以下のスペクトルを有する:
1H NMR(75MHz,DMSO−d6):δ 44.72,55.59,60.
08,61.64,69.86,71.31,114.74,114.87,128.02,130.48,137.17,157.51;
MALDI−TOF:C40H61N3O15;計算値823,実測値847[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=TRIS;(TF)=OH;G=1]
250mLの丸底フラスコの中で機械的に撹拌しながらPETGE(3.16g,8.78ミリモル)を70mLのMeOHに溶解した。この溶液を60℃の油浴の中に入れ、TRIS(6.4lg,52.8ミリモル,1.50当量/エポキシド)(Fisher Scientific)を粉末濾斗を介して加えた。次にフラスコに還流冷却器を取り付け、48時間の間反応させる。TLC(3:1のCH2Cl2:MeOH)により反応を監視したが、この時間後にはPETGEは観測されなかった(Rf=0.80)。この混合物を120mLのクロロホルムで希釈した後、撹拌しながら300mLのヘキサンを徐々に加えた。白色の沈澱が生じ、この混合物を16時間放置した。ブブナー濾斗を通してこの溶液を濾過し、フラスコの底にきれいな白色のペーストを得た。このペーストを真空下で乾燥し、粗製物6.89gを得た。この生成物を40mLのMeOHおよび60mLのクロロホルムに再び溶解し、300mLのヘキサンから再結晶することにより残ったTRISを分離した。この混合物を濾過し、残った半固体を高真空下で24時間乾燥し、5.35gの生成物(収率72.0%、理論的な重量は7.43g)を得た。精製を行うためにこの材料を36x4インチ(91x10cm)のLH−20 SephadexTMカラムに装入した。575mLの空隙容量を捕集した後に、それぞれ12mLのMeOHの48個の画分を集め、TLC(7:3のMeOH:NH4OH)により分析した。2.29g(収率31%)の精製物が回収された。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,D2O):δ 45.43,46.91,49.85,61.01,62.69,71.14,75.43,79.42;
MALDI−TOF:C33H72N4020;計算値845,実測値867[M+Na]+amu。
[(C)=TPEGE;(BF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(TF)=エチルエステル;G=1.5]
100mLの丸底フラスコにTPEGE(5.0g,8.0ミリモル,32ミリモルのエポキシド)および20gのジグライムを機械的に撹拌しながら加えた。この混合物にDEIDA(12.0g,63.4ミリモル,2当量/エポキシド)および20mLのMeOHを加えた。この混合物を45℃で3.5日間N2ガスの保護雰囲気の下で撹拌した。室温に冷却した後、揮発物質を回転蒸発器により除去して13.0gの粗製材料を得、これを3Kの再生セルロース膜を含む接線流UF装置を用い20psi(137.9kPa)の圧力でMeOH中で精製し、1.2Lの浸透物を得た。この混合物のTLC(MeOH,Rf=0.85)は、DEIDAが完全に消費されていることを示した。さらに粗製物を15mLのアセトンに溶解し、幅の広いカラムの中でシリカゲル(150g,60Å,200〜400メッシュ)およびMeOHを用いるクロマトグラフ法で精製した。全部で1.5LのMeOHを溶離させ不純物を除去した。100mLの画分を採り、TCLにより生成物および純度を監視することによりアセトンを用いて精製された生成物を溶離させた。画分7〜12を捕集し、回転蒸発器により濃縮し、所望の生成物(2.81g、市販品の純度60%の原料に基づき収率43%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
MALDl−TOF MS:C71H99N4O24;計算値1378.6,実測値1379[M]+amu。
[(C)=TPMTGE;(FF)=H;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(TF)=エチルエステル;G=1.5]
TPMTGE(I−d)(0.92g,2.0ミリモル)および30mLのMeOHを100mLの丸底フラスコ中に入れ、続いて10mLのMeOH中のDEIDA(1.417g、7.5ミリモル)(Aldrich)の溶液を一度に加えた。フラスコに攪拌棒および還流冷却器を取り付け、60℃で終夜加熱した。減圧下において回転蒸発器上で溶媒を除去し、淡黄色の液体が残った。液体をシリカゲル上のカラムクロマトグラフィー(高さ9フィートx幅1.5フィート)(2.7m×0.45m)により精製した。最初に30%酢酸エチル/ヘキサンを用いて過剰のDEIDAを溶離させ、続いて5%MeOH/クロロホルムを用いて生成物(III−g)(1.929g,収率93.91%)を溶離させた。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 14.44,48.91,50.09,50.26,50.36,51.05,52.11,54.38,56.34,57.03,58.28,58.74,61.16,67.44,69.85,77.05,111.45,114.44,120.69,127.79,130.21,130.40,130.48,130.55,157.30,169.61,172.18,172.59;
MALDI−TOF:C52H73N3O15;計算値1027,実測値1050[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(TF)=エチルエステル;G=1.5]
DEIDA(2)(5.67g,30ミリモル)(Aldrich)を35mLのEtOH(Aldrich)中に含む溶液に、PETGE(1)(1.8g,5ミリモル,20ミリモルのエポキシ)を20mLのEtOH(Aldrich)の中に含む溶液を30分間に亙り添加濾斗を通して滴下した。フラスコに還流冷却器、N2ガスの入り口を取り付け、60℃に予熱した油浴に入れた。1日加熱した後、MALDI−TOF分析の結果、完全な構造および三置換された生成物に対する質量の計算値が示された。36時間加熱を続けた後、溶媒を回転蒸発器により除去し、淡褐色の液体を得た。Kugelrohr蒸溜装置により175℃で過剰のDEIDAを除去し、粘稠な液体を得た。これは所望の生成物(3)(4.99g、89.4%)と同定された。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 13.41,13.45,45.89,49.79,53.65,55.77,56.21,57.97,60.57,60.69,68.71,69.79,69.93,71.31,73.55,78.43,78.46,168.62,170.26,172.30;
IR(ニート):νmax3457,2980,2934,2904,2868,1741,1675,1460,1378,1250,1198,1163,1106,1065,1029,927,860,819,732cm−1;
MALDI−TOF MS:C49H88N4O24;計算値1117.2,実測値1117.7[M]+,1139.7[M+Na]+amu。
[(C)=TGIC;(IF1)=OH;(BR1)=BAA;(TF)=(=CH2);G=1]
50mLの丸底フラスコにBAA(5.82gまたは737mL,60ミリモル)(Aldrich)および20mLのMeOH(Fisher Scientific)を装入した。次にTGIC(2.97g,10ミリモル,30ミリモルのエポキシ)(Aldrich)を機械的に撹拌しながら加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、この混合物を1日間加熱した。MALDI−TOFによる分析は、生成物(3)に対する質量の計算値を示した。溶媒および過剰のBAAを回転蒸発器により除去し、残留物を高真空下で乾燥し、所望の生成物(3)を淡黄色の粘稠な液体として得た(5.8g、98.6%)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 47.16,56.84,56.89,56.93,57.17,65.80,111.37,135.13,149.88,149.91;
IR(ニート):νmax3421,3083,3006,2975,2924,2806,1695,1644,1460,1413,1357,1311,1255,1157,1065,999,968,917,860,835,763cm−1;
MALDI−TOF MS:C30H48N6O6;計算値588.7,実測値589.4[M]+,611.4[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=BAA;(TF)=(=CH2);G=1]
250mLの丸底フラスコの中でBAA(4.68g,48.2ミリモル,1.5当量/PETGE)(Aldrich)を機械的に撹拌しながら30mLのMeOHに溶解した。10mLのMeOHに溶解したPETGE(2.87g,7.97ミリモル)を60mLの添加濾斗を介して20分間に亙り加えた。さらに20mLのMeOHを洗滌に使用した。N2ガスを用いて反応混合物から空気を追い出した後、N2ガスを保護雰囲気に使用して48時間撹拌を続けた。TLC(7:3のトルエン:アセトン,Rf=0.12)により反応を追跡し、PETGE(Rf=0.60)が消費された所で反応を停止した。MeOHを回転蒸発器により除去し、次いで110℃で1.5時間経った時点で45分間Kugelrohr蒸溜を行い、所望の生成物を得た(5.44g、収率91.3%;理論的な収量は5.96g)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 46.90,51.34,58.52,69.25,71.24,75.435,118.45,136.48;
IR(ニート):νmax3429,3075,3006,2976,2875,2812,1642,1450,1419,1329,1260,1106,996,920,869cm−1;
MALDI−TOF:C41H72N4O8;計算値749,実測値771[M+Na]+amu。
[(C)=TPMTGE;(FF)=H;(IF1)=OH;(BR1)=DEA;(TF)=OH:G=1]
TPMTGE(I−d)(0.92g,2ミリモル)および30mLのMeOHを100mLの丸底フラスコ中に入れ、続いて10mLのメタノール中にDEA(0.785g7.5ミリモル)を含む溶液を加えた。フラスコに攪拌棒および還流冷却器を取り付け、次いで60℃で一晩加熱した。TLCにより反応の進行を監視した。次いで減圧下において回転蒸発器上で溶媒を除去し、透明な液体を得た。残留物(1.746g)を10mLのMeOH中に溶解し、続いて時々振りながら50mLの酢酸エチルを加えた。フラスコを室温で2時間放置し、この間フラスコの底に油が分離するのが観察された。次いでデカンテーションにより混合物を分離し、油を酢酸エチルで洗滌した(2x1mL)。高真空下における乾燥により油を固化させ、所望の生成物1.242gを固体としてを得た。回転蒸発器上において溶液を濃縮し、0.522gの無色透明の液体を得た。これは生成物III−fとジエタノールアミンの混合物であった。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 57.51,58.28,59.64,67.97,68.13,70.23,114.12,130.10,137.27,157.52;
MALDI−TOF:C40H61N3O12;計算値775,実測値799(M+Na)+amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=DETA;(TF)=第1級NH2;G=1]
撹拌棒を含む100mLの丸底フラスコにビス(メチルイソブチルイミノエチル)アミン(MIBK中0.63モルの溶液62mL、38ミリモル,2当量/エポキシド)および25mLのMeOHを加えた。この混合物に25mLのジグライム中のTPEGE(5.0g,8.0ミリモル,32ミリモルのエポキシド)(Aldrich)を加えた。この均一な混合物をN2雰囲気下において70℃に3日間加熱した。揮発性物質を回転蒸発器により除去し、得られる残留物を高真空において180〜220℃でKugelrohr蒸溜装置を用いバブル・ツー・バブル蒸溜を行い9.0gの残留物を得た。この物質のアリコート(830mg)をMeOH中のSephadexTM LH−20カラムでそれぞれ2mLの画分として40個採って精製した。TLC(MeOH中10%のNH4OH)でこれらの画分を捕集し、回転蒸発器により濃縮し、481mgの生成物(収率62%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:C54H90N12O8;計算値1035.4,実測値1036[M]+,1058[M+Na]+amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=DETA;(EX1)=DMI;(TF)=メチルエステル;G=1.5]
250mLの丸底フラスコの中でDMI(2.19g,13.86ミリモル,1.24
当量/アミン)(Acros Organics)を10mLのMeOHの中に機械的に撹拌しながら溶解し、この溶液を4℃に冷却した。次にG=1デンドリマー(F1)(1.45g,1.40ミリモル;実施例55で製造)を15mLのMeOHに溶解し、撹拌されている溶液に30分に亙って滴下した。5mLのMeOHで添加濾斗を洗滌し、一晩22℃の温度になるのに任せた。TLCのプレートの上でニンヒドリンで着色させて反応の進行を監視した。24時間後第1級アミンが完全に消費されると、反応物を二つの透析用の袋(直径24mm、長さ5cm,1,000 Dalton Spectra/Por(R);Spectrum Laboratories)の中に注ぎ、1,000mLのMeOHの中に入れた。それぞれ90分透析を行った後、MeOH全体を2回取り換えた。次いで生成物を500mLの丸底フラスコに移し、溶媒を回転蒸発器により除去し、残留物を24時間高真空下に置き、ピロリドン表面をもったG=1デンドリマーを得た(1.80g,収率2.8%,理論収量2.87g)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 33.97,35.74,37.38,40.65,51.82,52.32,67.00,70.01,114.03,128.47,129.18,133.55,136.39,156.43,172.73,173.35;
FT−IR(ニート):νmax3364,2952,1736,1687,1608,1509,1437,1323,1248,1207,1178,1148,1021,937,836,751cm−1;
MALDI−TOF: C102H136N12O32;計算値2044.3,実測値2067 [M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=アセチル;(EX1)=PIPZ;(IF2)=アセチル;(BR1)=TMPTGE;(IF3)=アセチル;(EX2)=EPC;(TF)=カルボキシレート;G=1.5]
撹拌棒を含む50mLの丸底フラスコにTMPTGE(7.2g,23.8ミリモル,6当量/NH)および30gのMeOHを加えた。この混合物に25℃において3gのMeOH中のペンタエリトリトールテトラ(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン)エーテル(690.0mg,0.98ミリモル,3.9ミリモルのNH)を5分間に亙って滴下した。N2の保護雰囲気下においてこの混合物を密閉して25℃で36時間撹拌した。この混合物をTLCにより分析(ニンヒドリンで着色したMeOH)した結果、未反応のPIPZ−NH基の試験に対して陽性を示さなかった。この混合物を25〜26℃に保った1Kの再生セルロース膜を含む接線流限外濾過装置を用い過剰のエポキシドから精製し、800mLの浸透物を得た(7回再循環)。保持物のTLC(MeOH)は過剰のエポキシドが完全に除去されていることを示した。揮発性物質を回転蒸発器により除去し、高真空で乾燥して所望の生成物(2.4g、収率93%)を得た。これは次のスペクトルをもっている:
攪拌棒を含む25mLの丸底フラスコに、G=1,Nc=4,Nb=2,カルボエトキシ表面のPEHAMデンドリマー(500.0mg,0.155ミリモル,1.8ミリモルのOH)(実施例57Aにより製造)、ジメチルアミノピリジン(23.0mg0.19ミリモル)(Acros)および15mLのDCMを加えた。4℃に冷却したこの均一な溶液に、500mgの無水酢酸を加えた。N2雰囲気の下においてこの混合物を密閉し、25℃において24時間攪拌した。この混合物を25mLのDCMで希釈し、飽和NaHCO3溶液で洗滌した(2x5mL)。有機層を無水Na2SO4で乾燥した。この混合物を濾過し、揮発性物質を排気して粗製生成物(260mg)を得た。この材料を、シリカゲルを用い、DCM:MeOH(3:1%v/v)を使用してクロマトグラフィーにかけた。最初の2個の画分が生成物を含んでいた。揮発性物質を除去して精製された生成物(570mg、収率95%)を得た。これは以下のスペクトルを有する:
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=TREN;(TF)=第1級NH2;G=1]
250mLの丸底フラスコの中で、TREN(10.35g,77.23ミリモル,9.0当量)(Dow Chemical)を25mLのDMEおよび10mLのMeOHに溶解し、60mLの添加濾斗の中に移した。TPEGE溶液を30分間に亙って滴下した。滴下終了後、添加濾斗をDME(2×7.5mL)で洗滌し、22℃において48時間反応させた。TLC(7:3のCH3OH:NH4OH)はTPEGE(Rf=0.55)が完全に消費されていることを示した。反応混合物から55.22g(49.7%)のアリコートを取り出し、回転蒸発器により濃縮し、Kugelrohr蒸溜を210℃で1.5時間行って精製した。蒸溜により4.49gのTRENと1.68gの粗製物が回収された。次にこの生成物を8gのMeOHに溶解し、LH=20 SephadexTMサイズ排除クロマトグラフのカラムに加えた。空隙容量(575mL)の後で13mLの画分50個を集めた。TLC(7:3のCH3OH:NH4OH)分析の結果、画分5〜17に生成物が示された。これらの画分を一緒にし、回転蒸発器によりMeOHを除去した。残った生成物に対し24時間高真空をかけた(0.7g、収率20.0%、理論的な質量バランスは3.61g)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 40.16,53.15,54.21,55.74,57.88,69.55,72.99,115.15,130.53,158.06;
MALDI−TOF:C62H110N16O8;計算値1207.64,実測値1208[M]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=TREN;(TF)=第1級NH2;G=l]
撹拌棒を含んだ50mLの丸底フラスコに、トリス(2−アミノエチル)アミン(16.0g,109ミリモル,10当量/エポキシド)および4mLのMeOHを加え、約25℃に冷却した。この撹拌している混合物に2mLのMeOH中にPETGE(1.0g,2.78ミリモル,11.1ミリモルのエポキシド)を含む溶液を滴下した。この混合物をN2雰囲気下において25℃で24時間撹拌した。揮発性物質を回転蒸発器により除去して粗製物を得、これに対しKugelrohr装置を用い高真空下で200〜230℃においてバブル・ツー・バブル蒸溜を行い、2.4gの残留物を得た。この材料のMALDI−TOF質量スペクトルは質量967amu[M+Na]+の所で所望の4:1付加物に対するきれいなスペクトルを示し、799amu[M+Na]+の所で小さいシグナルを示した。TLC(MeOH中50%のNH4OH)はTRENが存在しないことを示した。13C NMRスペクトルはきれいな生成物(2.4g、収率92%)に対して期待されるピークを示した。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:C42H101N16O8;計算値944.3,実測値967[M+Na]+amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=PEA;(TF)=第1級NH2;G=1]
撹拌棒を含んだ250mLの丸底フラスコに、MIBK中0.84モルの溶液としてのPEA(50.0mL,42.0ミリモル,2.2当量/エポキシド)および25mLのMeOHを加えた。この混合物に25gのジグライムに溶解したTPEGE(5.0g,8.0ミリモル,32ミリモル エポキシド)を加えた。この混合物をN2雰囲気下において70℃で65時間加熱した。揮発性物質を回転蒸発器により除去して粗製の残留物を得た。次に25mLの脱イオン水を加え、この混合物を24時間55℃に加熱した。回転蒸発器により揮発性物質を除去して組成物を得た。これに対しKugelrohr装置を用い高真空下で140〜190℃においてバブル・ツー・バブル蒸溜を行い、8.58gの残留物を得た。この物質の一部(600mg)をMeOH中においてSephadexTM LH 20カラムで精製した。TLC(MeOH中30%のNH4OH)で決定し
て画分1〜9が純粋な精製物を含んでおり、250mの重量を得た(原料の60%の純度に基づいた収率70%)。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:C62H98N12O8;計算値1139.5,実測値1140[M+H]+amu.
下記のスキーム65はこの反応を示す。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PEA;(TF)=第2級NH;G=1.5]
100mLの丸底フラスコにAEP(2.06g,16.0ミリモル)(Acros Organics)を装入し、20mLのEtOH(Aldrich)に溶解した。次に20mLのEtOHに溶解したエステル(C5)(2.23g,2.0ミリモル,エステル16ミリモル;実施例51で製造)を室温において機械的に撹拌しながら加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、70〜75℃に加熱した。1日後、MALDI−TOFによる分析の結果、所望の生成物および少数の副成物に対し期待される質量が示された。反応の進行をIRにより監視し、1660cm−1におけるアミドの振動(C=O)が1742cm−1におけるエステルの振動(C=O)よりも強いことが示された。36時間加熱を続け、得られた反応混合物を室温に冷却した。この混合物をMeOHで希釈して5%溶液にし、1Kのサイズ排除膜を用い20〜22psi(約137.9ka)でUFを行った。480mLの浸透物を集めた後、溶媒を回転蒸発器により除去した。残った淡褐色の固体を高真空で乾燥し、所望のPEHAMデンドリマー(G=1)(5)(3.53g、収率99%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 35.76,45.02,45.8
1,53.66,57.73,59.49,59.76,68.12,70.20,74.22,172.38;
IR(ニート):νmax3288,3078,2939,2817,1654,1536,1454,1444,1352,1321,1301,1265,1132,1029,999,912,845,758,666cm−1;
MALDI−TOF MS:C81H160N28O16;計算値1782.3,実測値1803.9[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=DBA;(TF)=ベンジル;G=1]
250mLの丸底フラスコの中で、機械的に撹拌しながら25mLのMeOHにDBA(7.23g,36.6ミリモル,1.3当量/エポキシド)(Aldrich)を溶解した。5mLのMeOHにPETGE(2.52g,7.0ミリモル)を溶解し、N2雰囲気下で撹拌しながら22℃において反応混合物の中に10分間に亙って滴下した。反応をTLC(2:1のヘキサン:酢酸エチル)で監視したが、最初Rf=0.15(DBA)およびRf=0.26(生成物)の所に二つのスポットが得られた。24時間後、フラスコに還流冷却器を取り付け、この混合物を45℃の油浴の中に入れ、反応を促進して完結させた。さらに24時間後、MeOHを回転蒸発器により除去し、残った材料(9.52g)を50mLのDCMに溶解し、次いで75mLの1.5%炭酸カリウムで3回洗滌した。硫酸ナトリウム上で有機層を乾燥し、DCMを回転蒸発器により除去して所望の生成物を黄色の透明で粘稠な液体として得た(7.99g、収率99.0%、理論的な重量8.07g)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 45.32,53.03,58.59,67.03,70.32,73.90,126.88,128.09,128.27,128.32,128.90,138.79,140.14;
MALDI−TOF:C73H88O8;計算値1149,実測値1172[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=AEEA;(TF)=第1級NH2およびOH;G=1]
100mLのオーブンで乾燥した丸底フラスコに撹拌棒を装着し、N2ガスでフラッシングし、セプタムで閉じた。これに注射器を用いMIBKで保護したAEEA(30.1mL,56.0ミリモル,MIBK中1.86モルの溶液,2当量/エポキシド)を加えた後、20mLの乾燥MeOHを加えた。10mLのMeOH中のPETGE(2.52g,7.0ミリモル,28ミリモルのエポキシ)を室温で反応混合物に加えた。30分撹拌した後、フラスコに還流冷却器を取り付け、油浴の中に入れ、N2雰囲気下で24時間50℃に加熱した。反応の進行をMALDI−TOF質量分光法で監視した。溶媒を回転蒸発器により除去し、40mLのプロパノールと4mLの水を加えた。次にこの混合物を一晩55℃に加熱した。溶媒を回転蒸発器により除去し、得られた反応混合物に対し170〜195℃においてKugelrohr蒸溜を行い淡褐色の粘稠な液体(6.85g、理論値は5.43g)を得た。1Hおよび13C NMRスペクトルは保護基の除去が不完全なことを示した。従って反応混合物を40mLのMeOHおよび4mLの水に再溶解し、55℃で3日間加熱した。前のようにして溶媒を除去し、170〜195℃でKugelrohr蒸溜を行って化合物(4)に対し期待される分析データをもった淡褐色の粘稠な液体を得た(5.58g、理論値は5.43g)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 39.04,45.80,57.40,57.50,58.45,59.66,68.48,70.19,73.99;
IR(ニート):νmax3354,2945,2863,1572,1552,1541,1454,1367,1306,1101,876,825,773cm−1;
MALDl−TOF MS:C33H78N8O12;計算値777.0,実測値777.7[M]+,799.6[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=MIA;(TF)=イミダゾリン;G=1]
50mLのオーブンで乾燥した丸底フラスコにMIA(2.69g,32.0ミリモル)(Aldrich)および6mLの乾燥MeOH(Aldrich)を装入した。これに、1mLのMeOH中にPETGEを含む溶液を加えた。この混合物を室温で3日間撹拌した。この反応混合物を2.5〜5%(w/w)のMeOH溶液で希釈し、1Kのサイズ排除用のフィルターを用い20〜22psi(137.9kPa)の圧力でUFを行った。1Lの浸透物を捕集した後、UF装置から保持物を取り出し、UF装置をMeOH(3×50mL)で洗滌した。保持物から溶媒を回転蒸発器により除去して粘稠な液体を得、これをさらに高真空で乾燥して淡く着色した固体(0.61g、収率87.64%)を得た。この試料の13C NMRスペクトルはこの試料が3個のアームをもった副成物を5%より少ない量しか含まないことを示した。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 45.73,48.90,49.54,50.40,50.59,68.36,70.20,73.29,165.87;
IR(ニート):νmax3308,2924,2868,1608,1490,1429,1372,1265,1178,1101,1014,983,942cm−1;
MALDI−TOF MS:C33H60N8O8;計算値696.9,実測値697.6[M]+amu。
[(C)=TMPTGE;(IF1)=OH;(EX1)=モルフォリン;(TF)=環状エーテル;G=1]
8mLの乾燥メタノール中に1.044gのモルフォリン(II−d)(12ミリモル)を含む攪拌された溶液に、2mLの乾燥MeOH中に0.604gのトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(I)(2ミリモル)を含む溶液を室温で一度に加えた。TLCにより反応の進行を監視した。3時間攪拌した後、TLCはTMPTGEが完全に消費されたことを示した。室温で終夜攪拌を続けた。減圧下において回転蒸発器上で溶媒を除去し、高真空下で乾燥し、過剰のモルフォリンを除去して無色透明の液体を得た。シリカゲル・カラムクロマトグラフィー(高さ8.5インチx幅1.25インチ)(21.25cm×3.18cm)を介し、クロロホルム中のメタノールの量を増加させることにより(CHCl3中5〜10%MeOH)、粗製反応混合物を精製した。(IIId+IVd)に関する収率は25%、800mgであり、これは同定されない材料(収率71%)と共に生成物IIIdおよびIVdも含んでいる。全体的収率は96%である。(IIId+IVd)(2つの化合物の混合物)=221mg、(III−d)(純粋な画分)=66mg。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ 0.81(t,J=7.50Hz,3H),1.36(q,J=7.50Hz,2H),2.32〜2.43(m,12H),2.52〜2.59(五重線,J=4.50Hz,6H),3.28〜3.47(m,12H),3.52(s,3H,OH),3.64〜3.71(m,12H),3.87(五重線,J=4.50Hz,3H);
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 7.91,23.39,43.61,54.10,61.54,66.41,67.09,72.22,74.02;
MALDI−TOF:C27H53N3O9;計算値563,実測値587(M+Na)amu。
MALDI−TOF:C23H44N2O8;計算値476,実測値500(M+Na)amu(画分−II)。
[(C)=MBDGA;(IF1)=OH;(BR1)=TRIS;(Z1)=OH;(Z2)=エポキシド;G=l]
テトラグリシジルアニリン(I−b)(0.422g、1ミリモル)を秤量して50mLの一つ口丸底フラスコの中に入れ、15mLのMeOHおよび5mLのDCAMを加えた。TRIS(0.121g,1ミリモル)を上記反応混合物に加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、40℃で3日間加熱した。溶媒を回転蒸発器により除去し、ワックス状の無色の固体を得た。これをさらに高真空下で乾燥した。加熱銃を用い高温の条件下で全反応混合物を溶媒(CHCl3+CH3OH;50mL,3:1)に溶解した。フラスコを室温に加温し、30mLのヘキサンを加えた。ヘキサンを加える際、沈澱の生成が観測された。3時間後、ブフナー濾斗を通して固体を濾過し、回転蒸発器により溶媒を蒸発させて粘稠な液体にし、これをシリカゲル上でカラムクロマトグラフにかけた。先ず40%の酢酸エチル/ヘキサンを使用して痕跡量のテトラグリシジルアニリンを溶離させた後、5%MeOH/CHCl3により化合物−IIIを溶離させた。純粋な画分(TLCで決定)を蒸発させ、37mgの吸湿性の固体を得た。分析データ、即ちMALDI−TOF、1Hおよび13C NMRのデータはこれが化合物−IIIであることを示した。またMeOHとDCMとの混合物中で2当量のTRIS/エポキシドを用いてこの反応を研究し、良好な収率で化合物−IIIを得た。この反応はDME中では進行せず、60℃においてMeOH中の2当量のTRISを用いるとビス−およびトリス−付加生成物、並びに痕跡量のテトラ付加生成物が得られた。(III−e)に対するスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 39.98,45.58,45.71,50.92,51.03,53.35,55.08,57.84,63.40,71.03,112.85,112.93,129.84,131.02,146.76,148.08;
MALDI−TOF:C29H41N3O7:計算値543,実測値567(M+Na
)amu。
[(C)=DGGA;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF1)=第2級NH;G=1.5]
0.33当量/エポキシドのEPC(Aldrich)を用い、DGGA(1)(Aldrich)の反応を室温において調べた。1日後、MALDI−TOF質量分析は、若干量のビス−付加生成物(2a)と共に、主生成物としてモノ−付加生成物(2)に対するピークを示した(1H NMRから比率は11:1である)。室温で1.1当量/エポキシドのエチル−N−ピペラジンカルボキシレートを用いた研究によれば、3個のエポキシドのすべてが反応して優れた収率(92%)で生成物(3)が得られる。化合物(3)についてはアルカリ加水分解により89%の単離収率で化合物(4)が得られる。
MALDI−TOF:C22H33N3O6;計算値435,実測値436(M+H)および458(M+Na)amu。
MALDI−TOF:C36H61N7O10;計算値751,実測値774(M+Na)amu。
の90%KOHを42mLの水中に溶解した)を上記の攪拌されている溶液に室温で5分かけて加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、予備加熱された油浴(85〜90℃)中に入れ、終夜加熱した。反応の進行をTLCにより監視した。回転蒸発器上でメタノールを除去し、水層をDCM(3x50mL)で抽出した。一緒にした抽出物をNa2SO4上で乾燥し、セライトを介して濾過し、回転蒸発器上で濃縮し、次いで高真空下で乾燥し、淡黄色のピペラジン表面のデンドリマー(4)を固体として得た(4.86g,収率89%)。それは以下のスペクトルをもっている:
MALDI−TOF:C27H49N7O4;計算値535,実測値536(M+H),558(M+Na)amu。
[(C)=TMPTA;(FF)=Et;(EX1)=PIPZ;(BR1)=TMPTA;(EX2)=PIPZ;(BR2)=TMPTA;(TF)=アクリレート;G=2]
アルミニウム箔で包まれ、攪拌棒を有する50mLの丸底フラスコに、TMPTA(3.64g、12.3ミリモル,4当量/NH)(Aldrich)および8mLのMeOHを加えた。この攪拌された混合物に、6mLのMeOH中に含まれるG=1,TEMPTAコア,PIPZ表面のポリ(エステルアミン)デンドリマー,(1.0g、0.51ミリモル,3.1ミリモルのNH)(実施例20により製造)を約5分かけて加えた。この混合物を25℃で24時間攪拌した。この混合物をヘキサンで抽出した(3x30mL)。MeOH層を、4℃に冷却された10gのMeOH中にPIPZ(3.0g、34.8ミリモル,約6当量/アクリレート)を含む混合物に10分かけて加えた。得られた混合物を25℃で約2時間攪拌した。この混合物をMeOHで固体分が約5%w/wになるまで希釈し、MeOH中で1Kの再生セルロース膜を用い、透析液を5回交換して約36時間透析した。保持物から揮発性物質を除去し所望の生成物(900mg、収率47%)を得た。この材料のTLC(MeOH中10%NH4OH)は1個のみのスポットを示した。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 7.36,7.44,22.40,22.71,31.97,32.11,32.18,32.30,32.38,40.81,40.87,40.92,45.73,45.84,52.63,52.70,52.74,53.40,54.05,54.10,63.50,64.06,64.47,171.88,171.95,172.03。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=TMPTGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=TMPTGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(TF)=第2級NH:G=2.5]
撹拌棒を取り付けた25mLの丸底フラスコにTMPTGE(2.3g、7.6ミリモル,10当量/NH)および12gのMeOHを加えた。この撹拌されている混合物を4℃に冷却し、これに3gのMeOH中に含まれたG=1,PIPZ末端のPEHAMデンドリマー(250mg,0.126ミリモル,0.75ミリモルのNH)(実施例22で製造)を5分間に亙って加えた。この混合物を密閉した容器の中でN2雰囲気下において25℃で24時間撹拌した。この混合物を30gのMeOH中にPIPZ(10.0g,116.0ミリモル,5当量/エポキシド)を含む混合物に10分間に亙って加えた。この混合物を25℃で18時間撹拌した。この混合物の揮発分を回転蒸発器により除去し白色の固体を得た。高真空において140℃で1時間バブル・ツー・バブル型のKugelrohr蒸溜を用いPIPZを除去し、無色透明で粘稠な材料(6.0g)を得た。この材料を100gのMeOHに溶解し、4LのMeOH中で1Kの再生セルロース膜の中で透析を行い、透析液を24時間に亙り2回交換して生成物(1.4g)を得た。TLC(MeOH中NH4OH)は若干の低分子量物質の存在を示した。さらに24時間同じ条件で透析を行い、精製された生成物(360mg、収率59%)を得た。TLCは低分子量物質が存在していないことを示した。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CD3OD):δ 8.04,8.07,23.91,44.59,46.21,54.61,55.49,62.66,63.28,68.49,68.67,72.68,75.43。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=2.5]
攪拌棒を含む25mLの丸底フラスコに、2.8gのPETGE(7.8ミリモル,10当量/NH)(実施例3により製造)および8gのMeOHを加えた。この攪拌された混合物に、3gのMeOH中に含まれる200mgのペンタエリトリトール・コア、G=1、ピペラジン表面のポリ(アミノアルコールエーテル)デンドリマー(6.3x10−5モル,7.6x10−4モルのNH)(実施例25により製造)を約5分かけて加えた。この混合物をN2雰囲気下で25℃において24時間攪拌した。この混合物を、80mLのMeOH中に溶解した40gのピペラジン(464ミリモル,15当量/エポキシド)の攪拌された混合物に、25℃において約5分かけて滴下した。この混合物を24時間攪拌した。得られたこの混合物の揮発性物質を回転蒸発器上で除去し、白色の固体残留物を得た。高真空および140℃においてバルブ・ツー・バルブ蒸溜装置を用い、ポット残留物が透明で粘稠な材料となるまで1時間、粗製残留物からピペラジンを除去した。重量5.65gのこの粗製残留物を20gのMeOH中に溶解し、MeOH中のSephadexTM LH−20カラムに加えた。500mLおよび3x25mLの空隙容量の画分を採取した。空隙容量の最後の2個の画分の中に生成物が見られることがTLC(MeOH中30%NH4OH)により観察され、低分子量材料の存在は見られなかった。空隙容量の後、それぞれ15mLの合計49個の画分を採取した。純粋な生成物は画分1〜7中に観測され、これを2個の空隙容量と一緒にし、揮発性物質をとばし、390mgの生成物を得た。画分8〜21中では低分子量材料が生成物と混合していた。これらを一緒にし、揮発性物質をとばし、1Kの再生セルロース膜中で透析液を3回交換して(それぞれ2L)透析した。保持物から揮発性物質をとばして200mgの生成物を得た。画分22〜49は生成物を含有せず、低分子量材料のみを含んでいた。これらの画分から揮発性物質をとばし、4.5gを得た。生成物の合計重量は590mg(収率88%)となった。0.1%SDSを有する15%均一ゲル上におけるこの生成物のPAGEは、階層(ladder)G=2〜6のPAMAMデンドリマーおよびG=1の二量体から得られるG=4,EDAコア,TRIS PAMAMデンドリマー(分子量=18000)(Dendritic Nanotechnologies,Inc.)に対応するバンドを示した。階層がG=5と6の間の中心に対応するスポットまでゲル中を移動した他のバンドも観測された。このバンドはおそらくG=2の二量体である。レーンの上部には、より多くの移動しなかった材料が観察された。そのスペクトルは次の通り:
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(IF6)=OH;(BR3)=PETGE;(IF7)=OH;(EX4)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=3.5]
攪拌棒を含む50mLの丸底フラスコに、15mLのMeOH中の5.2gのPETG
E(実施例Cにより製造)を加えた。この攪拌された混合物に、3gのMeOH中に含まれる200mgのG=2,ピペラジン表面のポリ(アミノアルコールエーテル)デンドリマー,(1.88x10−5モル,6.7x10−4モルのNH)(実施例70により製造)を約5分かけて滴下した。この混合物をN2雰囲気下で25℃において24時間攪拌した。得られたこの混合物を、140mLのMeOH中に73gのピペラジン(847ミリモル,15当量/エポキシド)を含む混合物に、25℃において約10分かけて滴下した。24時間後、回転蒸発器を用いてMeOHを除去し、白色の固体残留物を得た。高真空で140℃においてバルブ・ツー・バルブ蒸溜装置を用い、1時間の間或いはポット残留物が透明且つ粘稠になるまでピペラジンを除去した。この材料の重量は10.2gとなった。この材料を30gのMeOH中に溶解し、MeOH中のSephadexTM LH−20カラムに加えた。、空隙容量の後の最初の9個の画分は、TLC(MeOH中30%NH4OH)により決定された低分子量の材料により汚染されていない生成物を含有することが見出された。これらの集められた画分から揮発性物質をとばし、820mg(収率80%)の生成物を得た。画分10〜22は、低分子量材料により汚染された生成物を含有していた。そのスペクトルは次の通り:
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(IF6)=OH;(BR3)=PETGE;(IF7)=OH;(EX4)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=2.5]
攪拌棒を含む50mLの丸底フラスコに、5.7gのPETGE(15.8ミリモル,16当量/NH)(実施例Cにより製造)および20gのMeOHを加えた。この攪拌された混合物に、5gのMeOH中に含まれた260mgのピペラジン表面ポリ(アミノアルコールエーテル)デンドリマー,G=1,(8.2x10−5モル,9.8x10−4ミリモルのNH)(実施例25により製造)を5分かけて滴下した。この混合物を25℃において24時間攪拌した。この混合物をMeOHで約100mLに希釈し、5%の固体を含む溶液を得、それを1Kの再生セルロース膜の中に入れ、2LのMeOH中で透析液を2回交換して24時間透析した。この保持物の混合物を140gのMeOH中の75gのPIPZ(848ミリモル,341当量/エポキシド)に加えた。得られたこの混合物を室温で18時間攪拌した。回転蒸発器により揮発性物質を除去し、白色の固体を得た。140℃において高真空で1時間バルブ・ツー・バルブ蒸溜によりPIPZを除去し、MeOH中にあまり可溶ではない半透明の粘稠な材料を得た。この材料をMeOH中で16時間攪拌した後濾過し、濾液から揮発性物質を蒸発させると360mg(理論値1.2g)の所望の材料が得られた。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(IF6)=OH;(BR3)=PETGE;(IF7)=OH;(EX4)=PIPZ;(TF)=第2級NH:G=2.5]
攪拌棒を含む50mLの丸底フラスコに、4.9gのPETGE(13.6ミリモル,NHにつき10当量)(実施例Cにより製造)および20gのMeOHを加えた。この急速に攪拌されている混合物に、3gのMeOH中に含まれる360mgのポリ(アミノアルコールエーテル)デンドリマー,G=1,ピペラジン表面(1.13x10−4モル,1.36ミリモルNH)(実施例25により製造)を約5分かけて加えた。この混合物をN2雰囲気下で密閉し、25℃において6時間攪拌した。この混合物を250gのMeOH中の250gのピペラジン(2.9モル,50当量/エポキシド)に約10分かけて加えた。この混合物をN2雰囲気下において25℃で18時間攪拌した。回転蒸発器により揮発性物質を除去し、白色の固体を得た。高真空を用いて140℃でバルブ・ツー・バルブ蒸溜装置を用い、ピペラジンを除去して10gの透明で粘稠な材料を得た。この材料を30gのMeOH中に溶解し、MeOH中のSephadexTM LH−20カラム上で精製した。画分1〜9は純粋な生成物を含有することが見出され、画分10〜19は混合生成物と低分子量材料であることがTLC(MeOH中30%NH4OH)により決定された。集められた画分1〜9から回転蒸発器を用いて高真空で揮発性物質をとばし、950mg(収率80%)の透明で粘稠な材料を得た。集められた画分10〜19から揮発性物質をとばし、1.6gを得た。この材料をMeOH中で、1Kの再生セルロース膜を用い、低分子量材料が除去されるまで透析し、150mgの純粋な生成物を得た。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(IF6)=OH;(BR3)=PETGE;(IF7)=OH;(EX4)=PIPZ;(TF)=第2級NH:G=2.5]
攪拌棒を含む50mLの丸底フラスコに、4.2gのPETGE(11.6ミリモル,16当量/NH)(実施例Cにより製造)および15gのMeOHを加えた。この均一な混合物に、3gのMeOH中に含まれる200mgのペンタエリトリトール・コア,G=1,ピペラジン表面のポリ(アミノアルコールエーテル)デンドリマー,(6.29x10−5モル,7.55x10−4モルのNH)(実施例25により製造)を約5分かけて滴下した。この混合物を25℃において4時間攪拌した。この混合物を100mLのMeOHで希釈して5%w/w溶液を得、MeOH中のステンレススチールの接線流限外濾過装置で、20psi(138kPa)において温度を35℃に安定化させて限外濾過した。2.75時間の間浸透物を集め、1.4回の再循環で225mLの容積とした。次いでこの混合物を、140gのMeOH中の75gのピペラジン(871ミリモル)に、10分かけて滴下した。この混合物を25℃で18時間攪拌した。回転蒸発器上で揮発性物質を除去し、白色の固体残留物を得た。140℃において高真空で1時間のバルブ・ツー・バルブ蒸溜によりピペラジンを除去し、6gの透明で粘稠な残留物を得た。数分攪拌した後この残留物は透明で粘稠な液体ではなく、MeOH中に溶解しない多孔質の固体になった。この混合物を100mLのMeOH中で、25℃において20時間攪拌した。透明な液体をデカンテーションし、揮発性物質を蒸発させて360mgを得た。この材料を、MeOH中のSephadexTM LH−20を用い、TLC(MeOH中30%NH4OH)で監視しながらそれぞれ8mLの画分を精製した。PAGEにより画分1〜9が所望の生成物を含有することが決定され、PAGEのベースライン上には260mgの量のかなりのオリゴマー性材料が存在した。
保持物の温度制御]
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(IF6)=OH;(BR3)=PETGE;(IF7)=OH;(EX4)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=2.5]
攪拌棒を含む50mLの丸底フラスコに、3.80gのPETGE(10.5ミリモル,15当量/NH)(実施例Cにより製造)および12gのMeOHを加えた。この均一な急速に攪拌されている混合物に、3gのMeOH中に含まれる180mgのG=1,ペンタエリトリトール・コアのポリ(アミノアルコールエーテル)デンドリマー,(5.66x10−5モル,6.8x10−4モルのNH)(実施例25により製造)を加えた。この混合物をN2雰囲気下において密封した容器中で25℃で4時間攪拌した。この混合物を、MeOH中の1K再生セルロース膜を含有する接線流限外濾過装置に加え、約5%w/wの保持物の体積を80mLに保ち、温度を25〜27℃に維持した。3.4回の再循環の間に合計280mLの浸透物が得られた(4.5時間)。浸透物から揮発性物質をとばし、1.9g(50%回収)を得た。保持物を取り出し、限外濾過装置を80mLのMeOHで3回洗滌した。一緒にした溶液を、140gのMeOH中に75gのPIPZ(871ミリモル)を含む混合物に15分かけて滴下した。得られたこの混合物を25℃で18時間攪拌した。この混合物から揮発性物質を除去し、白色の固体を得た。140℃で高真空において1時間バルブ・ツー・バルブ蒸溜を行いこの混合物からピペラジンを除去し、4gの透明で粘稠な残留物を得た。この混合物を9gのMeOH中に溶解し、MeOH中のSephadexTM LH−20サイズ排除カラム上で精製した。575mLの空隙容量を採取した後、それぞれ8mLの48個の画分を集めた。純粋な生成物は画分1〜12中に観察され、それらから揮発性物質をとばして540mg(収率90%)の生成物を得た。画分13〜22中における生成物とペンタエリトリトールテトラ(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン)エーテルの混合画分を集め、MeOH中で再生セルロース膜を用いて透析し、40mg(6%)を得た。画分23〜32中の実質的に純粋なペンタエリトリトールテトラ(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン)エーテルを再循環させるために集めた。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=トリアゾール;(BR1)=PETriGE;(IF2)=OH;(BR2)=DEA;(TF)=OH:G=2]
粗製生成物(4)を、3mLのt−ブタノール中に含まれるDEA(1.07g,10.26ミリモル,3当量/エポキシド)(Aldrich)でクェンチングした。反応混合物を室温で1日間撹拌し、次いで3日間45℃に加熱した。室温に冷却した後、反応混合物を300mLのMeOHで希釈し、僅かな未溶解の無機性の固体を濾別した。濾液を1Kのサイズ排除用の膜を通してUFによりさらに精製した。900mLの浸透物を捕集した後、保持物をUFから取り出し、UFをMeOHで洗滌した(3×50mL)。溶媒を回転蒸発器により除去し、黄褐色の液体を得、これを高真空下で乾燥して泡状の固体として所望のG=2デンドリマー(5)を得た(850mg,収率99%)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 29.99,45.51,45.68,53.39,57.47,58.46,59.63,64.32,68.44,69
.03,69.35,70.12,72.85,73.84,125.04,144.82.
次のスキーム73はこの反応を表す。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=ジエチレントリアミン;(BR2)その場=メチルアクリレート;(TF)=メチルエステル;G=2.5]
MeOH中のオクタアミン(実施例27により製造)の溶液を、MeOH中のメチルアクリレート(Acros)の溶液に0℃で滴下した(1.5当量/NH)。滴下の後、反応物が室温に温まるのに任せた。次いで混合物を40℃に24時間加熱した。次いで溶媒を除去し、生成物を以下のスペクトルを有する黄色の油として得た。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=2.5]
PETGE(4.40g,12.24ミリモル)(実施例Cにより製造)を20mLのMeOH中にとり、フラスコを氷浴中で4℃に冷却した。G=1デンドリマー(0.54g,0.17ミリモル,2.04ミリモルのNH)(実施例26により製造)を10mLのMeOH中に溶解し、上記の攪拌溶液に15分間かけて滴下した。氷浴を除去し、混合物を室温で20時間攪拌した。反応混合物をMeOH中で5%溶液とし、UF(1Kカットオフ)を行った。5回の循環の後(5x120mL)、保持物を限外濾過から回収した。限外濾過の濾液をMeOHで洗滌し(2x20mL)、EPC(3.38g,21.44ミリモル,3.5当量/エポキシド)でクェンチングし、減圧下で最少の熱を用い回転蒸発器上で15mLに濃縮した。
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 45.09,45.80,53.50,54.40,61.47,62.10,67.35,67.55,69.24,70.12,72.85,74.20,74.42;
IR(ニート):νmax3385、2929,2924,2817,1649,1557,1454,1362,1321,1367,1106,1029,1004,860,825,784cm−1;
MALDI−TOF:C497H996N104O136;計算値10605,実測値4000〜10000amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(IF6)=OH;(BR3)=PETGE;(IF7)=OH;(EX4)=PIPZ;(TF)=第2級NH;G=0.5,1.5,2.5,3.5]
100mLの一つ口丸底フラスコにPETGE(15.55g,43.2ミリモル)(実施例Cにより製造)および35mLのMeOHを装入した。氷浴を用いてフラスコを10℃に冷却した。デンドリマー,G=2.5(1.06g,0.1ミリモル,3.6ミリモルのNH)(実施例78により製造)を15mLのMeOH中に溶解し、滴下濾斗を介して上記の攪拌溶液に20分間かけて加えた。氷浴を除去し、室温で42時間攪拌した。反応混合物を320mLのMeOHで希釈して5%メタノール性溶液にし、UF(1Kカットオフ)を行った。5回の再循環の後(5x120mL)、保持物と一緒には微量のPETGEしか存在しないことがTLCにより示された(11.78gのPETGEが浸透物から回収された)。
1H NMR(300MHz,CD3OD):δ 2.53(bs,H),2.81(bs,H),3.23(bs,H),3.30(bs,H),3.45(bs,H),3.90(bs,H),4.07(bs,H);
13C NMR(75MHz,CD3OD+3滴のD2O):δ 43.53,45.77,50,22,51.46,58.47,59.74,60.62,66.16,67.45,69.18,70.17,72.83,74.09;
MALDI−TOF:C1541H3084N320O424;計算値32882,実測値49617amu。
[(C)=MBDGA;(IF1)=OH;(BR1)=DEA;(TF)=OH;G=2]
グリシジルアニリン(I−b)(0.844g,2ミリモル)および30mLのMeOHを100mLの一つ口丸底フラスコ中に入れ、攪拌棒を取り付けた。DEA(1.68g,16ミリモル)を10mLのMeOH中に溶解し、上記の攪拌溶液に室温で加えた。フラスコに還流冷却器を取り付け、N2雰囲気下において60℃で2日間加熱した。2日後、TLCは出発原料(I−b)が完全なに消費されたことを示し、MALDI−TOF
MSはオクタヒドロキシル末端(G=1)デンドリマー(III−f)およびヘキサヒドロキシル末端生成物に対する分子イオンピークを示した。回転蒸発器上で溶媒を除去し、透明な液体を得た。(III−f)に関するスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF:C41H74N6O12;計算値843;実測値866(M+Na)、およびトリ付加生成物に対し761(M+Na)amu。
[(C)=MBDGA;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(TF)=エチルエステル;G=2.5]
DEIDA(1.512g,8ミリモル)を100mLの一つ口丸底フラスコ中にとり、12mLのMeOHを加えた。MBDGA(I−b)(0.422g,1ミリモル)を溶媒の混合物(3mLのDCMおよび5mLのMeOH)中に溶解し、上記の反応混合物に30分間かけて加えた。室温で反応混合物を2日間攪拌した後、MALDI−TOF質量分析はモノ−およびビス−付加生成物に関する分子イオンピークを示した。フラスコに還流冷却器を取り付け、40℃で3日間加熱した。回転蒸発器上で溶媒を除去し、淡黄色の液体を得た。反応混合物全体をシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにかけた(7x1.5インチ)(17.8×3.8cm)。最初に40%酢酸エチル/ヘキサンを用いて過剰のDEIDAを溶離させ、続いて5%MeOH/クロロホルムを用いてオクタエステル末端(G=1)デンドリマー(III−g),0.92g(収率78%)を溶離させた。それは以下のスペクトルを有する:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 14.43,21.29,39.90,45.57,45.71,45.91,50.64,50.79,50.88,51.18,51.97,52.06,53.22,53.03,53.54,53.97,54.23,54.62,55.00,55.88,56.07,56.48,56.59,56.92,58.68,58.98,59.28,59.63,60.63,60.99,61.11,66.60,66.92,67.13,67.62,112.33,112.76,112.98,113.12,113.33,129.67,129.79,129.91,167.37,169.66,171.92,171.97,172.02(見出された炭素の数はエステル交換生成物を示している);
MALDI−TOF:C57H90N6O20;計算値1178,実測値1201(M+Na)amu。
[(C)=MBDGA;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(EX1)=EDA;(TF)=第1級NH2;G=2]
EDA(66g,200モル当量)を、オーブンで乾燥した500mLの一つ口丸底フラスコに入れ、攪拌棒を取り付け、ゴムのセプタムで密閉し、氷浴を用いて0℃に冷却した。エステル表面のデンドリマー(III−g)(0.65g,0.55ミリモル)(実施例81から)を10mLのMeOH中に溶解し、均圧化濾斗を介して20分間に亙り上記の溶液に加えた。濾斗を除去し、フラスコをN2ガスでフラッシングし、ゴムのセプタムで密閉して冷蔵庫中で0℃において2日間保存した。2日後、反応混合物が室温に温まるのに任せた。減圧下において回転蒸発器上で過剰のEDAを除去し、ワックス状の無色の化合物を得た。反応混合物全体を30mLのMeOH中に溶解し、70mLのトルエンを加え、次いで回転蒸発器上で蒸発させた。この過程を3回繰り返し、残留したEDAを除去し、明黄色の固体のアミン表面デンドリマー(IV)(0.825g,収率98%)を得た。それは以下のスペクトルを有する:
IR(ニート):νmax3291(br),2933,1653,1545,1517,1440,1358,1232,1189,1000,962,799,7322cm−1;
MALDI−TOF:C57H106N22O12;計算値1290,実測値1313(M+Na)amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=BAA;(BR2)=PAMAM型分岐セル;(IF2)=アリル;(TF)=ピロリドン;G=2.5]
ピロリドン表面を有する世代ゼロ(G=0),シスタミン・コアのPAMAMデンドリマー(571mg,0.5129ミリモル)(Dendritic Nanotechnologies,Inc.)を1.5mLの無水MeOH(Acros)中に溶解した。次いでDTT(71mg,0.462ミリモル,0.9当量のジスルフィド結合)を加えた。還元反応物をアルゴン下において室温で終夜攪拌した。別のフラスコで、オクタ−アリル生成物(57mg,0.0761ミリモル)(実施例28により製造)およびAIBN(17mg,0.104ミリモル)(Aldrich)を3mLの無水THF(Acros)に加えた。この溶液に、還元されたデンドロン溶液をアルゴン下で加えた。次いで反応混合物を終夜65℃に加熱した。次いで溶媒を除去し、粗製生成物を泡状の固体として得た(631mg,用いられた過剰のデンドロンのために>100%)。それは以下のスペクトルを有する:
MALDI−TOF:計算値3002.68(M+Na),実測値3003.43(M+Na)amu。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(BR2)=TREN;(TF)=第1級NH2:G=2]
100mLの丸底フラスコにTREN(2)(17.05g,116.82ミリモル,NH260当量/エステル)および40mLのMeOH(Fisher Scientific)並びに磁気撹拌機の撹拌棒を装入した。発熱的な混合を行った後、反応を停止させ(20分)、10mLのMeOH中にG=1のエステル(C4)(0.846g,0.97ミリモル,エステル5.84ミリモル;実施例23Bで製造)を含む溶液を室温において1時間に亙り滴下した。次にこの混合物を油浴に入れ、50℃で3日間加熱した。反応の進行はIR分光法で監視した。即ち1740−1cmにおけるエステルの振動の消失と1567−1cmにおけるアミドの振動の出現によって監視を行った。MALDI−TOF質量スペクトルによる分析は所望のG=2.0の生成物に対する質量を示し、1348[M+Na]+および1201[M+Na]+の所にループになった化合物を伴っていた(一つまたは二つのループ)。この反応混合物を700mLのMeOHで希釈し、1Kのサイズ排除膜を用いてUFを行った。1.8Lの浸透物を集めた後、UFから保持物を取り出し、溶媒を回転蒸発器により除去して淡黄色の粘稠な液体を得た。これを高真空下でさらに乾燥して所望のG=2デンドリマー(3)を得た(1.41g、収率98.94%)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CD3OD):δ 8.14,24.06,38.57,38.63,39.98,40.16,44.59,54.00,55.09,55.28,57.21,58.02,60.19,63.05,63.28,69.38,69.94,72.52,72.96,75.00,173.76,173.86,174.03;
IR(ニート):νmax3298,2934,2842,1659,1572,1536,1470,1388,1357,1311,1116,973,819cm−1;
MALDI−TOF MS:C63H143N27O12;計算値1470.9843.:実測値1494.2270[M+Na]+,1348.022[M+Na]+(一つのループになったもの),1201.0970[M+Na]+(二つのループになったもの)amu。
[(C)=TMPTGE;(FF)=Et;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(BR2)=TREN;(EX1)=DMI;(TF)=メチルエステル:G=2.5]
冷たい(0℃)DMI(2.84g,18.0ミリモル,3当量/NH2)(Acros Organics)の溶液に、G=2デンドリマー(3)(0.7435g,0.5ミリモル,NH26ミリモル;実施例84から製造)を5mLのMeOH中に含む溶液を30分間に亙って滴下した。添加完了後、フラスコをセプタムで閉じ、室温に加温し、機械的に撹拌しながら60時間放置した。MALDI−TOF質量分析の結果、所望の生成物に期待される質量、および1個、2個、3個のループになったピロリドン表面をもつ副成物に対する質量のピークが示された。さらに他の1.42gのDMIを加え、36時間の間撹拌した。反応混合物をMeOH中で希釈して2.5〜5%w/wにし、1Kのサイズ排除膜を用い、20〜22psi(137.9kPa)の圧力でUFにかけた。800mLの浸透物を集めた後、保持物を限外濾過装置から取り出し、MeOHで洗滌した(3×50mL)。溶媒を保持物から回転蒸発器により除去して液体を得、これをさらに高真空で乾燥してピロリドン表面のG=2.5デンドリマー(4)を吸湿性の固体として得た(1.166g,収率74.8%)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 8.17,24.05,34.97,35.06,38.16,38.39,41.65,41.96,44.61,50.96,51.98,52.55,54.05,54.68,60.25,62.50,69.34,72.86,75.01,173.69,174.99,175.19;
IR(ニート):νmax3308,2955,2883,2842,1736,16
75,1541,1495,1439,1362,1275,1203,1173,1106,1024,932,855,753,697cm−1:
MALDI−TOF MS:C135H215N27O48;計算値2984.3,実測値3007.3[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(BR2)=TREN;(TF)=第1級NH2;G=2]
250mLの丸底フラスコに、TREN(2)(52.26g,358.0ミリモル,120NH2当量/エステル),50mLのMeOH(Fisher Scientific)および撹拌棒を装入した。発熱的な混合の後に反応を停止し(30分)、10mLのMeOH中にG=1エステル(C5)(1.25g,1.12ミリモル,8.95エステルミリモル:実施例51で製造)を含む溶液を1時間に亙って室温で滴加し、この混合物を一晩撹拌した。MALDI−TOF質量分析により、所望の生成物に対し期待される質量ピーク、並びに1個および2個のループをもった副生成物に対する質量ピークが示された。IRスペクトルを測定し、1575cm−1におけるアミドの振動が存在し、1740cm−1におけるエステルの振動は存在しないことが示された。さらに36時間撹拌を続けた。次に反応混合物をMeOH中で希釈して5%w/wの溶液にし、1Kのサイズ排除膜を用いUFを行った。3.5Lの浸透物を集めた後、UFから保持物を取り出し、溶媒を回転蒸発器により除去し、残った生成物を高真空下で乾燥して淡黄色の泡状の固体(3)(2.02g、収率94%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CD3OD):δ 38.64,40.19,48.48,49.85,53.94,55.10,55.29,57.66,58.10,60.23,63.06,69.33,71.41,75.ll,173.70,173.
80,173.97:
IR(ニート):νmax3313,3078,2934,2868,1649,1557,1541,1475,1449,1362,1306,1163,1101,978,818cm−1;
MALDI−TOF MS:C81H184N36O16;計算値1918.6,実測値1941.8[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(BR2)=TREN;(EX1)=DMI;(TF)=メチルエステル:G=2.5]
DMI(3.792g,24.0ミリモル)(Acros Organics)を15mLのMeOH(Fisher Scientific)中に含む冷たい(10℃)溶液に、G=2デンドリマー(3)(0.959g,0.5ミリモル、NH28ミリモル,実施例86で製造)を15mLのMeOH中に含む溶液を30分間に亙って滴下した。添加完了後、反応混合物を徐々に室温に温まるに任せ、2日間撹拌した。MALDI−TOF質量分析法により、所望の生成物および若干のループをもった材料に対し期待される質量が示された。2.0mLのMeOH中に1.896g(12.0ミリモル)のDMIを含むさらに他の溶液を加え、24時間撹拌した。この反応混合物をMeOH中で希釈して2.5〜5%w/wにし、1Kのサイズ排除膜を用い、20〜22psi(137.9kPa)においてUFを行った。1Lの浸透物を集めた後、UF装置から保持物を取り出し、UF装置をMeOHで洗滌した(3×50mL)。溶媒を回転蒸発器により保持物から除去して粘稠な液体を得、これをさらに高真空下で乾燥してピロリドン表面のG=2.5デンドリマーを吸湿性の固体(4)として得た(1.56g、収率79.27%)。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(125MHz,CD3OD):δ 34.96,35.06,38.
16,38.40,41.65,41.96,42.18, 46.95,49.85,50.95,51.98,52.24,52.84,52.94,54.05,54.69,60.22,69.35,71.43,75.11,173.65,175.01,175.15;
IR(ニート):νmax3308,2950,2878,2817,1736,1675,1536,1495,1434,1362,1265,1203,1168,1106,1019,937,855,753,702cm−1;
MALDI−TOF MS:C177H280N36O64;計算値3936.3,実測値3957.7[M+Na]+amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=DETA;(EX1)=DMI;(BR2)=TREN;(TF)=第1級NH2:G=2]
250mLの丸底フラスコの中でTREN(11.42g,78.22ミリモル,51.0当量/エステル)(Dow Chemical)を10mLのMeOHに機械的に撹拌しながら溶解し、0℃に冷却した。60mLの添加濾斗を介しデンドリマー(II)(0.392g,0.192ミリモル:実施例56で製造)を7.5%のMeOH溶液として25分に亙って添加した。さらに15mLのMeOHを洗滌液として使用した。FT−IRを用い1736cm−1のメチルエステルの振動がなくなることによって反応を監視した。反応物から30.06gのアリコートを取り出し、1000mLのMeOH中の1,000Daltonの透析膜(直径38mm、長さ4cm;Spectra/Por(R),Spectrum Laboratories)の中に入れた。5時間後、16時間後、さらにその後8時間して、全体的なMeOHを交換した。生成物を100mLの丸底フラスコに移し、溶媒を回転蒸発器により除去した。残留物を24時間高真空下に置き、暗褐色の無定形の吸湿性の生成物(III)(0.230g、収率88%、理論収量0.261g)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,CD3OD):δ 35.94,38.07,38.93,40.75,41.92,69.25,115.17,149.32,156.29,162.48,168.36,157.09,175.49:
MALDI−TOF:C142H250N44O24;計算値2957.8,実測値2981.4[M+Na]+amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=DETA;(EX1)=DM1;(BR2)=TRIS;(TF)=OH:G=2]
100mLの丸底フラスコの中でTRIS(0.722g,5.97ミリモル,3.22当量/エステル)を25mLのDMSO(Acros Organics)に溶解した。この撹拌されている反応混合物に粉末濾斗を介してデンドリマー(II)(0.472g、0.231ミリモル、実施例56で製造)を加え、粉末濾斗を10mLのDMSOで洗滌した。粉末濾斗を介して炭酸カリウム(0.011g,0.104ミリモル)(Acros Organics)を加え、残留した粉末を10mLのDMSOで洗滌した。反応をFT−IRで監視した。1736cm−1のエステルの振動が完全になくなった時、反応物を水で1000mLに希釈し、3Kのサイズ排除膜を使用してUFを行った。UF完了時において保持物を500mLの丸底フラスコに移し、溶媒を回転蒸発器により除去した。残った黄色のペーストを高真空下で24時間乾燥し、所望の生成物(IV)(0.520g,収率78.5%、理論収量0.662g)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,D2O):δ 33.64,35.07,37.55,39.57,43.28,51.49,53.42,59.07,63.23,64.86,117.28,132.05,177.92,181.75:
MALDI−TOF:C134H210N20O48;計算値2757.0,実測値2781.3[M+Na]+amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=TREN;(EX1)=アクリル酸メチル;(TF)=メチルエステル:G=2.5]
50mLの丸底フラスコに、6mLのMeOH中のアクリル酸メチル(4.0g,46.0ミリモル,2当量/NH)を加えた。4℃に冷却したこの混合物に10mLのMeOH中のテトラフェニロールエタンテトラ(2−ヒドロキシプロピル−3−(ビス−アミノエチル)アミン)(G1)(1.6g,1.5ミリモル,12.4ミリモルのNH2;実施例58で製造)を機械的に撹拌しながら3分間に亙って加えた。この混合物が温かくなるに任せ、25℃で48時間N2の保護雰囲気下で密閉して撹拌した。揮発性物質を回転蒸発器により除去し、残留物を50mLのMeOHに再溶解し、再び回転蒸発器により蒸発させた。再び溶解させ蒸発させることを3回繰り返した。得られた残留物を25℃において高真空下で5時間乾燥し、所望の生成物(II)(2.4g、収率67%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:C118H186N12O40;計算値2411.3,実測値2413[M]+amu。
[(C)=TPEGE;(BF1)=OH;(BR1)=TREN;(EX1)=アクリル酸メチル;(TF)=COONa:G=2.5]
50mLの丸底フラスコに、機械的に撹拌しながらカルボン酸ナトリウム(700mg,6.53ミリモル,1.9当量/エステル)および20mLの脱イオン水を加えた。この均一な溶液に20mLのMeOH中にG=2のメチルエステル表面をもつデンドリマー(II)(518mg,21.0ミリモル,3.44ミリモルのエステル;実施例90で製造)を含む溶液を加えた。この混合物をN2の保護雰囲気下において3日間25℃で撹拌した(この混合物は最初は曇っていたが、2.5時間撹拌すると透明になった)。次いでこの混合物を150mLの脱イオン水で希釈し、1Kの再生セルロース膜を含む接線流UF装置を用い圧力20psi(137.9kPa)において限外濾過を行い、全部で1Lの浸透物を得た。揮発性物質を回転蒸発器により除去した。残留物をMeOHに溶解し、揮発性物質を回転蒸発器により2回除去した後、高真空下で乾燥して所望の生成物(III)(540mg、収率98%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:C102H138N12Na16O40;計算値2540.1,実測値2352[M−2アクリル酸ナトリウム]+amu。
[(C)=TPEGE;(IF1)=OH;(BR1)=TREN;(EX1)=アクリル酸メチル;(BR2)=TRIS;(TF)=OH:G=3]
撹拌棒を含みセプタムが取り付けられた100mLの丸底フラスコを、N2ガスを流しながら焔で乾燥した。25℃に冷却し、30mLの無水DMSO中にG=2のメチルエステル表面のデンドリマー(II)(2.4g,1.0ミリモル,16ミリモルのエステル;実施例90で製造)を含む溶液を注射器を介して加えた。この混合物にTRIS(3.2g,26.4ミリモル,2当量)を加えた後、無水炭酸カリウム(4.0g,28.9ミリモル,1.1当量/エステル)を加えた。得られた混合物をN2雰囲気下で24時間迅速に撹拌した。粗製物のIRはこの時間後に1736cm−1のカルボニルの振動が消失したことを示した。反応混合物を脱イオン水で希釈して3%w/wの混合物にし、次いで濾過して900mLの浸透物を得た。他の600mLの浸透物を限外濾過(6回再循環させて)した後、回転蒸発器により保持物を濃縮し、淡黄色の固体を得た。この固体を50mLのMeOHに溶解し、回転蒸発器で3回再濃縮し、ふわふわした粉末を得た。この粉末を高真空下でさらに乾燥し、所望の生成物(IV)(3.54g、収率93%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
MALD1−TOF MS:C166H298N28O72;計算値3838.1,実測値3855[M+Na]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(TF)=第2級NH:G=1.5]
500mLの丸底フラスコに、G=0のPEHAMデンドリマー(A5)(5.88g,8.34ミリモル,6当量/PETGE;実施例10Bで製造)および57.0gの水を、炭酸カリウム(127g,9.19ミリモル,1.1当量/NH)(Acros Organics)と共に機械的に撹拌しながら加えた。この溶液に、8.0gの水に溶解したPETGE(0.499g,1.34ミリモル)をピペットを介して10分間かけて滴下した。この反応混合物を22℃において24時間N2雰囲気下で撹拌した後、さらに24時間45℃に加熱した。48時間後、反応物を22℃に冷却し、水で1000mLに希釈した。この生成物を3KのUFにかけ、14Lの浸透物を集めた。水を回転蒸発器により除去し、高真空下で残留物を24時間乾燥してG=1のデンドリマー(I)(1.51g、収率64.5%、理論収量2.34g)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR:(75MHz,D2O):δ 44.03,45.57,50.83,52.52,53.26,60.6,9,61.25,67.25,70.15,74.47,78.96;
MALDI−TOF:C149H300O32;計算値3180,実測値3181[M]+amu。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(BR2)=グリシドール;(TF)=OH:G=2]
100mLの丸底フラスコの中で、グリシドール(237mg,3.2ミリモル,2.12当量/NH)(Aldrich)を8mLの水に溶解した。G=1のPEHAMデンドリマー(I)(400mg,0.126ミリモル,1.51ミリモルのNH;実施例93で製造)を12mLの水に溶解した後、炭酸カリウム(220mg,1.59ミリモル,1.06当量/NH)(Acros Organics)を加えた。デンドリマーと塩基との透明な溶液をピペットを介してグリシドール溶液に機械的に撹拌しながら滴下した。72時間後、MALDI−TOFはグリシドールが消費されデンドリマー(I)と反応したことを示した。この混合物に対し3KのUFを行い、8Lの浸透物を捕集した。保持物を集め回転蒸発器により水を蒸発させた。残留物を一晩高真空下でさらに乾燥し、所望の生成物(II)(760mg、収率100%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,D2O):δ 46.52,48.10,55.01,55.65,61.81,63.21,63.73,65.27,67.22,69.76,71.32,72.67,73.11,74.79,76.58,76.99:
MALDI−TOF:C183H368N32O64;計算値4041.1,実測値4
080.5[M+K]+amu。
[(C)または(BR)=単一部位反応性デンドロン;G=0.5]
世代=0,シスタミンコア,アミン表面のデンドリマー2.315g(3.80ミリモル)を5mLのMeOH中に溶解した。次いで1.847g(18.25ミリモル)のTEAをこの溶液に加えた。氷浴を用いてこの混合物を0℃に冷却した。次いで1.725mL(18.25ミリモル)の無水酢酸を滴下した。次に反応物が室温に温まるのに任せて終夜攪拌した。TLCは、すべての出発原料が消費されたことを示した。次いで溶媒を除去し、残留物に高真空をかけ、粗製生成物を褐色の固体3.47gとして得た。この粗製材料(1.27g)をSiO2クロマトグラフにより、6:1:0.02のCHCl3:MeOH:NH4OHの溶媒を用いて精製し、白色の固体として融点141.0〜142.0℃の生成物593.3mgを得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR:δ 21.92,32.52,34.39,38.60,38.66,48.77,51.43,174.14,175.01。
148.8mg(0.1915ミリモル)のデンドリマーを2mLのMeOH中に溶解した。MeOHは使用前に窒素を15分間流して空気を追い出した。次いで28mg(0.182ミリモル,デンドリマーの0.95当量)のDTTをこの溶液に加えた。反応混合物をN2雰囲気下において室温で2日間攪拌した。TLCは、すべてのDTTが消費されたことを示し、スポットはTLCのプレート上でエルマン試薬に陽性であった。生成物をこれ以上精製しないで次の反応に用いた
段階2の反応溶液に、117mg(1.36ミリモル)のアクリル酸メチルを加えた。次いで反応物を40℃に2時間加熱した。TLCは、出発原料が残っていることを示した。次いでさらに117mgのアクリル酸メチルを加えた。TLCは、4時間後に反応が完了したことを示した。回転蒸発器により溶媒を除去した。残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、104mgの生成物を淡い白色の固体として得た:融点128.0〜129.5℃。
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 23.10,27.13,29.80,33.69,34.58,39.22,39.78,49.86,51.84,53.03,171.27,172.33,173.00。
段階2の反応溶液に、15.4mg(0.136ミリモル)のイソプロペニルオキサゾリンを加えた。次いで反応物を40℃に2.5時間加熱した。TLCは、出発原料が残っていることを示した。次いでさらに3.0mgのイソプロペニルオキサゾリンを加えた。4時間後にTLCは反応が完了したことを示した。回転蒸発器により溶媒を除去した。残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、58mgの生成物をワックス状の白色の固体(85%)として得た;融点92.0〜95.0℃;これは以下のスペクトルを有する:
13C NMR(75MHz,CDCl3):δ 17.17,23.07,29.98,33.70,34.08,36.11,39.12,39.77,49.91,52.92,53.97,67.37,170.29,171.19,172.99。
[(C)=BPEDS;(IF1)=OH;(BR1)=PETGE;(EX1)=PEA;(TF)=第2級NH:G=1]
撹拌棒を含み添加濾斗、凝縮器およびガラスの栓が取り付けられた100mLの三つ口丸底フラスコに、40mLのベンゼン中のピペラジン(5.8g,67.0ミリモル)を加えた。この混合物をN2ガス下においてゆっくりと還流させながら加熱し、次いで20mLのベンゼン中のエチレンスルフィド(1.0g、10mL、16.8ミリモル)(Aldrich)を30分間に亙って滴下した。得られた混合物をN2ガス下においてさらに2時間ゆっくりと還流させた。揮発性物質を回転蒸発器により除去し粗製の残留物(7.0g)を得た。この残留物を、溶離液として濃アンモニア、メタノールおよびクロロホルム(5:25:75)を含んで成る混合物を使用しシリカゲル・ガスクロマトグラフィーにかけて精製し、精製された生成物(1.76g、収率72%)を得た。TLC(5:25:75の濃アンモニア、メタノールおよびクロロホルム)分析の結果、過剰のエチレンスルフィドに対するRf=0.3および所望の生成物に対するRf=0.5の二つの成分の混合物であることが示された。13C NMR分光法により両方の化合物のほぼ1:1の混合物であることがわかった。従ってこの混合物を還流ベンゼンの中でさらに7時間加熱した後、2時間空気を通した。この材料の13C NMRは約90%が所望の生成物であることを示した。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:C12H26N4S2;計算値290.2,実測値291[M]+amu。
撹拌棒を含む50mLの丸底フラスコに、PETGE(8.5g,23.6ミリモル,6当量/NH)および25mLのMeOHを25℃において加えた。この混合物に2.0mLのMeOH中のBPEDS(550mg,1.89ミリモル,3.8ミリモルのNH)を機械的に撹拌しながら25℃において5分間に亙って加えた。得られた混合物をさらに18時間N2雰囲気下で撹拌した。この混合物の半分をMeOH中でUFにより処理し、1Kの再生セルロース膜を含む接線流UF装置を使用し125mLの保持物溶液として過剰のPETGEを除去し、600mLの浸透物(再循環5回)を得た。MALDI−TOF質量スペクトルは所望の生成物(約960mg,収量0.95ミリモル)を示した。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:C46H82N4O16S2;計算値1010.5,実測値1011[M]+amu。
100mLの丸底フラスコの中で、MIPDBP(6.5g,33.0ミリモル)および上記Bから得られた保持物250mL(960mg,0.95ミリモル)を機械的に撹拌しながら混合し、24時間50℃に加熱した。溶媒を回転蒸発器により除去し、この粗製物をさらに1Kの再生セルロース膜を含む接線流UF装置を使用し、MeOH中でUFにより精製して過剰のMIPIEPを除去した。所望の生成物はMALDI−TOF質量
分析法により次のように同定された。
[(C)=PEI;(BR1)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(TF)=第2級NH:G=1.5]
撹拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、PETGE(14.5g,40.3ミリモル,6.9当量/NH)および39mLのMeOHを加えた。この混合物を撹拌して4℃に冷却し、これに4mLのMeOH中のPEI(250.0mg,5.8ミリモルのNH,DP=21,MALD1−TOF質量スペクトルによるピーク・シグナルによる)を加えた。この混合物を25℃に温まるままに任せ、N2の保護雰囲気下で24時間撹拌した。反応混合物のMALDI−TOF質量スペクトルは4591amu(理論値:8482amu)の質量ピークを示し、このことはグリシジルエーテルの54%が重合体骨格にグラフト化していることを示している。この混合物に39mLのMeOH中のEPC(39.0g,246.0ミリモル,1.5当量/エポキシド)を加えた。この混合物を24時間40℃で撹拌した。次いで揮発性物質を回転蒸発器により除去した。バルブ・ツー・バルブKugelrohr蒸溜を用い、高真空で170〜200℃においてこの粗製物の過剰のピペラジンを除去し、37.0gの残留物を得た。この残留物のMALDI−TOFの分析によれば6245amuの所にピークが示され、このことは60%のグラフト化を示している。残留物を40mLのMeOHに溶解し、MeOH中でシリカゲル(150g,60Å,200〜430メッシュ)を含むカラムに入れた。15個の100mLのMeOHの画分を用いて溶離させ、テトラグリシジルエーテルのグラフト化しなかった生成物およびモノ保護化されたピペラジンを回収した。生成物をMeOH中20%の水酸化アンモニウムを用い8個の100mLの画分で溶離させた。これらの画分を回転蒸発器により濃縮し、所望の生成物(1.55g,理論値3gに関し60%の回収率)を得た。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:C399H693N21O168;計算値8482(100%グラフト化),実測値6245(約60%グラフト化)amu(エポキシド中間体)。
撹拌棒を含む50mLの丸底フラスコに、KOH(4.7g,71.0ミリモル,16
当量/カルバメート)および10mLの脱イオン水を加えた。この均一な溶液に14mLのMeOH中のポリ(エチレンイミン)棒状デンドリマー(1.47g,14ミリモル,1.6ミリモルのカルバメート)(実施例97Aで製造)を滴下した。この混合物をN2雰囲気下で75℃において16時間加熱した。この混合物を室温に冷却し、12NのHClで酸性化してpHを3にし、次いで水酸化カリウムを用いてpH10.5の塩基性にした。揮発性物質を回転蒸発器により除去した後、50℃で高真空下において乾燥した。残った固体分を100mLのMeOH中で25℃において3時間撹拌した。溶解しなかった塩を沈降させ、メタノール溶液をデカンテーションした。この過程をさらに2回繰り返した。次に一緒にしたメタノール溶液を回転蒸発器により濃縮した後、残留物を高真空下において乾燥し、1.2gの淡褐色の固体を得た。この材料をMeOH中でSephadexTM LH−20カラムに入れ、溶離させて30個の2mLの画分を得た。画分1〜7を一緒にし、回転蒸発器により濃縮して所望の生成物(540mg)を得た。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF:C609H1218N126O168;計算値13908(100%グラフト化),実測値6245(全体の約45%がグラフト化)amu。
のために単量体を重合させる。これらの重合体は保護被膜、膠、結合剤として広く使用され、一般にそれらの高い熱安定性および靭性(高い引張り強さ)のために魅力的である。この種の重合体にPEHAM反復単位を介してデンドリマーを導入すると、もっと融通性が得られるに相違ない。「樹枝状ポリマーの状態」を利用して重合度を注意深く調整すれば広い範囲の物理的および化学的性質が得られるはずである。またデンドリマーをベースにした重合体はデンドリマーが成長する結果として、よりコンパクトな構造をもっているに違いない。
25mLの丸底フラスコに、MIBK中に0.633モルのビス(メチルイソブチルイミノエチル)アミンを含む溶液10mLを加えた。高真空下で加熱して揮発性物質を除去した。残留物(1.7g,6.3ミリモル)を1〜2分間に亙りネオペンチルジグリシジルエーテル(Aldrich)(8.2g,38ミリモル,6当量)および20mLのMeOHを含む撹拌棒付きの50mLのフラスコに滴下した。この混合物を25℃で18時間N2雰囲気下において撹拌した。残留混合物のMALDI−TOF質量スペクトルは所望の生成物に対する319amuの所にピークを示した。TLC(30%NH4OH−MeOH)はRf=0.85に大きなスポット、Rf=0.2に小さいスポットを示した。この混合物を回転蒸発器により濃縮した。得られた残留物をKugelrohr蒸溜装置を用い160〜190℃において約20分間過剰のジエポキシドのバルブ・ツー・バルブ蒸溜を行い、ポットの中に所望の単量体(3.4g,理論量3.1g)を得た。この単量体をMIBKに溶解し、N2雰囲気下で密封して貯蔵した。この単量体の試料500mgをMeOH中でSephadexTM LH−20カラムで精製した。捕集した画分15〜23を濃縮し、250mgの単量体を得た。このものは319amuに対してMALDI−TOF質量スペクトルを示し、大部分の高分子量不純物は除去されていた。この材料のTLC(MeOH中30%NH4OH)はRf=0.85に一つのスポットを示した。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF:C15H33N3O4;計算値319.44,実測値319[M+]amu。
撹拌棒を含む25mLの丸底フラスコに、MIBK中に単量体(実施例98Aで製造)を含むアリコートを加えた。揮発性物質(1.0g、3.2ミリモル)を高真空により除去した。このフラスコに25mLのMeOHおよび120mgの水を加えた。この混合物を55℃に加熱し、N2雰囲気下で48時間撹拌した。反応混合物のTLC(MeOH中50%NH4OH)は単量体(Rf=0.85)の濃度がゆっくりと減少し、ベースライン上の高分子量材料に対応する一つのスポットが増加することを示した。粗製重合体混合物のMALDI−TOFスペクトルは最高約4000amuまでのオリゴマーに対するピークを示した。そのスペクトルは次の通り:
[(C)=PEOX;(IF1)=OH;(BR1)=PEHAMデンドリマー、G=0;(EX1)=PIPZ;(TF)=アミン]
撹拌棒を含む250mLの丸底フラスコに、p−トルエンスルフォン酸メチル(1.85g,9.93ミリモル)および125mLのトルエンを加えた.このフラスコにDean−Starkトラップ、およびN2ガス・ラインおよび通気器に連結された凝縮器を取り付けた。この混合物を30分間還流させ、トルエンの容積の約25%をトラップの中に蒸溜し、装置を完全に乾燥した後90℃に冷却し、この間水分を排除するためにトラップをセプタムと取り換えた。セプタムを取り付けた別のフラスコの中に、エチルオキサゾリン(19.5g,196.7ミリモル)を高真空下で水素化カルシウムの粉末から新しく蒸溜して水分を除去した。このフラスコの内容物を、焔で乾燥した19ゲージの針を介して5〜8分間に亙りトルエン/p−トルエンスルフォン酸メチルの溶液の中に移した。還流冷却器を取り付け、得られた混合物をN2雰囲気下において加熱してゆっくりと16時間還流させた(約110℃)。この材料のMALDI−TOF質量スペクトルは重合度(DP)が20であることを示した。そのスペクトルは次の通り:
約90℃に冷却した上記の混合物に、2.0mLのMeOH中に含まれるG=0のPEHAMコア、ペンタエリトリトールテトラ(2−ヒドロキシプロピル−3−ピペラジン)エーテル(483mg,0.686ミリモル,2.7ミリモルのNH)の溶液をすべて一度に加えた。得られた混合物をN2雰囲気下において24時間還流させた。残ったグラフト化していないポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)をモルフォリン(2.0g,23.0ミリモル,約2当量/リビングポリマーの端)でクェンチングさせ、この混合物をさらに24時間還流させた。この混合物を25℃に冷却し、揮発性物質を回転蒸発器により除去した後、高真空下でさらに乾燥してデンドリグラフト化した(デンドリマーがグラフト化した)粗製の生成物(25g)を得た。この残留物を50mLのMeOHに溶解し、3gのアリコート(約1gの粗製物に対応)をMeOH中においてSephadexTM LH−20カラムで精製し、それぞれ2mLの画分を全部で40個とった。画分1〜7を捕集し、溶媒を回転蒸発器により除去し、精製された生成物(300mg)を得た。この収量は、質量バランスに基づけば4:1付加物(即ち4個のPEOX単位/PEHAM、G=0デンドリマー)に対するグラフト化収率が90〜100%であることを示しているであろう。しかし精製された生成物のMALDI−TOF質量スペクトルは平均して1:1付加物であることを示した。この結論は、一緒にした画分1〜7の13C NMRスペクトルによって支持された。デンドリグラフト化生成物のPEHAMデンドリマー、G=0の部分に対する特性シグナルが明らかに74.30,70.61,60.63および53.35ppmに存在していた。53.35ppmのシグナルはブロードであり、これは第2の窒素が置換基をもった場合しばしばブロードになるピペラジン官能基を示している。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF MS:実測値、強度の最大値が2240amuにある多数のピーク。
コア:G=4のPAMAM
外殻:G=1のPEHAM
[(C)=TMPTGE;(EF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(TF)=エチルエステル]
外殻ユニットとしてエチルエステル表面をもつG=1のPEHAMデンドリマー(2.17g,2.5ミリモル,50モル当量/G=4のPAMAMのコア;実施例23Bで製造)を11.0mLのMeOH中に含む溶液を加圧管に加えた。この溶液に塩化リチウム(0.21g,5.0ミリモル,2モル当量/G=1エステル)(Acros)を全部一度に加え、管に撹拌棒および栓を取り付けた。10分間室温で撹拌した後、EDAコアおよび第1級アミン表面基をもつG=4のSTARBURST(R)PAMAMデンドリマーの溶液(0.71g,0.5ミリモル,MeOH中12.3%w/wの溶液)をコア・ユニットとして加え、栓で加圧管を閉じ、一晩45℃で加熱した。反応混合物のすべてのアリコートをMALDI−TOF MSで分析し、26,809amu(外殻としての約14個のG=1のPEHAMデンドリマーに対応)および54,142amu(外殻としての約46個のG=1のPEHAMデンドリマーに対応)の質量ピークが示された。80,175および106,191amuの所に低強度のピークが存在することは、少量の交叉結合した副成物が存在することを示した。加熱を3日間続け、反応の進行をMALDI−TOF MSで監視し、ピーク強度比は同じことが示された。6日後、反応混合物を室温に冷却し、100mLの一つ口丸底フラスコに移した。次に10.0mLのMeOH中のAEPの溶液(2.42g,18.75ミリモル:1.25当量/原料のG=1エステル基)(Acros)を加え、この混合物を75〜80℃に加熱した。22時間後、反応の進行をIRで監視し、1740cm−1におけるエステルの振動が存在せず、1645cm−1における強いアミドの振動が存在することが示された。MALDI−TOF質量スペクトルは、すべてのエステル基がアミド官能基性に変化していることと良く一致していた。反応混合物を室温に冷却し、希釈して2.5〜5%w/wのMeOH溶液にし、5Kのサイズ排除膜を使用し圧力15〜20psi(約135〜137.9kPa)でUFを行い精製した。そのスペクトルは次の通り:
MALDI−TOF(ピペラジン外殻の表面をもつPAMAM−PEHAMテクトデンドリマー):37,329amu(加えられた14個のG=1、PEHAM表面デンドリマーをもつPAMAMのコア)および71,904amu(加えられた14個のG=1、PEHAM表面デンドリマーをもつPAMAMのコア)。
コア:G=2のPEHAM[(C)=TMPTGE;(IF1)=OH;(BR1)=DEIDA;(BR2)=TREN;(TF)=アミン]
外殻:G=1のPEHAM[(C)=TMPTGE;(IF1)=OH;(BR1)=DCEA;(TF)=エチルエステル]
MALDI−TOF MS(PIPZ外殻表面をもったPEHAM−PEHAMテクトデンドリマー):2609.4,3739.7,4682.3および5968.2amu(加えられた1〜4個のG=1の外殻ユニットをもコア・ユニット)。
下記の実施例は例示的な生命科学へのPEHAMデンドリマーの応用を示し、薬剤の
カプセル化(内包)、解毒、プロドラッグの生成、表面のコンジュゲーション(conjugation)、膜の透過、核酸、特にsiRNAの輸送、およびデンドリマーの抗バクテリア効果のような分野における用途を説明する。
一般的方法:インドメタシンのカプセル化の効率をそれぞれ5.0mLの脱イオン水中のPEHAMデンドリマー(約0.2w/v)の存在下において検査した。過剰の(約15mg)のインドメタシン(Alfa Aesar,lot# c7517A)をデンドリマーの水溶液を含む小瓶(vial)に加えた。これらの懸濁液を短時間超音波に露出した後、振盪式水浴の中で37℃、100rpmにおいて一晩保温(incubate)し、室温において平衡化させる。デンドリマー−インドメタシンの懸濁液を0.2μm、直径13mmのナイロンの注射器フィルターを通して過剰の薬剤を濾過し、除去した。紫外分光法によりPerkin ElmerTM Lambda 2 UV/VIS分光光度計を用い、波長320nmにおいてデンドリマーでカプセル化されたインドメタシンについて試料の分析を行った。結果を表IIにまとめる。この結果はインドメタシンのカプセル化がデンドリマーの大きさ(世代)、コアの疎水性、およびデンドリマーの分岐および表面の官能基性に依存していることを示している。
ピロリドン表面をもつPEHAMデンドリマー、世代G=2.5(15.0mg,0.0038ミリモル;実施例87で製造)をデンドリマー貯蔵溶液として3.31mLの脱イオン水に溶解した。酢酸銅(II)(9.0mg,0.0734ミリモル)(Aldrich)を4.52mLの脱イオン水に溶解した。還元剤のヒドラジン・1水和物(0.1mL、99%)(Aldrich)を0.1mLの水と混合した。同時に脱イオン水を含むがデンドリマーを含まない対照溶液をつくった。次に1.0mLのデンドリマー貯蔵溶液を0.5mLの酢酸銅(II)の溶液と混合した。この混合物を室温で20分間撹拌した。デンドリマー−銅(II)溶液の色は明るい(bright)青色に変わるが、水−銅(II)溶液の色は非常に淡い(light)青色であった。次に20μLの注射器(Hamilton)を用い、両方の混合物に5.0μLのヒドラジン溶液をゆっくりと加えた。デンドリマー−銅(II)溶液の色は非常に淡くなり、デンドリマー内部に銅(0)のナノ粒子が生じたことを示したが、水−銅(II)の対照溶液は直ちに黄色に変わり、銅(0)粒子が生じて沈澱した。空気および光の存在下においてデンドリマー−銅(0)錯体は室温で少なくとも6時間安定であった。銅を含まないデンドリマー溶液、デンドリマー−銅(II)溶液、およびデンドリマー−銅(0)溶液の紫外−可視スペクトルを測定した。デンドリマー溶液は280nmに極大吸収を示し、これはデンドリマー−銅(II)に対しては632nmへ移動した。ヒドラジン・1水和物で還元した後、この極大吸収は432nmに移動したが、このことはPEHAMデンドリマーの内部で安定化された銅(0)ナノ粒子が生じたことを示唆している。
丸底フラスコの中で機械的に撹拌しながら60mLの脱イオン水にG=3のPEHAMデンドリマー(61.5 mg,0.024ミリモル;実施例92で製造)を加えた。デンドリマーの水溶液に抗ガン剤のシスプラチン(cisplatin)(226.0mg,0.75ミリモル)(Strem Chemicals)を加えた後、5分間超音波処理し、50℃で20分間加熱した。室温に冷却した後、反応混合物を20時間撹拌した。カプセル化されなかったシスプラチンを500mLの脱イオン水に対して30分間4℃で透析(MWCO−1000)を行って除去した。透析袋の内容物を凍結乾燥により乾燥し、誘導結合プラズマ分光法(ICP)(Anderson Analytical,Texas)によりシスプラチンの含有量を測定した。シスプラチンの含有量は44.9±1.89%(w/w)(N=2)であることが見出だされ、このことはこの薬剤の送達の用途にカルボキシレート表面をもったPEHAMデンドリマーが利用できることを示している。
ジエチレントリアミン五酢酸ガドリニウム(III)(DTPA−Gd(III),Magnevist(R))(Aldrich)をPEHAMデンドリマーの中にカプセル化するために二つの反応を設定した。反応1においては水中のG=1、PEHAMデンドリマー(200mg,0.0495ミリモル;実施例93で製造)を10mLの丸底フラスコに加えた。この溶液にDTPA−Gd(III)(867.2mg,1.584ミリモル,32当量/デンドリマー)を加え、透明な溶液が生じるまで撹拌した。反応2にお
いては、水中のG=1、PEHAMデンドリマー(200mg,0.0495ミリモル;実施例93で製造)を10mLの丸底フラスコに加えた。次にDTPA−Gd(III)(867.2mg,0.791ミリモル,16当量/デンドリマー)を加え、透明な溶液が生じるまで撹拌した。両方の混合物を室温で4.5日間撹拌した。次に各混合物を別々の透析袋(1kカット・オフの再生セルロースの透析管、Spectrum Laboratories Inc.)に移した。フラスコを脱イオン水ですすぎ(3×1.0mL)、すすいだ溶液を個々の透析管に加えた。透析管を900mLの脱イオン水を含む1Lのビーカーに入れ、中程度の速度で撹拌した。透析を2.5時間行った。0.5、1.0、1.5、および2時間目の終りに水を交換した。2.5時間後、反応混合物を予め秤量した100mLの丸底フラスコに移した。脱イオン水を用い透析管をすすぎ(3×1.0mL)、これを丸底フラスコに加えた.水を回転蒸発器により除去し、残った残留物を高真空で4〜6時間乾燥して痕跡量の水を除去した。得られた生成物はフラスコの壁の上に生じたクリーム色の固体であった。1試料当たりの重量は761mg(反応1)および537mg(反応2)であった。分析のためにアリコートを取り出し、主生成物を小瓶に移し−12℃で貯蔵した。
溶液のGd(III)含量は、半径方向に逐次的に観測を行う(sequential,radially viewed)VarianTM Liberty Series II ICPOES誘導結合プラズマ発光分光光度計(Anderson Analytical,TX)によって決定した。可変電界T1−T2解析計(University of Pittsburgh)を用いて緩和率の解析を行った。電界強度は1〜64MHzの範囲で変化させた。これらの材料の分析データを表IVに示す。DTPA−Gd(III)分子を多数カプセル化するように設定された反応1は確かにGd(III)の高い含量を示した。しかしこのようにDTPA−Gd(III)が増加しても緩和率は増加しなかった。DEPT−Gd(III)のカプセル化されたデンドリマーに対する緩和率の値は遊離のDEPT−Gd(III)の場合と同様である。
[(C)=PETGE;(IF1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR2)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(TF)=第1級NH2;(M)=DTPA−Gd:G=1.5]
G=1のデンドリマー(50mg,0.0157ミリモル)(実施例26Bで製造)を7mLの脱イオン水に溶解した。次にDTPA−Gd(275mg,0.503ミリモル)(Aldrich)を加えた。反応混合物を室温で2日間撹拌した。痕跡量の溶解しなかった固体を濾別した。次にこの混合物を1Kカット・オフの膜を使用し、数回水を交換し脱イオン水に対して5時間透析した。水を回転蒸発器により除去し生成物を薄い黄色の固体として得た(164mg,重量増114mg,デンドリマー:DTPA−Gdのモル比=1:13.2)。
[(C)=PETGE;(1F1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(IF4)=OH;(BR2)=PETGE;(IF5)=OH;(EX3)=PIPZ;(TF)=第1級NH2;(M)=DTPA−Gd:G=2.5]
G=2のデンドリマー(100mg,0.00943ミリモル)(実施例78で製造)を7mLの脱イオン水に溶解した。次にDTPA−Gd(537mg,0.981ミリモル)(Aldrich)を加えた。反応混合物を室温で2日間撹拌した。痕跡量の溶解しなかった固体を濾別した。次にこの混合物を1Kカット・オフの膜を使用し、数回水を交換し脱イオン水に対して5時間透析した。水を回転蒸発器により除去し生成物を薄い黄色の固体として得た(318mg,重量増218mg,デンドリマー:DTPA−Gdのモル比=1:42)。
[(C)=PETGE;(1F1)=OH;(EX1)=PIPZ;(IF2)=OH;(BR1)=PETGE;(IF3)=OH;(EX2)=PIPZ;(EF4)=OH;(BR2)=PETGE;(1F5)=OH;(EX3)=PIPZ;(IF6)=OH;(BR3)=PETGE;(IF7)=OH;(EX4)=PIPZ;(TF)=第1級NH2;(M)=DTPA−Gd:G=3.5]
G=3のデンドリマー(120mg,0.00366ミリモル)(実施例79で製造)を7mLの脱イオン水に溶解した。次にDTPA−Gd(313mg,0.5703ミリモル)(Aldrich)を加えた。反応混合物を室温で2日間撹拌した。痕跡量の未溶解固体を濾別した。次にこの混合物を1Kカット・オフの膜を使用し、数回水を交換して脱イオン水に対して5時間透析した。水を回転蒸発器により除去し生成物を僅かに黄色の固体として得た(294mg,重量増174mg,デンドリマー:DTPA−Gdのモル比=1:86)。
10mLの丸底フラスコに、IR−806(112.0mg,0.1523ミリモル)(Aldrich)および2.0mLの無水DMF(Acros Organics)を機械的に撹拌しながらN2雰囲気下において加えた。3−メルカプトプロピオン酸(14.7μL,0.168ミリモル,1.10当量)(Acros Organics)を25μLの注射器を介して加えた後、TEA(24.7μL,0.176ミリモル,1.15当量)(Acros Organics)を100μLの注射器を介して加えた。アルゴンガスを通気して反応混合物から空気を追い出し、22℃で一晩撹拌した。揮発性物質を回転蒸発器により除去し、HPLCを使用し0.1%酢酸およびアセトニトリルの混合物(75:25%v/v)を溶離液とし、検出器としてλ=480nmの紫外線により粗製物の分析を行った。原料IR−806は7:05分の保持時間をもち、生成物CyTE−807は5:20分の所で見出だされた。粗製物CyTE−807を5.0mLのt−ブチルメチルエーテル(Fisher Scientific)から再結晶した後、30mLの細かい熔融ガラスを通して濾過することによってさらに精製し、t−ブチルメチルエーテルで洗滌し(3×5mL)、所望の精製物CyTE−807(111.5mg,収率93.5%,理論的な質量バランス119.3mg)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13C NMR(75MHz,DMSO−d6):δ 8.50,22.49,26.07,27.48,30.78,35.10,35.80,43.60,45.43,48.68,50.70,102.57,111.28,124.69,128.57,136.96,142.30,162.35,170.22,172.27;
MALD1−TOF:C40H51N2O8S3;計算値783.3,実測値783.6[M]+および805.6[M+Na]+amu。
磁気拌機の棒を装着した10mLの丸底フラスコに、PEHAM、G=1デンドリマー(1.08g、0.045mg、0.0142ミリモルのデンドリマーを含む4.189%水溶液;実施例93で製造)を加えた。この溶液に過剰の染料IR−806を粉末として加え、非常に暗い緑色の溶液を得、これをN2雰囲気下において24時間撹拌した。反応物を60mLの水で希釈し、1000mLの水中の2Kの透析膜(直径38mm、長さ4cm、Spectra/Por(R),Spectrum Laboratories)の中に入れた。揮発性物質を回転蒸発器により除去し、所望の生成物を暗赤色の固体(114mg)として得た。この生成物を、HPLCにより0.1%酢酸およびアセトニトリルの混合物(75:25%v/v)を溶離液とし用い、検出器としてλmax=806におけるその紫外活性によって同定した。PEHAMデンドリマーは紫外線に不活性であり、紫外活性はこのデンドリマーと連係した染料から生じる。
撹拌棒を備えた100mLの丸底フラスコに、2.0mLの水に溶解した染料CyTE
807(20.0mg,0.0265ミリモル,1.5当量/デンドリマー)を加えた。この溶液にPEHAM、G=1デンドリマー(1.36g,56.8mg,0.0179ミリモルのデンドリマーを含む4.18%水溶液)を加えた。反応物を96時間撹拌した後、35mLの水で希釈し、全体的な溶媒として1000mLの水を用い2Kの透析膜(直径38mm,長さ4cm,Spectra/Por(R),Spectrum Laboratories)の中に入れた。24時間後に全体的な溶媒を交換した。透析終了後、内容物を250mLの丸底フラスコに移し、揮発性物質を回転蒸発器により除去して暗青色の固体(59mg)を得た。溶離液として0.1%酢酸およびアセトニトリルの混合物(75:25%v/v)を用いるHPLC分析により、溶離すると期待される遊離の染料が存在しないことが5:20分後において示された。紫外−可視スペクトルはλ=672nmの所に極大を示し、この値は遊離の染料に対して見出だされるλ=807nmから下方に移動していた。これはPEHAMデンドリマーによってつくられた微視的環境によるとすることができる。
[(C)=金;(EX1)=PIPZ;(IF1)=OH;(BR1)=PETGE;(IF2)=OH;(EX2)=PEA;(EX3)=DM;(TF)=メチルエステル]
実施例96CでつくられたジスルフィドのコアをもつPEHAMデンドリマーG=1をDMIでキャッピングしてピロリドン表面をつくった。このデンドリマー(108mg)を0.70mLの脱イオン水に溶解した。次に脱イオン水中にDTTを含む溶液(0.128mL,23mgのDTTを0.5mLの脱イオン水中に含む溶液からつくった)を機械的に撹拌しながら加えた。この実施例に使用した脱イオン水は、使用前に10〜15分間アルゴンガスを用いて空気を追い出した。この混合物を室温で一晩撹拌した。次の方法で5nmの金のナノ粒子をつくった。先ず、クロロ金酸を脱イオン水中に含む4%溶液1mLをつくった。次に、375μLのクロロ金酸溶液および500μLの炭酸カリウム水溶液(0.2モル)を100mLの脱イオン水に加え、氷上で激しく撹拌しながら4℃に冷却した。第3段階として硼水素化ナトリウム(0.5mg/mL)を5mLの脱イオン水中で新しくつくった。第4段階では、硼水素化ナトリウム溶液の1mLのアリコートをクロロ金酸/炭酸塩懸濁液に迅速に撹拌しながら加えた。混合中混合物の色は青味がかった紫から赤味がかった橙色に変わった。最後に、硼水素化ナトリウムの添加完了後最終的な混合物を氷上で5分間撹拌した。この予めつくられた溶液に、SHの焦点官能基性をもつ還元されたデンドロン溶液を激しく撹拌しながら0℃で加えた。添加後、反応混合物を室温において暗所で一晩撹拌した。約1mLの溶液が残るまで、水を回転蒸発器により除去した。水を溶離液として用いSephadexTMG−50カラム(直径1.6cm,長さ22cm)を使用して粗製生成物の1/3を精製した。カラムから鮮明なバンドが溶離し、1画分当たり2滴として27個の画分を捕集した。最初の9個の画分をPAGE(4%のアクリルアミドゲル,0.1%のSDS)でチェックし、チオ・デンドロンで被覆された金のナノ粒子が生成したことが示された。
PEHAMデンドリマー(50mg,0.016ミリモル;実施例93で製造)およびトリ(エチレングリコール)メチルエーテルp−ニトロフェニルカーボネート(250mg,0.064ミリモル,4当量)を3mLのMeOH中で4日間混合した。この反応混合物を透析袋(1,000Daltonの透析膜、直径18mm、長さ10cm:Spectra/Por(R),Spectrum Laboratories)の中に移し、水中で透析した。精製された生成物を凍結乾燥により分離し、黄色の固体(41mg,収率36%)を得た。そのスペクトルは次の通り:
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ 156.2,155.4,152.
4,145.2,125.4,122.5,73.4,72.1,70.8,69.8,66.8,66.6,66.5,64.8,61.0,60.9,59.3,53.4,45.8,44.9,44.3,44.0;
MALDI−TOF:C245H468N32O100;計算値5459,実測値5471[M]+amu(ブロードなシグナル)。
トリエチレングリコールで保護されたPEHAMデンドリマー(80.0mg,0.015ミリモル)およびインドメタシン(95.0mg,0.27ミリモル,18当量)を5mLの塩化メチレンに溶解した後、DCC(60.0mg,0.3ミリモル,20当量)を機械的に撹拌しながら加えた。24時間後、溶媒を除去し、残った固体残留物を少量のアセトンに懸濁させ、この懸濁物を遠心分離により分離した。黄色の溶液をデカンテーションし、溶媒を回転蒸発器により除去した。黄色の残留物をMeOHおよびDMF(9:1)に溶解し、先ず5%のDMFを含むMeOH中で透析して溶解度を改善し、次いでほぼ純粋なMeOH中で透析した(1,000Daltonの透析膜,直径18mm,長さ 10cm,Spectra/Por(R),Spectrum Laboratories)。透析膜の内容物を蒸発させ、所望の生成物を黄色の固体として得た(98mg、収率86%)。そのスペクトルは次の通り:
PEHAM−インドメタシン・プロドラッグ(98mg,0.013ミリモル)を10mLのMeOHおよび0.5mLの濃HClに機械的に撹拌しながら溶解した。3時間後、炭酸水素ナトリウム水溶液で反応をクェンチングし、水中で透析した(1,000Daltonの透析膜,直径38mm,長さ5cm,Spectra/Por(R),Spectrum Laboratories)。透析袋の内容物を濾過し、固体の残留物を空気流中で乾燥し黄色の固体を得た(17mg、画分A)。濾液を回転蒸発器により濃縮し、デカンテーションを行い、遠心分離で固体分を除去した。黄色の上澄み溶液を回転蒸発器により乾燥させ、黄色の固体を得た(57mg、画分C)。フラスコからの不溶生成物をアセトンに溶解し、回転蒸発器により乾燥し、黄色の固体を得た(21mg、画分B)。画分A〜Cを1H NMR分光法およびMALDI−TOF MSで分析した。所望の生成物、即ちインドメタシンが結合していないPEHAMデンドリマーは、m/zが5464[M]+の所のMALDI−TOF MSのピーク、および1H NMRにより同定され、これは原料のスペクトルと実質的に同じであった。画分Cの重量はPEHAMデンドリマーが83%回収されたことと一致している。画分Aは1H NMRにより少量の有機性不純物で汚染されたインドメタシンであると同定された。画分Aの重量はインドメタシンが58%回収されたことと一致している。画分BはMALDI−TOF MSにより画分AとCの混合物であると同定された。それらのスペクトルは次の通り:
1H NMR(CDCl3):δ 7.67〜7.63(m),7.48〜7.45(m),6.97〜6.95(m),6.83〜6.80(m),4.05〜3.95(m,不純物),3.82,3.70〜3.60(m),2.38,2.00〜1.00(不純物).
画分C(回収されたPEHAMデンドリマー)
1H NMR(CDCl3):δ 4.25〜4.18(br),4.00〜3.20
(br),2.70〜2.20(br);
MALDI−TOF:C245H468N32O100;計算値5459,実測値5464[M]+amu(ブロードなシグナル)。
1.5mLのマイクロ遠心分離管の中にPEHAMデンドリマーG=1(239μL,10.0mg,3.145x10−3ミリモル;実施例93で製造)をピペットで加え等モル反応を行った。FITC(Molecular Probes)の溶液は187mgのFITCを50μLのDMSO(Aldrich)に溶解してつくった。この溶液から3.27μL(1.22mg,3.145X10−3ミリモル)をPEHAMの溶液に加え、Vortex混合機で10秒間混合することにより混合を行った。反応物は僅かに曇りを帯び、橙色になった。10Nの水酸化ナトリウム水溶液(2.5μL)を加えると溶液は透明な橙色に変わった。この反応物を揺動混合機の上で室温において暗所で一晩混合した。
PEHAMデンドリマーG=1(239μL,10.0mg,3.145x10−3ミリモル;実施例94で製造)を1.5mLのマイクロ遠心分離管の中にピペットで加え飽
和反応を行った。この溶液に、FITC(39.27μL,14.6mg,3.773x10−2ミリモル,理論的な12個の表面のアミンにコンジュゲートさせるためにPEHAMに対して12倍過剰なモル量)を加え、10秒間Vortex混合機により混合を行った。反応物は曇りを帯び橙色に変わり、瞬時に橙色の大きな片の沈澱が生じた。10Nの水酸化ナトリウム水溶液(5.0μL)を加えると溶液は透明な橙色に変わったが、暗い橙色の沈澱の大きな片は残った。この反応物を揺動混合機の上で室温において暗所で一晩混合した。
反応物AおよびBの一部に対し分析のためにSDS−PAGEを行った。一つはTRIS表面をもったPEHAMデンドリマーG=2〜6(5.0μL)を含み、他の一つはアミン表面をもったPEHAMデンドリマーG=0〜6(2.5μL、同じ容積のSDSローディング染料(loading dye)と混合)を含む二つのSTARBURSTTM(Dendritic Nanotechnologies,Inc.)のゲル対照ラダー(gel control ladder)を対照試料として実験を行った。第3の対照は未変化のPEHAMデンドリマーであり、各溶液1.0μLを用い、4.0μLの水および5.0μLのSDSローディング染料(飽和反応に対しては可溶性の部分だけを使用)を用いることによりコンジュゲート反応を行った。FITC対照試料は0.2μLを4.8μLの水および5.0μLのSDSローディング染料と混合してつくった。試料は左から右へ(レーンの番号で次のように)ローディングした:(2)NH2表面のラダー、(3)TRIS表面のラダー、(4)PEHAMデンドリマーG=1、(5)飽和したFITC反応、(6)等モルFITC反応、および(7)FITC対照。ブロモフェニル・ローディング染料がゲルを降下して約3/4の所に移動するまで、負から正へ一定の150Vの電圧をかけ、緩衝液[50.0ミリモルのTRIS,50ミリモルの2−(4−モルフォリノ)−エタンスルフォン酸(MES),0.1%のSDS]中10%のゲル(30:1のアクリルアミド:ビス−アクリルアミド)に対して操作を行った。次いでCoomassie blue染料で着色して紫外線でゲルを観測した。これらの結果を図12に示す。
集密度(confluency)40%においてHEK 293細胞を培養した。24時間後、1.0μLのFITCがコンジュゲートしたG=1のPEHAMデンドリマー(0.128ミリモルの貯蔵物;実施例114で製造)を細胞に加えた。対照の穴は同等な濃度でG=1,PEHAMデンドリマーおよびFITC染料だけを含んでいた。細胞をコンジュゲートと共に24時間保温し、2、5、および24時間目に蛍光顕微鏡で監視した。顕微鏡で検査する前に、分析すべき細胞をPBSで2回すすいだ。この研究には蛍光のためにNikonTM TMD−EFを装着したNikonTM Diaphot TMD顕微鏡を、結果を保存するためのNikonTM CoolPix 990ディジタルカメラ共に共に使用した。顕微鏡による検査の結果、FITCがコンジュゲートしたPEHAMデンドリマーは293細胞を透過することが示された。2時間後には若干の蛍光を発する細胞が観測でき(図13、右側のパネル)、この効果は5および24時間後には著しく増加した。このことはPEHAMコンジュゲートが膜透過の用途に使用できることを明らかに示している。PEHAMおよびFITCの対照試料は細胞内の蛍光を示さなかった。参考のために位相差の画像(phase contrast image)(図13、左側のパネル)を含めた。
100mmの培養皿の中において、抗生物質のペニシリンおよびストレプトマイシン、ピルビン酸ナトリウム、および10%FBSを含むMEMの中で、37℃において5%のCO2を用い、HEK 293細胞およびMDCK細胞を成長させた。集密化した場合、培養基を1:3または1:4のいずれかに分割し、活性のある成長を維持させた。トランスフェクションを行う前に、1枚の100mmの細胞の皿をそれぞれ10個の35mmの皿に分割して使用し、トランスフェクションの時点において約85%の集密化が得られるようにした。トランスフェクションに対しては凍結乾燥したデンドリマーを完全培地の中で250μLにした。別のEppendorf管の中において、最終的な濃度を150nMにするために、Cyclophilin B siRNA(ヒトのPPIB:siGENOMEの二体鎖)(Dharmacon,Inc.)を完全培地の中で最高250μLにした。両方の管を室温において15分間保温した後、一緒に混合し、次いでさらに20分間保温した。保温を行った後さらに他の500μLの培地を各管に加え、全容積を1.0mLにした。次にこの混合物を、完全に通気された培地で85%集密化したHEK293およびMDCK細胞に加えた。細胞をPEHAMデンドリマー−siRNA複合体と共に6時間保温した後、培地を新しい培地と取り換えた。48時間後に細胞を供給し、次いで蛋白質の分析を行うために72時間後に収穫した。組織の培養プレートをPBSですすぎ、次いで150μLのWestern Lysis緩衝液(15ミリモルのTris−HCl,pH7.4〜8.0,150ミリモルのNaCl,1%のTriton X−100,および1ミリモルのNaVO4)の中でこすり、Eppendorf管へ移した。次いでVortex混合機を用いて試料を混合し、蛋白質の分析を行うまで−20℃で凍結させた。対照のLipofectamineTM 2000(Invitrogen)のトランスフェクションは、293のトランスフェクションに対して指示されているような製造業者の手順によって行った。基本的には上記と同じ手順を行ったが、複合体を生成する際培地はFBSおよび抗生物質を含んでいなかった。2μg/mLのLipofectamineTM 2000を用いて複合体をつくった。
蛋白質の試料を解凍し、Vortex混合機で混合し、12,000rpmで遠心分離した.BioRadTM Protein Assay(BioRad)を使用し、製造業者の手順に従って試料を蛋白質の含量について分析した。基本的には2μLの蛋白質試料を96穴のマイクロプレートに加えた後、200μLの希釈したBioRadTM試薬を加えた。MultiskanTM MCC/340マイクロプレート・リーダー(ThermoLabsystems)上で570nmの波長でプレートを読み取った。標準としてBSAを用いた。得られたデータに関して計算を行い、試料の蛋白質含量を決定した。ウェスタン・ブロットに対しては、25μgの蛋白質の試料を用いて15%/5%SDSのPAGEを行った。ゲルを30mA/ゲルで走行させた。電気泳動を行った後、ゲルをゲル移送装置の中に集め、2時間200mAの電流を通し、2.2g/Lの重炭酸ナトリウムの中にあるニトロセルロース膜に移した。次にこの膜を取り出し、Ponceau Redをプローブにして移動効率を監視し、TBSですすぎ、5%の牛乳溶液の中で1時間ブロッキング(blocking)を行った。ブロッキングの後で抗サイクロフィリン(Cyclophilin)B抗体(1:3000に希釈)(Abeam,Inc.)と共に室温で保温し、次いでTBS+0.05%のTweenで2回5分間すすいだ。次にアルカリ性のホスフォターゼとコンジュゲートした抗ウサギ二次抗体(1:5000に希釈)をこの膜と共に1時間保温した後、TBS+0.05%のTweenで3回5分間すすいだ。次にPierce製の1−StepTM NBT/BCIP溶液を用いて膜を展開した。ローディングの対照として膜を抗βアクチン抗体(1:3000に希釈)(Abeam,Inc.)と共に1時間保温した。アルカリ性のホスフォターゼとコンジュゲートした抗マウス抗体(1:5000に希釈)を上記の抗ウサギ抗体の場合と同様に二次抗体として使用した。上記と同様に洗滌を行った。画像はディジタル的に保存し、ImageJ ソフトウェア(NIH)を用いてバンド密度に対して解析を行った。
G=1のPEHAMデンドリマー(実施例94で製造)がsiRNAの送達媒体として効果的に機能する濃度を決定するために、HEK 293細胞中において1〜300μg、MDCK細胞中において20〜250μgの範囲の濃度を用いて複合体を生成させた。HEK 293およびMDCK細胞に対するデータを図14に示す。HEK 239細胞では,PEHAMデンドリマーの濃度が増加すると遺伝子生成物のノックダウン(knockdown)が増加する一般的傾向がある。MDCK細胞は、この試験に使用した最高のPEHAM投与量においてサイクロフィリンBの発現の減少が中程度であることを示した。HEK 293およびMDCKの両方において、siRNAを細胞に送達するために200ng/mLのPEHAMデンドリマーを使用した場合、siRNAの送達によるサイクロフィリンBのノックダウンが最高の割合になることが見られた。MDCK細胞に観測されるノックダウンはあまり大きくなかった(8.5%)が、HEK 293におけるノックダウンは著しく(60.2%)、対照のLipofectamineTM 2000に対して見られる効果(49.2%)を凌駕した。この観測結果は明らかに、試験した濃度においてPEHAMデンドリマーが少なくとも若干の細胞系に対し効果的なトランスフェクションを行っていることを示している。多くのトランスフェクション剤は異なった細胞系に対しては異なった作用を及ぼす。この理由のためにこの実験には広い範囲の濃度を使用した。MDCK細胞に対しては、PEHAMデンドリマーによりsiRNAが効率的に送達され得る濃度は試験した濃度の範囲外にあるか、或いはまだ試験されていないパラメータ、例えば細胞の密度、漿液の存在等を最適化することが必要な可能性がある。
差およびLipofectamineTM 2000に対する標準偏差を示す。この場合もHEK 293細胞は、送達剤として使用されたPEHAMデンドリマーの濃度が増加すると、サイクロフィリンBのサイレンシング(silencing)を増加させることが示された。しかしこの実験においては、ノックダウンの割合は200μg/mLの濃度を越えて増え続け、400μg/mLを使用した場合最高値の67.4%になることが示された。トランスフェクションの能力、および従って標的のノックダウンはこの場合も対照のトランスフェクション剤であるLipofectamineTM 2000よりも優れていた。逆に言えば、PEHAMデンドリマーおよびLipofectamineTM
2000は両方ともMDCK細胞においては無効なトランスフェクション剤である。若干の単一の試験ではPEHAMデンドリマーは、サイクロフィリンBの発現をノックダウンするためにsiRNAを送達する若干の能力をもってはいるが、標準偏差が大きいことによって判るように、この能力は非常に変動する可能性をもつものであった。このことは、著しい遺伝子のノックダウンを誘起するためにsiRNAを送達することが失敗したことと矛盾しない。単一の試料の中で観測される少量のノックダウンは試料の間の天然の遺伝子の発現の差である可能性が高い。しかし、すべての細胞のトランスフェクション剤に対して見られるように、PEHAMデンドリマーは。特定の細胞系に対し或る濃度においてはsiRNAに対する効率的な送達媒体として機能する。従って一つの細胞系においてうまくいく送達が観測されることは、PEHAMデンドリマーがトランスフェクション剤として機能することができることを示し、それぞれに対して動作する他の条件を見出だすためには個々の細胞系に対し条件を修正する必要があることを示唆している。
MDCKおよびHEK 293細胞を集密化した10cmの培養皿から1:300に分割してそれぞれの細胞系に対し96穴のプレートの22個の穴に入れ、トランスフェクションの際に約85%の集密度が得られるようにする。三つのアームのコアおよび第1級アミン表面をもったPEHAMデンドリマーG=2(実施例84で製造)および四つのアームのコアおよび第1級アミン表面をもったPEHAMデンドリマーG=2(実施例86で製造)の有効性を決定するために、両方の細胞系におけるsiRNAのトランスフェクションに対し1〜500μg/mLの濃度範囲を使用した。トランスフェクションのために凍結乾燥したデンドリマーを完全培地の中で最高50μLにした。別のEppendorf管の中で、最終的な濃度を150nMにするために、サイクロフィリンB siRNA(ヒトのPPIB:siGENOMEの二体鎖)(Dharmacon,Inc.)を、全培地の中で50μLにした。両方の管を室温において15分間保温した後、一緒に混合し、次いでさらに20分間保温した。次にこの混合物を、完全に通気された培地で85%集密化したHEK293およびMDCK細胞に加えた。細胞をPEHAMデンドリマー−siRNA複合体と共に11時間保温した後、培地を新しい培地と取り換えた。48時間後に細胞を収穫し、分岐DNA(bDNA)試験を用いて特定の遺伝子のノックダウンに対してRNAの発現を定量化した。Genospectra製のQuantigene(R) Explore Kitを製造業者の手順で用いた。簡単に述べれば、50μLのLysis Mixture(Genospectraの登録商品の組成物)を各穴の中の100μLの培地に加え、37℃で15分間保温した。顕微鏡下で細胞を目で視察して細胞の溶解を確かめた。定量を行うまで細胞の溶解物を−20℃で凍結させた。
試験を行う前にプローブ・セットをつくった。52μLのプローブを208μLのTEの中に加えることにより、TE(10ミリモルのTRIS,1ミリモルのエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム)中においてプローブ・セットの成分(CE,LE,およびBL)
を1倍の濃度に希釈してアクチン(actin)(HUMAN ACTB,5倍の濃度)(Genospectra)およびサイクロフィリン(Cyclophilin)(HUMAN PPIB,5倍の濃度)(Genospectra)に対するプローブ・セットをつくった。溶解作用試薬はアクチンおよびサイクロフィリンの両方に対し、3.7mLの溶解混合物を37μLの各1倍濃度のプローブ・セット成分と混合することによりつくった。残りの1倍濃度のプローブ・セット成分は−20℃で貯蔵した。定量試験に対しては細胞抽出物を室温で解凍し、それぞれ20μLをピペットで捕捉プレート(専売品のDNA連鎖が表面にコンジュゲートされている白色の96穴の板)(Genospectra)の二つの穴に加えた。その一つの穴に80μLの溶解作用試薬をアクチン・プローブと共に加え、第2の穴には80μLの溶解作用試薬をサイクロフィリン・プローブと共に加えた。アルミニウムの板の密封材(Costar)でプレートを密封し、ジッパーで閉鎖するアルミニウムの袋(Genospectra)の中で、蒸発を最低限度に抑制するために内部に湿った紙タオルを入れ50℃において一晩保温した。次の朝、Quantigene(R) Explore Kit(Genospectra)の指示に従って作用溶液をつくった。20mLの10X Wash Buffer(10X SSC(1.5モルのNaClおよび0.15モルのクエン酸ナトリウム、pH7.0),1%のラウリル硫酸リチウム)(Genospectra)を180mLの水で1倍に希釈して洗滌用緩衝液をつくった。拡大作用溶液およびラベル・プローブ作用溶液は9μLの拡大剤(Amplifier)(専売品の分岐DNA連鎖)(Genospectra)、および9μLのラベル・プローブ(ルシフェラーゼとカップルさせた専売品のDNA連鎖)(Genospectra)をそれぞれ9mLの拡大剤/プローブ希釈剤(専売品の溶液)(Genospectra)に加えてつくった。基質作用溶液は27μLの10%ラウリル硫酸リチウムを9mLの基質(専売品の混合物)(Genospectra)に加えてつくった。
HEK 293およびMDCK細胞の両方においては、三つのアームのコアおよび第1級アミン表面をもったPEHAMデンドリマーG=2(実施例84で製造)は低濃度(1〜10μg/mL)および高濃度(200〜500μg/mL)において効果的なサイレンシングを示し、50〜100μg/mLにおいて効果が減少した。HEK 293におけるサイクロフィリンBのサイレンシングの最高の割合86%は200μg/mLで観測された。MDCK細胞に対してはサイクロフィリンBのサイレンシングの最高の割合(39%)は1μg/mLで観測された。これらの値は両方ともLipofectamineTM 2000に対して観測される値(HEK 293で49%、MDCKで26%)よりも高く、三つのアームのコアおよび第1級アミン表面をもったPEHAMデンドリマーG=2(実施例84)は多くの細胞系においてsiRNAの送達に対する効率的な媒体として機能し得ることを示している(図16参照)。四つのアームのコアおよび第1級アミン表面をもったPEHAMデンドリマーG=2(実施例86)は、HEK293細胞に対して試みられた全濃度範囲に亙り、またMDCK細胞に対しては低濃度において効果的なサイクロフィリンBのサイレンシングを示した。両方の細胞系に対し最高のサイレンシングは5μg/mLで見られ、HEK293細胞は89%のノックダウンを、MDCK細胞は35%のノックダウンを示した。これらの値は両方ともLipofectamineTM 2000に対して観測される値(HEK293で49%、MDCKで26%)よりも高く、四つのアームのコアおよび第1級アミン表面をもつG=2のデンドリマー(実施例86)も多くの細胞系においてsiRNAに対する効率的なトランスフェクション剤として機能し得ることを示している(図17参照)。
PEHAMデンドリマーの抗バクテリア特性を決定するために、1993年の大学院医学会誌記載のPaul Goldenheimの方法[Goldenheim P.,Postgrad Med.Journal誌、S62−S−65(1993)]を使用した。L−Broth(LB)の培地(TEKnova)の5mLの培養物を10μLのE.Coli(Schisa laboratory,Central Michigan University,Department of Biologyから入手)と共に一晩37℃で保温し、225rpmで振盪しながら37℃で培養した。新しい5mLのLB培地に一晩培養した培養物10μLを加え、37℃で2時間振盪しながら培養し、その対数的な成長段階までのバクテリアを得た。水中で3.35%,0.0335%(1:100),および0.00335%(1:1000)の濃度でG=1のPEHAMデンドリマー(実施例93で製造)の試料をつくった。活性をもって成長している1/10の容積のE.coliを各試験試料に加え、1分後に10μLの試料を採取した。これらの試料を5mLのLB培地に接種した。抗バクテリア試薬Povidone−ヨード(Triadine製のPVP−ヨード)を同じ濃度で陽性の対照として使用した。この培養物を一晩振盪しながら37℃で成長させた。PerkinElmerTM Lambda 2紫外/可視分光光度計を用い600nmにおける吸収を読み取って培養物の濃度を測定し、1.4×108を乗じて1mL当たりの細胞を計算した。抗バクテリア効率を決定するための1mL当たりの細胞の計算結果を表Vに示す。
PAMAMデンドリマーと対比される式(I)のデンドリマー
PAMAMデンドリマーと比較して、式(I)の本発明のデンドリマーは、TGAにより決定された熱安定性が著しく向上している(約100℃以上)。このデータを図18に示す。図18の曲線3は、典型的なPAMAM[G=3のポリ(アミドアミン)デンドリマー],即ちジアミノブタン・コア、アミン表面のポリマー(Dendritic Nanotechnologies,Inc.)の窒素中における熱分解の様相を示す。これと比較して、図18の曲線1および2は、それぞれ実施例26Bおよび78の生成物の熱分解の様相を示す。これらのデータからわかる通り、実施例26Bおよび78からの生成物は同様な熱分解の様相を示し、同様な世代のPAMAMポリマーと比較して著しく優れた熱安定性を示す。これらの実施例のポリマーは、以前に知られていたよりずっと高い熱分解の開始温度およびより大きい残留質量を示す。
式(I)のデンドリマーは、PAMAMデンドリマーより製造価格が安価であり、それは:
・中間体の官能基性が高いために処理段階が少ない、
・開環又は付加反応のために反応の副生成物が少ない、
・試薬に関するコストが低い、
・試薬の過剰量が少ないため、工程の能力が高い
からである。
実施例IV:多分散度
制御されることが少ない無作為な開環による超分岐重合体と比較すると、式(I)のデンドリマーの場合にはより狭い多分散度が観察される。
図19は、実施例26Bおよび78の生成物のSECを、分子量5000および8000の2種の類似した平均分子量をもつ高分岐樹枝状ポリグリシドールに関するデータと比較した図である。番号1および2のSEC曲線は、実施例26Bおよび78の最適化されていない生成物が超分岐材料の典型的な広い多分散度に比べて低い多分散度をもっていることを示している。計算された多分散度の数を下記の表VIIIに示す。
実施例VI:CPKモデル
図20は、縮んだおよび延びたPEHAMデンドリマー[(C)=PETGE;(IF)=OH;(EX)=PIPZ;(BR)=PETGE);(TF)=PIPZ:G=0.5,1.5,2.5,3.5,4.5,5.5,6.5]を示すCPKモデルから得られた寸法を示す。交差点(crossover point)はde Gennesの緊密充填が明白になる場所を示す。このモデルの縮んだ場合と延びた場合との間の空間はカプセル化に利用できる内部の空隙の容積を示している。水の中のSECの容積はこれらの二つの境界の間の線を与えるであろう。
理論に拘束されることを望むものではないが、下記の議論はPEHAMデンドリマーの反応および生成に対する可能な立体的な因子およびそれらの効果に対する理由を理解する助けになるであろう。コア試薬(C)の周りにはめ込むことができる分岐試薬(BR)の最大数を推定するために二つの数学的モデルがつくられた。第1のモデルはすべての試薬を理想的な球として取り扱い、他方第2のモデルは分岐試薬(BR)を円錐形、コア試薬を球と考える。他のすべての化学的なパラメータ、例えば結合角、実際の分子の形、溶媒等は考えない。いくつかのコア試薬および分岐試薬がこれらのモデルで試験され、その結果、実際の反応から得られる結果と比較した場合、これらのモデルは全く正確であることが示された。
Gennes,Hervet,H.J.J.,Physique−Lett.(Paris)誌、44巻,351頁(1983年)].Ingrid van Baal等[Ingrid van Baal等、Angew.Chem.Int.Ed.誌、44巻,2頁(2005年)]は、彼らがペプチドでG3デンドリマーの表面を修飾しようと試みた場合、完全な構造と共に、部分的に飽和した(sub−saturated)置換された分子を観測した。Tomalia等は、コア−外殻型のテクト(デンドリマー)をつくるための、コア・デンドリマー分子(r2)の周りに配置することができる外殻デンドリマー分子(r1)の飽和数(saturation number)を数学的に計算した[M.L.Mansfield;L.Rakesh;D.A.Tomalia,J.Chem.Phys.誌、105巻,3245頁(1996年)]。Mansfield−Tomalia−Rakeshの式を用いると、コアおよび分岐の半径の比はコアの周りに理論的に結合し得る分岐試薬の最大数を決定する[M.L.Mansfield:L.Rakesh:and D.A.Tomalia,J.Chem.Phys.誌、105巻,3245頁(1996年)]。これらの理論的な計算は証明され、コア−外殻型のテクト(デンドリマー)の合成においてS.Uppuluri等によって実験的に例証された[Adv.Mater.誌、12巻,796頁(2000年)]。これはMALDI−TOFおよびPAGEによって分析され、計算がかなり実際に近いことが証明された[D.A.Tomalia,et al,Pure Appl.Chem.誌、72巻,2343頁(2000年)およびD.A.Tomalia等,Proc.Natl.Acad.Sci.誌、99巻(8),5081〜5087頁(2002年)]。
すべての試薬は理想的な球であると考える。計算を簡単化するために、この段階で円錐、円筒、および楔形のような他の形は用いない。コア試薬(例えばPETGE)のテザー点(tether point)は正四面体の形であると考える。3D Shop Sharewareと名付けられたC4Wによるプログラムを用い三次元の製図を行う。図22において赤のボールはコア試薬を表し、他の色のボールは分岐試薬を表す。種々の異なった色はただ美学的な理由で使用されているに過ぎない。
第1に4個の大きなボール(即ち分岐試薬)の表面を互いに接触させる。それらの四つの中心を連結することにより正四面体が定義される(図22)。この正四面体の内部に定義される空間は許容し得るコア試薬が利用できる容積を記述する。下記式において分岐試薬の半径をr、コアの半径をRとしよう。正四面体の辺の長さは2rでなければならない。内部のコアの空間の最大半径は下記式1から計算することができる。
半径rの3個の球形の分岐試薬(BR)を半径Rのコア試薬(C)の周りに集める。結合角を無視し、4個の球の中心をそれらが同じ平面内に位置するように配置すれば、このようにして定義される正三角形の辺の長さは2rになる。分岐試薬(BR)を接触させることにより定義される中央の空間の中にはめ込み得る(C)に対する最大半径Rは式3を用いて計算される。
1.4個の円錐形の分岐試薬(BR)置換基に対する必要条件
このモデルには3個のパラメータが存在する。それは球形のコアの半径(R)、円錐の高さ(h)、および円錐の底面の半径(r)である。図23参照。
h=円錐形の分岐試薬の高さ
r=円錐形の分岐試薬の底面の半径
r’=R+h
a=四面体の辺の長さ
であり、
球形のコア(C)の周りに3個の円錐を配置し、結合角をパラメータとして考慮しない場合、下記の式によって記述されるように4個の対象の中心を同じ面に配置することができる。(図25)。
すべての試薬の大きさは、エネルギーを最低化(MM2による)した後、Chem3DTM(CambridgeSoft)から推定されるが、他の方法では証明されない。シェアウエアのソフト(CAWによる3D Shop Shareware)を用いてこの議論を支持する図面として示された三次元の図面がつくられる。すべての試薬は簡単な幾何学的な形をもつものとして取り扱われる。小さい分子の大きさは次のようにして決定される:ChemDrawTMにより化学構造を描いた。ChemDrawTMのクリーンアップ関数(clean−up function)を用いて結合の長さおよび角度を補正した。これらの構造をChem3DTMにコピーし、再びクリーンアップを行い、MM2によりエネルギーを最低化した。最後に測定された大きさを得た。下記の化学構造参照。
Claims (91)
- 式(I)
(C)はコアを意味し;
(FF)はコアの焦点官能基性成分を意味し;
xは独立に0かまたは1〜Nc−1の整数であり、
(BR)は分岐セルを意味し、pが1より大きい場合(BR)は同一または相異なる構成部分であることができ;
pは該デンドリマーの中の分岐セル(BR)の総数であって、下記式
ここでGはコアを取り囲む同心的な分岐セルの外殻の数(世代)であり;
iは最終の世代Gであり;
Nbは分岐セルのマルティプリシティであり;
Ncはコアのマルティプリシティであって1〜1000の整数であり;
(IF)は内部官能基性を意味し、qが1より大きい場合(IF)は同一または相異なる構成部分であることができ;
qは独立に0、または1〜4000の整数であり;
(EX)は延長部材を意味し、mが1より大きい場合(EX)は同一または相異なる構成部分であることができ;
mは独立に0、または1〜2000の整数であり;
(TF)は末端の官能基性を意味し、zが1より大きい場合(TF)は同一または相異なる構成部分であることができ;
zは、1以上で或る与えられた世代(G)に対する(C)および(BR)に可能な理論的な数までの表面の基の数を意味し、下記式
z=NcNG b
によって与えられ;
ここでG、NbおよびNcは上記に定義した通りであるが、但しここで少なくとも一つの(EX)または(IF)が存在するものとする、
を有することを特徴とする樹枝状ポリマー。 - Ncは1〜20の整数であり;qは0、または1〜250の整数であり;pは1〜250の整数であり;mは0、または1〜250の整数であり;
qまたはmの一つは少なくとも1でなければならず;
qおよびmの両方が1より大きい場合、(BR)および(EX)は該構成部分の他のものと交互に現れるか、または連続した複数の(BR)または(EX)の群が逐次的に現れ
ることを特徴とする請求項1記載の樹枝状ポリマー。 - (C)が単純なコアであることを特徴とする請求項1、2または3記載の樹枝状ポリマー。
- 単純なコアはポリ(グリシジルエーテル)[例えば、ビス−フェノールグリシジルエーテル、ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE)、テトラフェニロールエタングリシジルエーテル(TPEGE)、トリフェニロールメタントリグリシジルエーテル(TPMTGE)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE)、ビス(4−グリシジルオキシフェニル)メタン(BGPM)]、テトラ(エポキシプロピル)シアヌレート(TEPC)、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート(TGIC)、トリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレート、4,4’−メチレンビス(N,N’−ジグリシジルアニリン)(MBDGA)、ジグリシジルアニリン、N,N’−ジグリシジル−4−グリシドキシアニリン(DGGA)、ソルビトール、グリセロール、ネオペンチル、オリゴネオペンチルジグリシジルエーテル、t−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ペンタエリトリトールトリグリシジルエーテル(PETriGE)、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル(PETriAE)、ペンタエリトリトールテトラアジド(PETAZ)、ネオペンチルテトラプロパルギルエーテル、モノアルキルネオペンチルトリプロパルギルエーテル、トリアジド、テトラアジド、アミノエタノール、アンモニア、ポリアミン[例えば、エチレンジアミン(EDA)、PAMAM、ヘキサメチレンジアミン(HMDA)、ジエチレントリアミン、メチルイソプロピリジン、アルキレンビス(2−ハロエチルアミン)、ハロゲン化アリールメチル(例えばハロゲン化ベンジル)、ピペラジン、アミノエチルピペラジン、超分岐したコア[例えば、ポリリジン、ポリ(エチレンイミン)、ポリ(プロピレンイミン)、トリス−2−(アミノエチルアミン)]、直鎖ポリ(エチレンイミン)、水、硫化水素、アルキレン/アリーレンジチオール、ビス(2−ピペラジニルエチル)ジスルフィド(BPEDS)、シスタミン、4,4’−ジチオジ酪酸、ジチオ酪酸ジメチル(DMDTB)、メルカプトアルキルアミン、チオエーテルアルキルアミン、イソシアヌレート、複素環化合物、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7−トリス(酢酸)(DO3A)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7,10−テトラ(酢酸)(DOTA)、マクロ環式化合物(例えば、クラウンエーテル)、多炭素のコア(エチレン、ブタン、ヘキサン、ドデカン)、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ(多官能性アクリレート)(例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、ジアリルアミン)、ジエチルアミノジアセテート、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、ホスフィン、ポルフィン(例えばポルフィリン)、オキシラン、チオラン[例えば、テトラチオラン(TES)]、オキセタン、アジリジン、アゼチジン、多アジド官能基性(例えば、PETGEから誘導されるテトラ−アジド)、シロキサン、オキサゾリン[例えば、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)(PEOX)]、カルバメート、またはカプロラクトンであることを特徴とする請求項4記載の樹枝状ポリマー。
- 単純なコアはシスタミン、ジアミンジスルフィド、ジアジドジスルフィド、ジスルフィドジアセチレン、プロパルギルペンタエリトリトールトリアリルエーテル、プロパルギルペンタエリトリトールトリグリシジルエーテル、ペンタエリトリトールテトラアジド、ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル、テトラフェニロールエタングリシジルエーテル、トリフェニロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル,トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、イソシアヌレート,複素環式化合物、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、多炭素コア(エチレン、ブタン、ヘキサン、およびドデカン)、ホスフィン,または単一官能性または多官能性のエポキシドを有する直鎖の、分岐した、或いは環式の構成部分、多官能性のアルケン、アルキン、またはアリール、或いは多アジド官能基性であることを特徴とする請求項5記載の樹枝状ポリマー。
- (C)は足場のコアであることを特徴とする請求項1、2または3記載の樹枝状ポリマー。
- 足場のコアはキャッピングされた材料、例えばそれぞれ一つまたはそれ以上のアミノエチルピペラジン、アジド、プロパルギル官能基性、ピペラジン、ジ−イミノ二酢酸、またはエポキシド表面のPEHAM、またはこれらの混合物でキャッピングされたトリメチロールプロパントリアクリレート、またはペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE)、またはトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE)、或いはテトラフェニロールエタングリシジルエーテル(TPEGE)またはトリフェニロールエタントリグリシジルエーテル(TEMPTGE)であることを特徴とする請求項7記載の樹枝状ポリマー。
- (C)はスーパー・コアであることを特徴とする請求項1、2または3記載の樹枝状ポリマー。
- スーパー・コアはコアの官能基性として作用するデンドリマーであるか、或いは0価の金属粒子(例えば、Au,Ag,Cu,Pd,Pt)、金のナノ粒子、金のナノ棒状物、コロイド、ラテックス粒子、金属酸化物、ナノ結晶、量子ドット、ミセル、ベシクル、リポゾーム、バッキーボール、カーボンナノチューブ(単一壁または二重壁)、炭素繊維、シリカまたは塊状金属表面であって、この場合他の構造が結合しているか、或いはその表面から成長することができるものであることを特徴とする請求項9記載の樹枝状ポリマー。
- (C)は、次のような成分:即ちPAMAMはその表面の上に成長するかまたは結合したPEHAMをもったコアであるか;PEHAMはその表面の上に成長するかまたは結合したPEHAMをもったコアであるか;PEHAMはその表面の上に成長するかまたは結
合したPEHAMおよびPAMAMをもったコアであるか;PAMAMはその表面の上に成長するかまたは結合したPEHAMおよびPAMAMをもったコアであるか;PEHAMはその表面の上に成長するかまたは結合したPEMAMをもったコアであるか;ポリリジン樹枝状ポリマーはコア及びその表面の上に成長するかまたは結合したPEHAMであるか;PPIはコア及びその表面の上に成長するかまたは結合したPEHAMであるか;ポリオールはコア及びその表面の上に成長するかまたは結合したPEHAMである成分を含んで成るスーパー・コアであることを特徴とする請求項9記載の樹枝状ポリマー。 - (C)は少なくとも一つの求核性(Nu)、一つの求電子性(E)、または一つの他の(O)構成部分であるか;或いは配列した少なくとも二つの樹脂状の分岐に結合した多価のコアであるか;またはコアの原子または分子であってそれは1価のまたは一官能性の構成部分或いは多価のまたは多官能性の構成部分、好ましくは樹脂状の分岐と結合するために利用できる官能性部位の原子価結合を2〜25000有する多官能性の構成部分であることができることを特徴とする請求項1、2または3記載の樹枝状ポリマー。
- (C)は求核性(Nu)であって、アンモニア、水、硫化水素、ホスフィン、ポリ(アルキレンジアミン),例えばエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ドデシルジアミン、ポリアルキレンポリアミン、例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン,テトラエチレンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリ(プロピレンイミン)、直鎖および分岐したポリ(エチレンイミン)およびポリ(アミドアミン)、第1級アミン、例えばメチルアミン、ヒドロキシエチルアミン、オクタデシルアミン、ポリ(メチレンジアミン),マクロ環式/クリプタンド・ポリアミン、ポリ(アミノアルキルアレーン)、トリス(アミノアルキル)アミン、メチルイソプロピリジンジエチレントリアミン、アルキレンビス(2−ハロエチルアミン)、ハロゲン化アリールメチル(例えばハロゲン化ベンジル)、超分岐したコア(例えばポリリジン)、ポリ(プロピレンイミン)、トリス−2−(アミノエチルアミン),複素環式アミン、星形/櫛形に分岐したポリアミン、ピペラジンおよびその誘導体(例えばアミノアルキルピペラジン)、エチレングリコール、ポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンポリメルカプタン、チオフェノール、フェノール、またはキャッピングされたコア[例えばt−ブチルブトキシカルビノール(BOC)]としてのこれらの任意のコアであってこの場合Ncの原子価の少なくとも一つがキャッピングされていないものであることを特徴とする請求項12記載の樹枝状ポリマー。
- (C)は求電子性(E)であるか、Broensted/Lewis酸またはアルキル化/アシル化剤で(E)に変わるものであり、環式エーテル(例えばエポキシド)、オキシラン、環式スルフィド(例えばエピクロロスルフィド),アジリジン、アゼチジン、シロキサン、オキセタン、オキサゾリン、オキサジン、カルバメート,カプロラクトン、カルボキシ酸無水物、チオラクトン、スルトン、β−ラクタム、α,β−エチレン型不飽和カルボン酸エステル、例えば(C2−C18アルキル)アクリレートエステル(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル)、(C2−C18アルキル)メタクリレートエステル、アクリロニトリル、イタコン酸メチル、フマル酸ジメチル、マレイン酸無水物、またはアミド、例えばアクリルアミド、またはNcの原子価の少なくとも一つがキャッピングされていないキャッピング・コアとしてのこれらの任意のコアであることを特徴とする請求項12記載の樹枝状ポリマー。
- (C)は他の(O)構成部分であり、多価のコアまたはフリーラジカル受容性の基(例えばオレフィン)、または1、3−双極性シクロ付加構成部分(例えばポリアルキンおよびポリアジド)を生成し得る化合物である多官能性の反応開始剤コアであることを特徴とする請求項12記載の樹枝状ポリマー。
- (C)はトリアクリレート、テトラアクリレート,トリアジリジン、テトラアジリジン、トリアジド、テトラアジド、トリチオラン、テトラチオラン,トリオキサゾリン、テトラオキサゾリン、トリエポキシド、テトラエポキシド、ジグリシジルアニリン,ネオペンチルアルコール、アミノアルキロール、アルキレンジアミン、テトラアリールメタン,トリアリールメタン、トリグリシジルエーテル、テトラアリールメタン、テトラグリシジルエーテル,ビス(グリシドキシフェニル)アルカン、テトラエピスルフィド、トリスグリシジルイソシアヌレート、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、メチレンビス(ジグリシジルアニリン)、またはテトラエピスルフィドであることを特徴とする請求項12記載の樹枝状ポリマー。
- (C)はシスタミン、イソシアヌレート、複素環式化合物、多炭素コア(例えば、エチレン、ブタン、ヘキサン、ドデカン)、ホスフィン、または単一または多官能性エポキシドを有する直鎖の、分岐した、または環式の構成部分であることを特徴とする請求項12記載の樹枝状ポリマー。
- (FF)はデンドロンをコアとして使用できるようにするか、二つまたはそれ以上のデンドロンを連結できるようにするか、または(C)、(BR)、または(EX)および(BR)を反応し得るようにする任意の構成部分であることを特徴とする請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。
- (FF)は水素、チオール、アミン,カルボン酸、エステル、エーテル、環式エーテル(例えば、クラウンエーテル、クリプタンド),ポルフィリン、ヒドロキシル、マレイン酸イミド、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリールアルキル、ホスフィノ、ホスフィン、ボラン、アルコール、アルデヒド、アクリレート、環式無水物、アジリジン、ピリジン、ニトリル、イタコネート、環式チオラクトン、チオラン、アゼチジン、環式ラクトン、マクロ環式化合物[例えば1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7,10−テトラ(酢酸)(DOTA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7−トリス(酢酸)(DO3A)]、キレート化配位子[例えばジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)]、イソシアネート、イソチオシアネート、オリゴヌクレオチド、アミノ酸、ペプチド、シクロペプチド、蛋白質、抗体または断片、アプタマー、イミダゾール、アジド、メルカプトアミン、シラン、オキサゾリン、オキシラン、オキセタン、オキサジン、イミン、トシレート、金属、ビオチン、ストレプタビジン、アビジン、保護基(例えば、t−ブトキシカルボニル(BOC)またはケトン溶媒で保護された基)、シロキサンまたはその誘導体、またはこれらの置換誘導体またはそれらの組み合わせ、或いはクリック・ケミストリーに適した基(例えばポリアジドまたはポリアルキン官能基性)であることを特徴とする請求項18記載の樹枝状ポリマー。
- (FF)はメルカプト、アミノ、カルボキシおよびカルボキシエステル、オキサゾリン、イソチオシアネート、イソシアネート、ヒドロキシル、エポキシ、オルトエステル、アクリレート、メタクリレート、スチレニル、またはビニルベンジル構成部分であることを特徴とする請求項18記載の樹枝状ポリマー。
- (BR)は任意の求核性(Nu)、求電子性(E)または他の(O)試薬であるか、或いは(BR)の前駆体からのその場でつくることができ、該(BR)は(C)、他の分岐セルまたは分岐セル試薬(BR)、延長部材(EX)、或いは末端官能基(TF)と反応することができ、その結果式(I)の樹枝状ポリマーの次の世代に対し、存在する反応性の基を多数生じるかまたは増大させ、(BR)が一つの世代より多く生じる場合、それは同じまたは異なった(BR)構成部分であることができることを特徴とする請求項1、2または3記載の樹枝状ポリマー。
- (BR)が共反応物と一緒に使用されてコア付加物を生じ、次いでこれが第2の共反応物と反応させられていることを特徴とする請求項21記載の樹枝状ポリマー。
- (BR)はキャッピングされていないまたは部分的にキャッピングされた、分岐したまたは直鎖の、或いは第1級または第2級のポリアミン,ジエチレントリアミン(DETA)、2−イミダゾリジル−1−アミノエタン(IMAE)、ジエタノールアミン(DEA),ジベンジルアミン(DBA)、トリエチレンテトラアミン(TETA),テトラエチレンペンタアミン、ポリ(エチレンイミン)、メチルアミン、ビス(アリル)アミン(BAA)、ヒドロキシエチルアミン、オクタデシルアミン、ジエチルイミノジアセテート(DEIDA)、ポリ(メチレンジアミン)、例えばヘキサメチレンジアミン(HMDA),ポリアミノアルキルアレーン、トリス(アミノアルキル)アミン、例えばトリス(アミノエチル)アミン(TREN)、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)、直鎖のおよび分岐したポリ(エチレンイミン)、直鎖のおよび分岐したポリ(アミドアミン)、複素環式アミン、例えばイミダゾリン、ピペリジン(PIPZ)、アミノアルキルピペラジン、メチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA)、ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);または種々の他のアミン、例えばヒドロキシエチルアミノエチルアミン、(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(HEDA),メルカプトアルキルアミン、メルカプトエチルアミン、イミノジアルキン、イミノジアルケン、置換されたピペラジン,ポリ塩化ビニルベンジルのアミノ誘導体および他のベンジルアミン、例えばトリス(1,3,5−アミノメチル)ベンゼン;またはポリオール、例えばペンタエリトリトール、エチレングリコール、ポリアルキレンポリオール、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ジメルカプトエタンまたはポリアルキレンポリメルカプタン;チオフェノール、またはフェノール;またはアセチレン性ポリエポキシド、ヒドロキシアルキルアジド,アルキルアジド、トリ−およびテトラ−アジリジン、トリ−およびテトラ−オキサゾリン、トリアゾール、チオールアルキル、チオール(FF)デンドロン、アリル基、アクリレート,メタクリレート,またはオレフィン官能基性または上記のキャッピングされた構成部分であることを特徴とする請求項21記載の樹枝状ポリマー。
- (BR)はトリアクリレート,テトラアクリレート,トリエポキシド、テトラエポキシド、ジアリルアミン,ジエタノールアミン、ジエチルイミノジアセテート、ビス(2−ハロアルキル)アミン、トリス(ヒドロキシメチルアミン)、保護されたジエチレントリアミン(DETA)であるか、またはその場で用いることを含めてアクリル酸メチルを使用することができることを特徴とする請求項21記載の樹枝状ポリマー。
- (BR)は1種またはそれ以上の環式エーテル(エポキシド)、オキシラン、スルフィド(エピクロロスルフィド)、アジリジン、アゼチジン、シロキサン、オキセタン、オキサゾリン、オキサジン、カルバメート、カプロラクトン、カルボキシ無水物、チオラクトン、β−ラクタム、またはそれらの誘導体であることを特徴とする請求項21記載の樹枝状ポリマー。
- (BR)はトリアクリレート、テトラアクリレート、トリエポキシド、テトラエポキシド、トリアジド、テトラアジド、ジアリルアミン(BAA)、ジエタノールアミン(DEA)、ジエチルイミノジアセテート(DEIDA)、トリス(ヒドロキシメチルアミン)、ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE)、ペンタエリトリトールトリグリシジルエーテル(PETriGE)、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル(PETriAE)、(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(HEDA)、メチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA)、トリス(2−アミノエチル)アミン(TREN),トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)、ジメチルイミノジアセテート,(ケトン性溶媒で)保護されたジエチレントリアミン(DETA)、またはその場で生成させるものを含めてアクリル酸メチルであることを特徴とする請求項21記載の樹枝状ポリマー。
- (IF)は開環反応からつくられ内部の反応部位を生じる活性の構成部分であることを特徴とする請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。
- (IF)はヒドロキシル、チオール、アミン,ホスフィン、アルキルシラン、シラン、ボラン、カルボキシ、カルボキシエステル、クロロ、ブロモ、アルケン、アルキン、またはアルキル−またはアリール−アミドであることを特徴とする請求項27記載の樹枝状ポリマー。
- (IF)はヒドロキシル,チオール、アルキレン、エステルまたはアミンであることを特徴とする請求項27記載の樹枝状ポリマー。
- (EX)は次のGが成長する前にデンドリマーの内部の中の距離を長くすることができる構成部分であり、樹枝状ポリマーの中で(BR)構成部分の前または後、或いは(BR)の前および後の両方に存在することができ、このような第2の(EX)は第1の(EX)と同一または相異なることができ、一つの(IF)構成部分をもつことができ、また少なくとも二つの反応部位をもっていなければならないことを特徴とする請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。
- (EX)はアミノ酸、例えばリジン、ポリ(アミノ酸)、例えばポリリジン、オリゴエチレングリコール、ジエチレンテトラアミンおよび高級アミン同族体、5員環イミダゾリジル誘導体として保護されたオリゴアルキレンアミン、ジ−またはそれ以上の不均一なまたは均一な官能基性をもった脂肪酸、不飽和脂肪族または芳香族の二官能基性または多官能基性の構成部分、エタノールアミン(EA)、モルフォリン、ジカルボン酸、エチル−N−ピペラジンカルボキシレート(EPC)、2−イミダゾリジル−1−アミノエタン(IMAE)、アリールジメルカプタン、ジメルカプトアルカン、トリアゾール、イタコン酸ジメチル(DMI),ジアジド、ジアセチレン、ピロリドン、ピロリドンエステル、アミノアルキルイミダゾリン,イミダゾリジン、ポリ(アルキレンイミダゾリジン)、メルカプトアルキルアミン、ヒドロキシアルキルアミン、または不均一な不飽和脂肪族および芳香族の二官能基性または多官能基性の構成部分であることを特徴とする請求項30記載の樹枝状ポリマー。
- (EX)はジアミノアルカン、ジフェノール、ジチオフェノール、芳香族ポリ(カルボン酸)、メルカプトアミン,メルカプトエタノール、アリルアミン、メチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA)、ピペラジン(PIPZ)、ポリピペラジン、アミノエチルピペラジン(AEP)、エチル−N−ピペラジンカルボキシレート(EPC)、環式ピロリジン誘導体、エチレンジアミン(EDA)、ジエチルイミノジアセテート(DEIDA)、または超分岐した樹枝状ポリマー、例えばポリリジン、ポリ(エステルアミド)、ポリ(アミドアミン)、ポリ(エチレンイミン)またはポリ(プロピレンイミン)構成部分であることを特徴とする請求項30記載の樹枝状ポリマー。
- (EX)はメチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA)、ジメチルイタコネート(DMI)、アクリル酸メチル、エチル−N−ピペラジンカルボキシレート(EPC)、1,2,3−トリアゾ−ル、2−イミダゾリジル−1−アミノエタン(IMAE)、ピペラジン、アミノアルキルピペラジン、ポリ(アルキレンピペラジン)、メチルイソプロピルイミノエチルピペラジン(MIPIEP)、ジスルフィド
構成部分を有するジアミン、ビス(ピペラジノアルキル)ジスルフィド、またはピペラジン誘導体であることを特徴とする請求項30記載の樹枝状ポリマー。 - (TF)は1,3−双極性付加反応に対して官能基的に活性をもつかまたは適した基であって、付加反応または置換反応、または開環反応を行うのに十分活性をもった基、または重合を開始させる基、または樹枝状の分岐を次の世代のGに伝播するのに使用できる任意の官能基的に活性をもった基であり、ここで全部ではないが若干の(TF)構成部分は反応して次の世代のGをつくることができ、これらの(TF)基は同一または相異なることができ、(TF)構成部分が最後のGである場合にはこの(TF)は反応しないことを特徴とする請求項1、2または3記載の樹枝状ポリマー。
- (TF)はアミノ基[キャッピングをすることができるが少なくとも一つのキャッピングされないアミノ基をもっている第1級および第2級アミノ基(例えばメチルアミノ、エチルアミノ,ヒドロキシエチルアミノ、ヒドラジノ基、ベンジルアミノ、グルコサミン、アミノ酸、メルカプトエチルアミノ)、第3級アミノ基(例えばジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ビス(ヒドロキシエチル)アミノ)、第4級アミノ基、トリアルキルアンモニウム、ビス(ヒドロキシエチル)アミノ、ビス(2−ハロエチル)アミノ、N−アルキル化された、N−アリール化された、N−アシル化された誘導体を含む];ヒドロキシ、メルカプト、カルボキシ、アルケニル、アリル、アリール,メタルキル,ビニル、アミド、ハロ、尿素,オキシラニル、アジリジニル、オキサゾリニル、アザラクトン、ラクタム、ラクトン、イミダゾリニル、スルフォナート、ホスフォナート、ボロナート、有機シラン、イソシアナート、イソチオシアナート、α−ハロ基、またはヒドロキシアルキルアジドであることを特徴とする請求項34記載の樹枝状ポリマー。
- (TF)または(M)はポリエチレングリコール、ピロリドン、ピロリドンエステル、カルボキシピペリジン、ピペリジン、ピペラジン、置換されたピペラジン、アミノアルキルピペラジン、ヘキシルアミド、アルデヒド、アジド、オキセタン、染料[例えば近赤外蛍光色素(例えばシアニン誘導体、FITC),比色用色素(例えばNile red)]、トリス(ヒドロキシメチル)アミドメタン、フォトクロミック構成部分(例えばシドノン、ポルフィン)、アミドエチルエタノールアミン、カルボメトキシピロリジノン、スクシンアミド酸、アミドエタノール、アミノ酸、保護されたアミノ酸、抗体およびその断片、蛋白質、ペプチド、シクロペプチド、陽イオン性ステロイド、マクロ環式基、アザクラウンエーテル、抗生物質/抗バクテリア剤[例えばアミノグリコシド、アンフェニコール、アンサマイシン、β−ラクタム(例えばペニシリン、セファロスポリン、セファマイシン、オキサセフェム、カルバペネム)、テトラサイクリン、マクロライド、リンコスアミド、2,4−ジアミノピリミジン、ニトロフラン、キノロン、スルフォンアミド、スルフォン]、抗新プラスティックス剤[例えば、アルキルスルフォネート、アジリジン、エポキシド、エチレンイミンおよびメチルメラミン、窒素マスタード、ニトロ尿素、プリン同族体、アンドロゲン、抗副腎剤、抗アンドロゲン剤、抗エストロゲン剤、エストロゲン、LH−RH同族体、プロゲストーゲン、その他]、葉酸および同族体、エポキシド、アクリレート、メタクリレート、アミン、カルボキシレート、陽イオン性、陰イオン性、中性、芳香族,グルコサミンまたは他のアミノ糖、ビオチン、アビジン、ストレプタビジン、成長因子、ホルモン、アプタマー、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7,10−テトラ(酢酸)(DOTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、金属キレート、ナフチルスルフォネート、アルキルスルフォネート、アリールスルフォネート、標的基、(例えばCD19、CD22,アプタマー),ヒアルロン酸、ポリオキソメタレート、有機発色団、多価結合化合物、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノコンポジット、すべて金属のナノ粒子、すべての種類のコアおよび外殻をもったすべて半導体のナノ粒子、放射性物質およびそのキレート同族体、蛍光分子(金属塩、有機化合物)、電気伝導性分子、光または電磁波吸収性または放出性分子(例えば紫外、可視、赤外、およびマイクロ波)、薬剤または診断剤の放射性同族体、シラン、シロキサン、シルセスキオキサン、ポリ(アリールアルキル)ポリ(ヨー化物)、量子ドット、ナノ結晶(例えばAu、Ag、Cu等),ポリフッ素化分子、表面活性剤、デンドロン、分化したデンドロン、デンドリマー、メトキシエトキシエトキシ、ポリイミド(例えばマレイン酸イミド)、除草剤(例えばトリフルラリン、2−ホスフォノメチルアミノ酢酸、ポリアゾ化合物、ポリホスファジン、ポリフッ素化したスルフォネート、ヘテロ原子の直鎖および分岐、脂質、澱粉、単糖類(例えばマンノース、デキストース)、オリゴヌクレオチド、複雑な糖類、薬剤、例えば抗ガン剤(例えばドキソルビシン、メトトレキセート、その他)、アセチルサリチル酸、サリチル酸,ビタミン類(例えばビタミンEおよびC)、補助因子(例えばNADH),または酸化防止剤であることを特徴とする請求項34記載の樹枝状ポリマー。
- (TF)および/または(IF)は担持された材料(M)と連係することができ、これは1個の(M)から、(TF)に対しては表面上に存在する最大可能な数zまで、(IF)に対しては最大の空隙容量で且つ内部に存在する(IF)に対するqまでであることができることを特徴とする請求項1、2または3記載の樹枝状ポリマー。
- 若干のまたはすべての(TF)はさらに(BR)または(EX)と反応してデンドリマーまたはデンドロン表面を成長させることができることを特徴とする請求項34記載の樹枝状ポリマー。
- (TF)はピペラジンおよびその誘導体、アルキルピペラジン、アミノアルキルピペラジン、1,2,3−トリアゾール、2−イミダゾリジル−1−アミノエタン(IMAE)、アクリレート,メタクリレート、アクリルアミド、ヒドロキシル、エポキシド、オキサゾリン、アルキレンイミン、ラクトン、アザラクトン、ポリエチレンオキシド、アミノエチルイミン、カルボキシレート、アルキル、アジリジン、アジド、エチルイミン、アルキルエステル、エポキシド、アルコール、アルキルチオール、チオール、チオラン、モルフォリン、アミン、ヒドラジニル、カルボキシル、アリル、アジジル、アルケニル、アルキニル、ヒドロキシルアルキルアミノ,保護されたジエチレントリアミン(DETA)、カルボキシアルキル、ピロリドン(およびそのエステル)またはスクシンイミジルエステルであることを特徴とする請求項34記載の樹枝状ポリマー。
- (FF)はさらに反応してアミド;エステル;随時一つまたはそれ以上のハロゲンで置換されたアルキル−、アルケニル−、アルキニル−またはアリールエーテル;環式エーテル(例えば,アザクラウンエーテル、クリプタンド);ポルフィリン;チオエーテル;チオエステル;ジスルフィド;マレイン酸イミド;ホスフィン;ホスフィン;ボラン;カルボン酸およびエステル並びに塩;ヒドラジド;アルコール;アルデヒド;アクリレート;環式無水物;アジリジン;ピリジン;ニトリル;アルキン;イミダゾール、アジド;メルカプトアミン;シラン;オキサゾリン;オキシラン;オキセタン;オキサジン;イミン;トシレート;ピロリドン;環式チオラクトン;チオラン;アゼチジン;ラクトン;アザラクトン;マクロ環式化合物[例えば1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7,10−テトラ(酢酸)(DOTA),1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7−トリ(酢酸)(DO3A)];キレート化配位子[例えばジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)];イソシアネート;イソチオシアネート;オリゴヌクレオチド;アプタマー;アミノ酸;蛋白質、ペプチド、シクロペプチド、抗体および抗体の断片;ヌクレオチド;ヌクレオシド;金属;ビオチン;ストレプタビジン;アビジン;キャッピング基(例えば,t−ブトキシカルボニル(BOC)またはキャッピングされた溶媒);シロキサンまたは誘導体;上記の置換された誘導体、またはこれらの組み合わせ;またはクリック・ケミストリーに適した基(例えばポリアジドまたはポリアルキン官能基性)であることを特徴とする請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。
- 樹枝状ポリマーはCPKモデル、電子顕微鏡、または溶液キャラクタリゼーションで決定された球、棒、不規則な超分岐、デンドリグラフト、またはコア−外殻(テクト)デンドリマーまたはデンドロンのような物理的形状をもっていることを特徴とする請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。
- (TF)は全体として正の電荷を表面に与えることを特徴とする請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。
- Nc=4、(TF)=ピペラジン,およびG=1であることを特徴とする請求項42記載の樹枝状ポリマー。
- (BR)=トリス(2−アミノエチル)アミン(TREN)、Nc=4およびG=2であることを特徴とする請求項42記載の樹枝状ポリマー。
- (C)はペンタエリトリトールトリグリシジルエーテル(PETriGE)、ペンタエリトリトールテトラアジド(PETAZ)、テトラフェニロールエタングリシジルエーテル(TPEGE)、またはトリフェニロールメタントリグリシジルエーテル(TPMTGE)であるか;または
(BR)は3,3−イミノジアセトニトリルル(IDAN)、イミノビス(メチルホスフォン酸)(IMPA)、ビス(アリル)アミン(BAA)、ジエチレントリアミン(DETA)、メチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA)、トリス(2−アミノエチル)アミン(TREN)、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(AEEA)、または2−メチル−2−イミダゾリン(MIA)であるか;または
(TF)はテトラメチルシラン(TMS)であるか;または
(EX)はトリアゾールであることを特徴とする請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。 - (EX)=ピペラジン(PIPZ)またはその誘導体,またはトリアゾールまたはその誘導体であり、G=0、1、2、3または4である請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。
- Nc=3または4の場合,(BR)=ジエチルイミノジアセテート(DEIDA)、ビス(アリル)アミン(BAA)、ジエタノールアミン(DEA)、ジエチレントリアミン(DETA)、メチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA)、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(AEEA),トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)またはトリス(2−アミノエチル)アミン(TREN)であることを特徴とする請求項1、2または46記載の樹枝状ポリマー。
- コアは脂肪族の構成部分であり、ここで(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE)、ペンタエリトリトールトリグリシジルエーテル(PETriGE)、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル(PETriAE)、トリメチルロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE)、ペンタエリトリトールテトラアジド(PETAZ)、テトラ(エポキシプロピル)シアヌレート(TEPC),またはトリ(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート(TGIC)であることを特徴とする請求項1、2または46記載の樹枝状ポリマー。
- コアは芳香族構成部分であり、ここで(C)=テトラフェニロールエタングリシジルエーテル(TPEGE)またはトリフェニロールメタントリグリシジルエーテル(TPMTGE)であることを特徴とする請求項1、2または46記載の樹枝状ポリマー。
- ポリマーは下記の任意の一つ:
[(C)=EDA;(FF)=H;(BR)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA);(EX)=HSEt;(TF)=OH;G=1];
[(C)=HMDA;(BR)=トリメチルロールプロパントリアクリレート(TMPTA);(EX)=EA;(TF)=OH;G=1];
[(C)=HMDA;(BR)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA);(EX)=モルフォリン;(TF)=環式エーテル;G=1];
[(C)=EDA;(FF)=H;(IF)=OH;(BR)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(TF)=エポキシ;G=1];および
[(C)=HMDA;(IF)=OH;(BR)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(TF)=エポキシ;G=1]
であることを特徴とする請求項1記載の樹枝状ポリマー。 - ポリマーは下記の任意の一つ:
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(EX)= ピペラジン(PIPZ);(TF)=NH;G=0.5、1.5、2.5または3.5];
[(C)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(FF)=Et;(IF)=OH;(BR)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(TF)=NH;G=1.5];
[(C)=トリフェニロールメタントリグリシジルエーテル(TPMTGE);(FF)=Et;(IF)=OH;(BR)=トリス(ヒドロキシメチルアミノメタン)(TRIS);(TF)=OH;G=1];
[(C)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA);(FF)=Et;(BR)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(TF)=NH;G=1.5];および
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=ビス(アリル)アミン(BAA);(TF)=アリル;G=1]
であることを特徴とする請求項1記載の樹枝状ポリマー。 - ポリマーは下記の任意の一つ:
[(C)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(FF)=Et;(IF)=OH;(BR)=トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS);(TF)=OH;G=1];
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS);(TF)=OH;G=1];
[(C)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(FF)=Et;(IF)=OH;(BR)=ジエタノールアミン(DEA);(TF)=OH;G=1];
[(C)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(FF)=Et;(IF)=OH;(BR)=ジエチルイミノジアセテート(DEIDA)およびトリス(2−アミノエチル)アミン(TREN);(TF)=NH2;G=2];
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=ジエチルイミノジアセテート(DEIDA)およびトリス(2−アミノエチル)アミン(TREN);(EX)=イタコン酸ジメチル(DMI);(TF)=
CO2Me;G=2.5];
[(C)=テトラフェニロールエタングリシジルエーテル(TPEGE);(IF)=OH;(BR)=ジエチレントリアミン(DETA);(TF)=NH2;G=1];
[(C)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(FF)=Et;(IF)=OH;(BR)=イタコン酸ジメチル(DMI)およびトリス(2−アミノエチル)アミン(TREN);(EX)=イタコン酸ジメチル(DMI);(TF)=CO2Me;G=2.5];
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジル エーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=ジエチルイミノジアセテート(DEIDA)およびトリス(2−アミノエチル)アミン(TREN);(TF)=NH2;G=2];
[(C)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(FF)=H;(IF)=OH;(BR)=トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS);(TF)=OH;G=1];
[(C)=テトラフェニロールエタングリシジルエーテル(TPEGE);(IF)=OH;(BR)=トリス{2−アミノエチル)アミン(TREN)およびトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS);(EX)=MeAcryl;(TF)=OH;G=3];
[(C)=テトラフェニロールエタングリシジルエーテル(TPEGE);(IF)OH;(BR)=トリス(2−アミノエチル)アミン(TREN);(EX)=MeAcryl;(TF)=CO2Me;G=2.5];
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(EX)= ピペラジン(PIPZ);(TF)=NH;G=1.5];
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE)およびGly;(EX)=ピペラジン(PIPZ);(TF)=OH;G=2];
[(C)=BPEDS;(IF)=OH;(BR)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(EX)=メチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA);(TF)=エポキシ;G=1];
[(C)=BPEDS;(FF)=SH;(IF)=OH;(BR)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(EX)=メチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA);(TF)=NH2;G=1];
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=メチルイソブチルで保護された1−(2−アミノエチル)ピペラジン(PEA);(TF)=NH2;G=1];
[(C)=テトラフェニロールエタングリシジルエーテル(TPEGE);(IF)=OH;(BR)=トリス(2−アミノエチル)アミン(TREN);(TF)=NH2;G=1];
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(BR)=ジエチルイミノジアセテート(DEIDA);(TF)=CO2Et;G=1.5];
[(C)=トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(TMPTGE);(FF)=Et;(IF)=OH;(BR)=ジエチルイミノジアセテート(DEIDA);(TF)=CO2Et;G=1.5];
[(C)=トリフェニロールメタントリグリシジルエーテル(TPMTGE);(FF)=H;(IF)=OH;(BR)=ジエタノールアミン(DEA);(TF)=OH;G=1];
[(C)=トリフェニロールメタントリグリシジルエーテル(TPMTGE);(FF)=H;(IF)=OH;(BR)=ジエチルイミノジアセテート(DEIDA);(TF)=CO2Et;G=1.5];および
[(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF)=OH;(EX)=エチル−N−ピペラジンカルボキシレート(EPC);(TF)=NH;G=0]
であることを特徴とする請求項1記載の樹枝状ポリマー。 - 該ポリマーは増強された熱安定性、改善された化学的安定性、および/または狭い多分散度の範囲をもっていることを特徴とする請求項1または2記載の樹枝状ポリマー。
- 担持された材料(M)は樹枝状ポリマーとその内部または表面またはその両方の上で連係していることを特徴とする請求項1,2または3記載の樹枝状ポリマー。
- 担持された材料(M)は樹枝状ポリマーの内部の(IF)構成部分と連係していることを特徴とする請求項54記載の樹枝状ポリマー。
- 担持された材料は医薬品的な活性をもった試薬またはプロドラッグであることを特徴とする請求項54記載の樹枝状ポリマー。
- 少なくとも1種の医薬品的に許容できる希釈剤またはキャリヤーを有している請求項56記載の樹枝状ポリマーを含んで成ることを特徴とする調製物。
- 担持された材料は農業的な活性をもった試薬であることを特徴とする請求項54記載の樹枝状ポリマー。
- 少なくとも1種の農業的に許容できる希釈剤またはキャリヤーを有していることを特徴とする請求項58記載の樹枝状ポリマーを含んで成ることを特徴とする調製物。
- (FF)はx=Nc−1を有し、デンドロンがつくられることを特徴とする請求項1、2または3記載の樹枝状ポリマー。
- エネルギーおよびエレクトロニックスの用途、例えば燃料電池(例えば膜、触媒)、エネルギー貯蔵(例えば水素)、マイクロ波吸収剤、赤外線吸収剤、固体状態材料による照明、装置の熱管理、発光ダイオード、ディスプレー、電子インク、層間誘電体、ホトレジストおよびナノレジスト・パターンニング、ナノ平版印刷、トランジスター、分子エレクトロニックス、光通信装置(例えば導波管)、フォトニックス、光−電気変換器、写真材料、量子ドット、および材料のステルス増強に使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 溶媒または乾燥した調製物のいずれかと共にトナー組成物として使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 染料(例えば陰イオン性染料、フォトクロミック染料、熱発色性染料、液晶)、塩、帯電防止剤、表面活性剤、酸化防止剤、溶媒(例えば水)と共に、またはニートの状態で使用するため;、他の所望の成分と共に使用して、紙または他の印刷表面に、沈着させ得る沈澱を含まないインクをつくるため;および布、布の模様、絨毯および他のこのような品目に対する多くの用途に有用な合成および天然繊維を被覆するかまたはそれに浸透させるのに使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 例えば紙、ラテックス、顔料、重合体、光ファイバー、ガラス、金属表面、ガラス繊維、セラミックス、ゴム、木材、コンクリート、石材、繊維および布に対する被覆、コーキングおよび充填剤調製物として使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 容器、ステント、医療機器、カテーテル、移植材、マイクロアレイ・スライド、細胞培養板、電極およびセンサーのコーティングとして使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 分離または濾過、或いは大きさの較正に用いる支持体として使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 歯科用コンポジット、光硬化性材料、レオロジー変性材、重合体接着剤、重合体添加物、電磁波吸収材、贋造防止媒体、多孔質変性剤、感染防止剤、抗バクテリア剤、香料、脱臭剤、アミロイド形成防止剤に対する組成物として使用して性能を向上させ、収縮を減少させ、および/または接着性を改善するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- コンピュータの記憶システム、磁気的記憶保存システム、および電子トランジスターおよび光トランジスターの製造に使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 金属イオン、金属粒子、磁性粒子および常磁性粒子、合金、触媒、再利用可能な触媒、金属の細孔発泡体、ナノ反応器、半導体粒子、および量子ドットに対するキャリヤーとして使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- プロドラッグ、薬剤(例えば小さい有機性の薬剤、ポリマードラッグ、生物性マクロ分子の薬剤、抗レスチノシス(antirestionosis)剤、心臓血管作用薬(caradiovascular agent)、アンギオスタティン(angiostatin)、スタティン(statin)、抗バクテリア剤、抗ウィルス剤、殺菌剤、アミノ酸、ペプチド、蛋白質、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド)、ワクチン、診断剤、造影剤、バイオマーカー剤、腫瘍剤、眼球作用薬(ocular agent)、非ステロイド系抗炎症剤、抗原、ビタミン、α−ヒドロキシ酸、解毒剤、および免疫抑制剤に対するキャリヤーとして使用するための請求項54〜57および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 試験管内、生体外、または生体内の用途におけるバイオマーカー、分子プローブ、トランスフェクション剤、または環境試験剤として使用するための請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 個人的な手入れ(ケア)、化粧品または健康増進剤のキャリヤーまたは添加剤として使用するための請求項1〜57および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー。
- 請求項1〜57および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマーまたはその医薬品的に許容された塩の有効量を動物に投与することを特徴とする動物の病気を治療する方法。
- 請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマーを含む溶液を固体の基質に被覆する方法において、該方法は浸漬、噴霧、スピン被覆、ワイピング、または他の方法で該樹枝状ポリマーの溶液を該基質の外側の表面および露出した内
面に被覆し、該基質を該溶液と接触した状態から取り出し、空気中でまたは熱をかけて過剰の溶液を蒸発させることを特徴とする方法。 - 被覆工程を助けるために該溶液は溶媒、表面活性剤、乳化剤、および/または洗剤の混合物を含んでおり、溶液中の樹枝状ポリマーの重量は約0.0001〜約50重量%であることを特徴とする請求項74記載の方法。
- (a)(TF)が、約1pg(ピコグラム)〜100mg/mLの濃度で陽イオン性の樹枝状の表面をもつのに十分な量で、存在する請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー、および(b)所望のオリゴヌクレオチドまたはポリ核酸を含んで成る溶液を電気穿孔(エレクトロポレーション)により、または細胞の表面に被覆し、トランスフェクションが行われるのに十分な時間の間細胞を該溶液に露出することを特徴とする真核細胞のトランスフェクションを行う方法。
- (a)(TF)が、約1pg〜100mg/mLの濃度で陽イオン性の樹枝状の表面をもつのに十分な量で存在し、それがAu、Ag、Cu、Mg、またはCaの粒子、金のゾル、金の原子、金を含む錯体または分子、これらのクラスターまたは混合物と結合してポリマー−金属のコンジュゲートをつくり、ここで該コンジュゲートの最大寸法は(M)または(C)として約1〜約1000nmである請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマー、および(b)遺伝子のトランスフェクションを行う粒子を生じる所望の遺伝形質、オリゴヌクレオチド、またはポリ核酸を含んで成る遺伝子銃(gene gun)を用い植物および動物の真核細胞に遺伝形質を送達し;遺伝子のトランスフェクションを行う粒子を細胞に貫通させその中に入れるのに十分な駆動力で遺伝子のトランスフェクションを行う粒子を植物および動物の方へ加速することを特徴とする植物および動物の真核細胞に遺伝形質を送達する方法。
- 請求項1〜60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマーを使用し、薬剤として治療剤および/または診断剤を含む薬剤を動物に送達する方法において、該方法は該治療の必要に応じ薬物的に許容された賦形剤、キャリヤーまたは希釈剤の中に含まれる有効量の薬剤を動物に投与することを特徴とする方法。
- 薬剤の該有効量は該薬剤に対して知られた量であり、投与量は該薬剤から同じ効果を得るのに従来知られていた量と同じか或いは少ないことを特徴とする請求項78記載の方法。
- 該薬剤および樹枝状ポリマーは、経口投与、アンプル、静脈注射、筋肉注射、経皮被覆、鼻腔内被覆、腹腔内投与、皮下注射、眼球被覆、ワイプ(wipe)として、噴霧、ガーゼまたは他の外科的な切開を行う際の方法により行うことにより、瘢痕が生じている部位の近く、または腫瘍が成長しているかまたはそれを除去した部位、或いは腫瘍の近くまたはその内部において投与されることを特徴とする請求項78記載の方法。
- 重合体のレオロジー特性を変性する方法において、ニートの状態または溶媒に含まれた重合体を、熔融物または溶媒中に含まれた請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマーと混合し、熔融物、固体、溶解した状態または乾燥した相の第1のポリマーのレオロジー特性を公知方法で変性し、この際(M)がもし存在するならそれは燃焼遅延剤、染料、紫外線吸収剤、抗微生物剤、重合禁止剤、帯電防止剤、および/または酸化防止剤であり、該溶液または乾燥混合物は約0.0001〜約50重量%の重量の樹枝状ポリマーを有していることを特徴とする方法。
- 化粧品の用途において動物の皮膚、毛髪および/または爪を処理する方法であって、該
方法は、ローション、クリーム、トナー、粉末または溶媒として使用するために請求項1〜57および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマーを公知方法で化粧品調製物中に混入し、次いで刷毛塗り、平滑化、擦り付け、または他の方法で該調製物を動物の皮膚、毛髪および/または爪に被覆し、この際該調製物は約0.0001〜約50重量%の重量の樹枝状ポリマーを含んでいることを特徴とする方法。 - 基質の較正方法において、請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマーの溶液(約1pg〜約100mg/mL)をつくり、大きさの比較標準用のナノメートルの基質に該溶液を被覆し、該樹枝状ポリマーに対して未知の基質の大きさを参照するために光学顕微鏡、原子間力顕微鏡または電子顕微鏡で可視化するか、および/またはどの大きさの樹枝状ポリマーが基質の細孔またはフィルターを通過するかを決定することにより基質またはフィルターの細孔の大きさを決定することを特徴とする方法。
- 表面に消毒薬を被覆する方法において、該方法は請求項1〜55または60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマーを溶液としてまたは溶媒中に含ませ、(M)に対する他の添加剤、例えば染料、芳香剤、抗バクテリア剤、表面活性剤および/または解乳化剤を存在させまたは存在させずに該表面に噴霧、ワイピングし、または被覆することを特徴とする方法。
- バイオマーカー試薬、分子プローブ、トラスフェクション試薬、または環境試験の試薬に使用するために、請求項1〜55および60のいずれか一つに記載された式(I)の樹枝状ポリマーを、このような試験に必要な、別の容器の中に入れられたまたは別に得られる他の任意の成分、および使用する際の説明書と共に含んで成ることを特徴とするキット。
- A.ワン・ポット反応として、(C)を反応性(BR)前駆体(例えばイミノ二酢酸、第1級アミンで保護されたジエチレントリアミン(DETA)、イミノジアルキルニトリル、イミノジアルキルホスフォン酸、ハロゲン化イミノジアルキル[例えばビス(2−クロロエチル)アミン]、ジエタノールアミン、第2級ジアミン、例えばジアルキルアミン、ジアリルアミン、ジアリールアミン、イミノジアルキン、イミノアルキレンアミン[例えばビス(ヘキサメチレントリアミン)])、または予めつくられた(BR)試薬[例えばトリス(2−アミノエチル)アミン(TREN),トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)、アセチレンジ−またはトリ−エポキシ構成部分]、またはヒドロキシ、メルカプトまたはアミノ(FF)デンドロンと、溶媒中において反応が完結するまで約0〜100℃の温度で反応させてm=0でq=1〜4000の式(I)の樹枝状ポリマーをつくり;
B.(TF)上でオーソゴナル・ケミストリーを使用して、段階Aでつくられた樹枝状ポリマーを反応させてさらに他の(BR)構成部分を付加し、m=0または1〜2000でq=1〜4000の式(I)の樹枝状ポリマーを含む高い世代の均一/不均一な組成の(BR)をつくり;
C.ケトン溶媒法で保護することにより反応性(BR)前駆体または第2級および/または第1級アミンをもつ(BR)を保護して第2級アミン部位だけを反応性の(C)または反応性の(TF)と反応でさせるか、或いは予めつくられた(BR)の中に第1級アミンだけが存在する場合には、これらの一つまたはそれ以上の第1級アミン構成部分をケト
ン溶媒で保護し、他の保護されていない第1級アミンを適当な(C)または(TF)と反応させ、m=0または1〜2000でq=1〜4000の式(I)の樹枝状ポリマーをつくり;
D.段階Aでつくられたアルキルアミンの樹枝状ポリマーを、求核性の反応(Michaelの付加反応)によりアクリル酸アルキル(例えばアクリル酸メチル)と反応させてアミノアルキルエステル結合をつくった後、該エステルをアルキレンアミンまたは(EX)または式(I)の他の(BR)と反応させ、m=0または1〜2000でq=1〜4000の式(I)の樹枝状ポリマーをつくり;
E.(C)または第1級アミン(TF)基をもつ(BR)をイタコン酸ジメチル(DMI)と反応させることによりピロリドンエステル基に変えた後、このエステルを第1級アミンまたは部分的に保護された第1級ポリアミンと反応させて式(I)の(BR)または(TF)構成部分への結合をつくることにより段階Aでつくられた樹枝状ポリマーを反応させて、m=0または1〜2000でq=1〜4000の式(I)の樹枝状ポリマーをつくり;
F.チオールを含む予めつくられた(BR)試薬または反応性(BR)前駆体をフリーラジカルにより付加することにより、段階Aでつくられた樹枝状ポリマーを反応させて式(I)のアリルまたはオレフィン基をもつ(C)または(BR)をつくり、これによってm=0または1〜2000でq=1〜4000の式(I)の樹枝状ポリマーをつくり;
G.1〜Nc個のアジドまたはアルキンを含む(C)および1〜Nb−1個のアジドまたはアルキンを含む(BR)を1,3−双極性シクロ付加反応により逐次または同時に付加させる反応を行なうが、但しここで(C)および(BR)は(C)または(BR)1個当たり唯1個のアジドまたはアルキンしかもたず、またその間で1個のアジドおよびアルキンの両方をもっていなければならず、アジドイオンを用いるエポキシ環の求核性開環反応でアジドを含む(C)および(BR)をつくった後、これらの反応性の基を反応させて式(I)の新しい(BR)または(TF)構成部分に対するトリアゾール結合をつくってm=1〜2000でq=0または1〜4000の式(I)の樹枝状ポリマーをつくり;
H.(BR)または(C)の後に(EX)を挿入するために段階B〜Gの一部として(EX)を反応させてm=1〜2000の式(I)の樹枝状ポリマーをつくる
段階を含んで成ることを特徴とする請求項1に定義された式(I)の樹枝状ポリマーを製造する方法。 - アクリレート−アミン反応系により請求項1または2に定義された式(I)の樹枝状ポリマーを製造する方法において、該方法は
A.アクリレート官能性のコアをアミン官能性の延長部材と例えば下記式
(C)+(EX)→(C)(EX)(TF)、
但し式中(C)=アクリレート官能性のコア、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA);(EX)=アミン官能性の延長部材、例えばピペラジン(PIPZ);(TF)=アミンである、
に示されるように反応させ、
B.アミン官能基で延長されたコア試薬(C)(EX)(TF1)をアクリレート官能性の分岐セル試薬(BR)と下記式
(C)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(EX)(BR)(TF2)、
但し式中(C)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(TF1)=アミン;(BR)=トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA);(TF2)=アクリレートである、
に示されるように反応させ、
ここで段階AおよびBの両方に対し:
延長部材(EX)基のコアに対する付加に対しては(EX)/(C)のモル比は延長部材の分子(EX)のモル数対単純なコア、足場のコア、スーパー・コアまたは現在の世代の構造上の反応性官能基のモル数(即ちNc)の比で定義され、完全に被覆されることが
望ましい場合には過剰の(EX)が使用され、
分岐セル(BR)の単純なコア、足場のコア、スーパー・コアまたは現在の世代の構造に対する付加に対しては(BR)/(C)は分岐セルの分子(BR)のモル数対単純なコア、足場のコア、スーパー・コアまたは現在の世代の構造上の反応性官能基のモル数(即ちNc)の比として定義され、完全に被覆されることが望ましい場合には過剰の(BR)が使用され、
分岐セル(BR)または延長部材(EX)のコア、足場のコア、スーパー・コアまたは現在の世代の生成物に対する付加の程度は加えられたモル比またはN−SISにより制御することができることを特徴とする方法。 - 開環反応系により請求項1または2に定義された式(I)の樹枝状ポリマーを製造する方法において、該方法は
A.エポキシ官能性のコアをアミン官能性の延長部材と例えば下記式
(C)+(EX)→(C)(IF1)(EX)(TF1)、
但し式中(C)=エポキシ官能性のコア、例えばペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF1)=内部ヒドロキシル(OH);(EX)=ピペラジン(PIPZ);(TF1)=アミンである、
に示されるように反応させ、
B.アミン官能基で延長されたコア試薬(C)(IF1)(EX)(TF1)をエポキシ官能性の分岐セル試薬(BR)と例えば下記式
(C)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(IF1)(EX)(IF2)(BR)(TF2)、
但し式中(C)=ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);(IF1)=請求項1に定義された内部官能性構成部分、例えばOH;(EX)=請求項1に定義された延長部材の構成部分、例えばピペラジン(PIPZ);(TF1)=アミン;(BR)=エポキシ官能性の分岐セル試薬、例えばペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル(PETGE);および(IF2)=請求項1に定義された内部官能基性の構成部分、例えばOH;(TF2)=アミンである、
に示されるように反応させ、
ここで段階AおよびBの両方に対し;
延長部材(EX)基のコアに対する付加に対しては(EX)/(C)のモル比は延長部材の分子(EX)のモル数対単純なコア、足場のコア、スーパー・コアまたは現在の世代の構造上の反応性官能基のモル数(即ちNc)の比で定義され、完全に被覆されることが望ましい場合には過剰の(EX)が使用され、
分岐セル(BR)の単純なコア、足場のコア、スーパー・コアまたは現在の世代の構造に対する付加に対しては(BR)/(C)は分岐セルの分子(BR)のモル数対単純なコア、足場のコア、スーパー・コアまたは現在の世代の構造上の反応性官能基のモル数(即ちNc)の比として定義され、完全に被覆されることが望ましい場合には過剰の(BR)が使用され、
分岐セル(BR)または延長部材(EX)のコア、足場のコア、スーパー・コアまたは現在の世代の生成物に対する付加の程度は加えられたモル比またはN−SISにより制御することができることを特徴とする方法。 - 請求項88に定義された式(I)の樹枝状ポリマーを製造する方法において、
Nc=1〜20;q=1〜250;p=1〜250;およびm=1〜250であり;
1より大きいq、p、またはmが存在する場合、(IF)、(BR),および(EX)構成部分は同一または相異なることができ;
(BR)または(EX)は該構成部分の他のものと交互に現れるか、または連続した複数の(BR)または(EX)の群が逐次的に現れることを特徴とする方法。
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