JP5057443B2 - Lipopolymer - Google Patents
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Description
本発明は、一方の末端に脂質をもう一方の末端に結合性の官能基を有する新規なリポポリマー及びその製造方法、並びに基板表面に結合されているリポポリマーに関するものである。 The present invention relates to a novel lipopolymer having a lipid at one end and a binding functional group at the other end, a method for producing the same, and a lipopolymer bound to a substrate surface.
リポポリマー及びこれを含有するリポソーム組成物は治療を目的として研究され、リポソーム薬物製剤などの利用が積極的に進められてきている。
具体的には、ポリアルキレンオキシド修飾リン脂質(例えば、特許文献1、特許文献2)、中性リポポリマー(特許文献3)、(i)親水性ポリマーで誘導体化された小胞形成性脂質および(ii)中性リポポリマーから選択される1種もしくはそれ以上の小胞形成性脂質を含んでなるリポソームの懸濁液を用いるもの(特許文献4)などが知られている。
又、リポポリマーに取り込まれるポリマー種としては、ポリエチレングリコール、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸/ポリグリコール酸コポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリメトキサゾリン、ポリエチルオキサゾリン、ポリヒドロキシプロピルメタクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミドおよび誘導体化セルロースから選択されるものを用いる薬物送達系(特許文献5、特許文献6)が知られている。これらの発明が目指すところは細胞内に取り込まれ、リポソームから遊離されるリゾ脂質が寄生虫や寄生虫による感染症に有効に対処する薬剤、抗癌剤としての薬剤に利用する薬物送達システム等である。
Lipopolymers and liposome compositions containing the same have been studied for therapeutic purposes, and the use of liposomal drug formulations and the like has been actively promoted.
Specifically, polyalkylene oxide-modified phospholipid (for example,
The polymer species incorporated into the lipopolymer include polyethylene glycol, polylactic acid, polyglycolic acid, polylactic acid / polyglycolic acid copolymer, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polymethoxazoline, polyethyloxazoline, polyhydroxypropylmethacrylamide, Drug delivery systems (Patent Document 5 and Patent Document 6) using a material selected from polymethacrylamide, polydimethylacrylamide and derivatized cellulose are known . The aim of these inventions is a drug delivery system in which a lysolipid taken up into a cell and released from a liposome is effectively dealt with by a parasite or a parasite, or a drug as an anticancer agent.
その際のポリエチレンオキシド修飾リン脂質の合成法については、M.C.Woodleら(非特許文献1)及びS.Zalipskyら(非特許文献2)らにより報告されている。具体的には、有機溶媒中、ポリエチレングリコールの末端を1,1’−カルボニルジイミダゾールやジスクシンイミジルカーボネートを用いて活性化した後、トリエチルアミン等の塩基存在下でリン脂質と反応させ、その後逆相シリカゲルクロマトグラフィーや透析などにより精製し、ポリエチレンオキシド修飾リン脂質を得る煩雑な方法が用いられてきた。 A method for synthesizing a polyethylene oxide-modified phospholipid at that time has been reported by M. C. Woodle et al. (Non-patent Document 1) and S. Zalipsky et al. (Non-patent Document 2). Specifically, after the end of polyethylene glycol is activated with 1,1′-carbonyldiimidazole or disuccinimidyl carbonate in an organic solvent, it is reacted with a phospholipid in the presence of a base such as triethylamine, and then A complicated method for obtaining polyethylene oxide-modified phospholipid by purification by reverse phase silica gel chromatography or dialysis has been used.
本発明者らは、末端部分に脂質分子を持つリポポリマー及びリポポリマーを基板に固定して得られる生体膜類似構造体について研究を進めている。この場合には、細胞膜を通過させる薬物として利用するということとは相違する膜として利用するために要求される特定の課題がある。リポポリマーは、予め別種の方法により分子量や分散度を制御したポリマーを原料として用いなければならないなどの複雑なプロセスを必要とするもの(ポリエチレングリコールなど)や、分子量や分散度は制御できるものの、その合成スキームは限られたモノマー種にのみ適用することができないもの(オキサゾリンポリマーなど)に限られ、基板への結合は、エトキシ基などで置換されているSiを用いることが提案されている(非特許文献3、非特許文献4)。
以上のことから、リポポリマーのポリマーとして、Mw/Mn(Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量を表す)として計算される分散度が低いということは (これは単分散に近いということを意味している)、金属基板と膜との間の距離をある程度一定に保つことを表しており、金属基板−膜間の距離を制御することであり、好ましいことであり、また基板上への製膜性のしやすさの観点からも好ましいことである。つまり、リポポリマーを金属基板上へ固定し、膜としての利用を考える場合には、分散度を調整すること及びある程度低く抑えることが必要不可欠なことである。又、リポポリマーを得るに際して煩雑な工程を経ることなく製造することができ、又、このリポポリマーの末端に基板に対して強い結合基を有する生体膜類似構造体の開発が望まれていた。
From the above, as the polymer of lipopolymer, the low degree of dispersion calculated as Mw / Mn (Mw represents the weight average molecular weight, Mn represents the number average molecular weight) means that this is close to monodispersion. It means that the distance between the metal substrate and the film is kept constant to some extent, and it is preferable to control the distance between the metal substrate and the film, This is also preferable from the viewpoint of ease of film forming. In other words, when the lipopolymer is fixed on a metal substrate and considered to be used as a film, it is indispensable to adjust the degree of dispersion and keep it low to some extent. In addition, it has been desired to develop a biomembrane-like structure that can be produced without going through complicated steps when obtaining a lipopolymer, and has a strong binding group to the substrate at the end of the lipopolymer.
本発明が解決しようとする課題は、リポポリマーであって、Mw/Mn(Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量を表す)により計算される分散度が特定の範囲にあるものとすることが膜の構成分子として好ましいものであり、分散度を特定の範囲にすることが可能であり、そのようなリポポリマーを煩雑な工程を経ることなく得られるものであり、又、末端に基板に対する結合基を有するリポポリマー及びこのリポポリマーが金基板上に固定されている膜を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is a lipopolymer, and the degree of dispersion calculated by Mw / Mn (Mw represents a weight average molecular weight, Mn represents a number average molecular weight) is in a specific range. Is preferable as a constituent molecule of the film, the degree of dispersion can be in a specific range, such a lipopolymer can be obtained without going through complicated steps, and the terminal is a substrate. It is to provide a lipopolymer having a linking group and a membrane in which the lipopolymer is fixed on a gold substrate.
本発明者らは、前記課題について鋭意研究を進めてきたところ、リポポリマーの形成方法について、RAFT重合(付加開裂移動型重合)を適用することにより前記課題を解決することができることを見いだして、本発明を完成させた。
本発明の末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体又は2−ヒドロキシ−エチルアクリレート重合体と脂質からなるリポポリマーは、RAFT重合を用いる工程(a)から(c)より成り立っており、次に、工程(d)生体膜類似構造体を得る工程を経て本発明の生体膜類似構造体を得ている。
具体的には、以下の通りである。
工程(a)脂質とRAFT試薬を反応させることによりRAFT試薬に脂質を導入する工程、
工程(b1)前記工程(a)で得られたRAFT試薬へ脂質を導入した化合物をモノマーであるN−ビニル−2−ピロリドンと反応させることにより、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させた重合体を得る工程、又は工程(b2)前記工程(a)で得られたRAFT試薬へ脂質を導入した化合物をモノマーである2−ヒドロキシ−エチルアクリレートと反応させることにより、2−ヒドロキシ−エチルアクリレート重合体を付加させた重合体を得る工程、
工程(c1)前記工程b1で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られる重合体を分解して末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーの製造工程、又は(c2)前記工程b2で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られる重合体を分解して末端に活性基としてチオール基(SH基)を有する2−ヒドロキシ−エチルアクリレート重合体と脂質からなるリポポリマーの製造工程、及び
工程(d)このリポポリマーを金基板に固定することにより生体膜類似構造体を得る工程。
上記工程(a)から工程(c1)又は(c2)の工程を示すと図1の通りである。
The inventors of the present invention have been diligently researching the above problems, and found that the above problems can be solved by applying RAFT polymerization (addition-cleavage transfer polymerization) as a method of forming a lipopolymer. The present invention has been completed.
A pyrrolidone polymer having a thiol group (SH group) as an active group at the end of the present invention or a lipopolymer composed of a 2-hydroxy-ethyl acrylate polymer and a lipid comprises steps (a) to (c) using RAFT polymerization. Next, the biological membrane-like structure of the present invention is obtained through the step (d) step of obtaining the biological membrane-like structure.
Specifically, it is as follows.
Step (a) introducing a lipid into the RAFT reagent by reacting the lipid with the RAFT reagent;
Step (b 1 ) Polymer obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent by reacting the compound obtained by introducing the lipid into the RAFT reagent obtained in the step (a) with a monomer N-vinyl-2-pyrrolidone Or a step (b 2 ) by reacting a compound obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent obtained in the step (a) with 2-hydroxy-ethyl acrylate as a monomer. A step of obtaining a polymer to which a hydroxy-ethyl acrylate polymer is added,
Step (c 1 ) The polymer obtained by adding a polymer to the compound obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent obtained in the step b 1 is decomposed to have a thiol group (SH group) as an active group at the terminal. A step of producing a lipopolymer comprising a pyrrolidone polymer and a lipid , or (c 2 ) decomposing a polymer obtained by adding a polymer to a compound obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent obtained in the step b 2 Production process of lipopolymer consisting of 2-hydroxy-ethyl acrylate polymer having thiol group (SH group) as an active group at the end and lipid, and process (d) immobilizing this lipopolymer on a gold substrate Obtaining a structure;
The steps (a) to (c 1 ) or (c 2 ) are shown in FIG.
本発明によれば、種々なモノマー種に対応できるリポポリマーの合成方法であって、得られるリポポリマーの分散度Mw/Mn(Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量を表す)を制御することが可能であり、リポポリマーを煩雑な工程を経ることなく製造することができ、又、リポポリマーの末端には基板に対して強い結合基を付加することができ、及びこのリポポリマーを金基板の表面に固定することにより生体膜類似構造体を得ることができる。 According to the present invention, a lipopolymer synthesizing method capable of dealing with various monomer species, and controlling the degree of dispersion Mw / Mn (Mw represents a weight average molecular weight and Mn represents a number average molecular weight) of the obtained lipopolymer. The lipopolymer can be produced without complicated steps, and a strong binding group can be added to the end of the lipopolymer at the end of the lipopolymer. A biological membrane-like structure can be obtained by fixing to the surface of the substrate.
本発明のリポポリマーは、下記一般式(1)で示される、一方の末端に脂質からなる基を有し、他方の末端に活性基としてチオール基(SH基)を有する重合体からなることを特徴とするリポポリマーである。
得られるリポポリマーは、分散度が1.0以上1.5以下の範囲になるように設定される。分散度が此の範囲を超えて大きいもの、たとえば1.5を超えるものでは、金基板上に膜を作成する際に、基板−膜間の距離が不均一になるために膜を作成するうえで好ましくない。好ましくは、1.0以上1.4以下のもの、更に好ましくは1.0以上1.3以下のものが適していると考えられる。
分子量(Mn及びMw)及び分散度(Mw/Mn)の同定は、ポリエチレングリコールを標準物質として用いたSECカラム(Shodex KD-802.5 + KD-803)を用いて行った。展開溶媒としては、DMFに臭化リチウムを20mmol/l添加したものを用い、検出器には示差屈折率検出器を用いた。
The resulting lipopolymer is set so that the degree of dispersion is in the range of 1.0 to 1.5. When the degree of dispersion is larger than this range, for example, more than 1.5, when forming a film on a gold substrate, the distance between the substrate and the film becomes non-uniform. It is not preferable. Preferably, 1.0 or more and 1.4 or less, more preferably 1.0 or more and 1.3 or less are considered suitable.
The molecular weight (Mn and Mw) and dispersity (Mw / Mn) were identified using an SEC column (Shodex KD-802.5 + KD-803) using polyethylene glycol as a standard substance. As a developing solvent, a solution obtained by adding 20 mmol / l of lithium bromide to DMF was used, and a differential refractive index detector was used as a detector.
前記一般式(1)で示される、末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するR1(R1は前記構造式(3)又は(4)で示される基を表す。)重合体と脂質からなるリポポリマーが工程(a)ROH(Rは前記一般式(5)で示されるRと同じ)で表される脂質及び下記構造式(3)で示されるRAFT試薬と反応させることによりRAFT試薬中に脂質を導入する工程、工程(b1)前記工程(a)で得られたRAFT試薬へ脂質を導入した化合物をモノマーであるN−ビニル−2−ピロリドンと反応させることにより、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させた重合体を得る工程、工程(b2)前記工程(a)で得られたRAFT試薬へ脂質を導入した化合物をモノマーである2−ヒドロキシ−エチルアクリレートと反応させることにより、2−ヒドロキシ−エチルアクリレート重合体を付加させた重合体を得る工程、及び工程(c1)前記工程b1で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られる重合体を分解して末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーの製造工程、(c2)前記工程b2で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られる重合体を分解して末端に活性基としてチオール基(SH基)を有する2−ヒドロキシ−エチルアクリレート重合体と脂質からなるリポポリマーである。 The formula (1), R 1 having a thiol group (SH group) at the terminal as the active group (R 1 represents a group represented by the structural formula (3) or (4).) And polymer By reacting a lipopolymer comprising lipid with a lipid represented by step (a) ROH (R is the same as R represented by the general formula (5)) and a RAFT reagent represented by the following structural formula (3), Step of introducing lipid into reagent, step (b 1 ) RAFT reagent by reacting a compound having lipid introduced into the RAFT reagent obtained in the step (a) with N-vinyl-2-pyrrolidone as a monomer A step of obtaining a polymer in which a polymer is added to a compound into which a lipid is introduced, step (b 2 ), a compound in which a lipid is introduced into the RAFT reagent obtained in the step (a), and 2-hydroxy-ethyl as a monomer Accel Relay A step of obtaining a polymer to which a 2-hydroxy-ethyl acrylate polymer has been added by reacting with a salt, and a step (c 1 ) wherein the compound obtained by introducing lipid into the RAFT reagent obtained in the step b 1 is A step of producing a lipopolymer composed of a pyrrolidone polymer having a thiol group (SH group) as an active group and a lipid at the terminal by decomposing the polymer obtained by adding the polymer, and (c 2 ) obtained in the step b 2 In addition, a polymer obtained by adding a polymer to a compound in which a lipid is introduced into a RAFT reagent is decomposed to comprise a 2-hydroxy-ethyl acrylate polymer having a thiol group (SH group) as an active group at the terminal and a lipid. Lipopolymer.
前記のリポポリマーは金基板などの基板表面に固定されることにより、生体膜類似構造体を構築する。前記金基板は粒子状又は板状であって差し支えない。 The lipopolymer is fixed on the surface of a substrate such as a gold substrate, thereby constructing a biological membrane-like structure. The gold substrate can be in the form of particles or plates.
本発明のリポポリマーを製造するには、構造式(5)で示される脂質分子を導入したRAFT試薬を用いる。
ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)とN,N’-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)を用いた水酸基を有する二本鎖脂質(例えば1,2−ジパルミトイル−rac−グリセロール)と4−シアノペンタノイック酸ジチオベンゾエートの縮合反応により製造した。
脂質分子を導入したRAFT試薬は以下の構造式(6)で表される(Rは前記一般式(2)と同じ)。
Double-chain lipid having a hydroxyl group using diisopropylcarbodiimide (DIC) and N, N′-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP) (for example, 1,2-dipalmitoyl-rac-glycerol) and 4-cyanopentanoic Prepared by condensation reaction of acid dithiobenzoate.
The RAFT reagent into which lipid molecules are introduced is represented by the following structural formula (6) (R is the same as in the general formula (2)).
脂質分子を導入したRAFT試薬は、水酸基を有する二本鎖脂質(例えば1,2−ジパルミトイル−rac−グリセロール)と4−シアノペンタノイック酸ジチオベンゾエートの縮合反応により製造される。以下の文献に詳細に記載されている。
J.Polym.Sci.PartA:Polm.Chem.,2006.44,5809−5831,Macromol.Rapid Commun,2006、653−692。
この試薬を用いることにより高分子化合物を得る工程の特徴は、(1)様々なモノマー種に適用することができること、(2)分子量や分散度が制御することができるなどの点を挙げることができる。
本発明では、脂質分子を導入したRAFT試薬を用いることにより、分散度がほぼ一定に揃ったポリマーで、その一方の末端に脂質を、もう一方の末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーを合成することができる。
The RAFT reagent into which lipid molecules are introduced is produced by a condensation reaction of a double-stranded lipid having a hydroxyl group (for example, 1,2-dipalmitoyl-rac-glycerol) and 4-cyanopentanoic acid dithiobenzoate. It is described in detail in the following documents.
J. et al. Polym. Sci. Part A: Polm. Chem. 2006.44, 5809-5831, Macromol. Rapid Commun, 2006, 653-692.
The characteristics of the step of obtaining a polymer compound by using this reagent include (1) that it can be applied to various monomer species, and (2) that the molecular weight and degree of dispersion can be controlled. it can.
In the present invention, by using a RAFT reagent into which a lipid molecule is introduced, a polymer having a substantially uniform dispersion degree, a lipid at one end and a thiol group (SH group) as an active group at the other end. A lipopolymer composed of a pyrrolidone polymer and a lipid can be synthesized.
本発明のリポポリマーは以下の3工程を経て製造される。
工程(a):脂質とRAFT試薬を反応させることによりRAFT試薬に脂質を導入する工程
水酸基を有する二本鎖脂質(ROH)と4−シアノペンタノイック酸ジチオベンゾエート(RAFT試薬)を反応させる。具体的には、例えば二本鎖脂質として1,2−ジパルミトイル−rac−グリセロール(0.2mmol)を用い、さらに4−シアノペンタノイック酸ジチオベンゾエート(0.4mmol)、N,N’-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP、0.35mm0l)、およびジイソプロピルカルボジイミド(DIC、0.8mmol)を加えて、クロロホルムを溶媒として窒素雰囲気下において室温で反応させる。
反応終了後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー更にリサイクルHPLCを用いて精製することにより、脂質分子を導入したRAFT試薬を得ることができる。
反応の具体的な詳細については以下の実施例1で述べる。
Step (a): Step of introducing lipid into RAFT reagent by reacting lipid with RAFT reagent A double-chain lipid (ROH) having a hydroxyl group and 4-cyanopentanoic acid dithiobenzoate (RAFT reagent) are reacted. Specifically, for example, 1,2-dipalmitoyl-rac-glycerol (0.2 mmol) is used as the double-stranded lipid, and 4-cyanopentanoic acid dithiobenzoate (0.4 mmol), N, N′- Dimethyl-4-aminopyridine (DMAP, 0.35 mm0l) and diisopropylcarbodiimide (DIC, 0.8 mmol) are added and allowed to react at room temperature under nitrogen atmosphere with chloroform as solvent.
After completion of the reaction, the solvent is removed, and purification by column chromatography and recycle HPLC can be used to obtain a RAFT reagent into which lipid molecules are introduced.
Specific details of the reaction are described in Example 1 below.
工程(b1):前記工程(a)で得られたRAFT試薬に脂質を導入した化合物をN−ビニル−2−ピロリドン(一般式(1)のR1の構造式(3)を表す場合)と反応させることにより、RAFT試薬に脂質を導入した化合物にピロリドン重合体を付加させる工程
脂質分子を導入したRAFT試薬(前記工程(a)で得られる、水酸基を有する二本鎖脂質(ROH)と4−シアノペンタノイック酸ジチオベンゾエート(RAFT試薬)を反応させて得られる生成物)とモノマーであるN−ビニル-2-ピロリドンを反応させてRAFT試薬へ脂質を導入した化合物にピロリドン重合体を付加させた生成物を得る。
具体的には、脂質分子を導入したRAFT試薬をテトラヒドロフランなどの溶媒の存在下にモノマーであるN-ビニル-2-ピロリドンを反応させて、得られた沈殿を精製することにより、RAFT試薬に脂質を導入した化合物にピロリドン重合体を付加させた重合体を得る。
反応の具体的な詳細については以下の実施例2で述べる。
Specifically, the RAFT reagent into which lipid molecules are introduced is reacted with N-vinyl-2-pyrrolidone as a monomer in the presence of a solvent such as tetrahydrofuran, and the resulting precipitate is purified. A polymer obtained by adding a pyrrolidone polymer to a compound into which is introduced is obtained.
Specific details of the reaction are described in Example 2 below.
工程(b2):前記工程(a)で得られたRAFT試薬に脂質を導入した化合物と2−ヒドロキシ−エチルアクリレート(一般式(1)のR1の構造式(4)を表す場合)と反応させることにより、RAFT試薬に脂質を導入した化合物に2−ヒドロキシ−エチルアクリレートを付加させる工程
脂質分子を導入したRAFT試薬(前記工程(a)で得られる、水酸基を有する二本鎖脂質(ROH)と4−シアノペンタノイック酸ジチオベンゾエート(RAFT試薬)を反応させて得られる生成物)とモノマーである2−ヒドロキシ−エチルアクリレートを反応させてRAFT試薬へ脂質を導入した化合物に2−ヒドロキシ−エチルアクリレート重合体を付加させた生成物を得る。
具体的には、脂質分子を導入したRAFT試薬をテトラヒドロフランなどの溶媒の存在下にモノマーである2−ヒドロキシ−エチルアクリレートを反応させて、得られた沈殿を精製することにより、RAFT試薬に脂質を導入した化合物に2−ヒドロキシ−エチルアクリレート重合体を付加させた重合体を得る。
反応の具体的な詳細については以下の実施例5で述べる。
Specifically, the RAFT reagent into which lipid molecules have been introduced is reacted with 2-hydroxy-ethyl acrylate as a monomer in the presence of a solvent such as tetrahydrofuran, and the resulting precipitate is purified, whereby the lipid is added to the RAFT reagent. A polymer obtained by adding a 2-hydroxy-ethyl acrylate polymer to the introduced compound is obtained.
Specific details of the reaction are described in Example 5 below.
工程(c1):前記工程(b1)で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物にN−ビニル−2−ピロリドンを付加して得られるピロリドン付加重合体を分解することにより、目的とする末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーを得る工程。
前記工程(b1)で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られる重合体を、テトラヒドロフランなどの溶剤中で、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、プロピルアミンの存在下に室温下に分解を行う。
具体的には、前記工程(b1)で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物にN−ビニル−2−ピロリドンを付加させて得られる重合体(20mg、Mn≒2000、0.01mmol相当)を、テトラヒドロフラン(1ml)と少量のトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、プロピルアミン(50μl)を加えて室温で反応させて、反応後、反応物の沈殿を精製することにより目的とする末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーを得る。
反応の具体的な詳細については以下の実施例3で述べる。
Tris (2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride obtained by adding a polymer to the compound obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent obtained in the step (b 1 ) in a solvent such as tetrahydrofuran, Decomposition is carried out at room temperature in the presence of propylamine.
Specifically, a polymer obtained by adding N-vinyl-2-pyrrolidone to the compound obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent obtained in the step (b 1 ) (20 mg, Mn≈2000, equivalent to 0.01 mmol) ) With tetrahydrofuran (1 ml), a small amount of tris (2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride and propylamine (50 μl), and reacted at room temperature. After the reaction, the precipitate of the reaction product is purified. A lipopolymer comprising a pyrrolidone polymer having a thiol group (SH group) as an active group at the terminal and a lipid is obtained.
Specific details of the reaction are described in Example 3 below.
工程(c2):前記工程(b2)で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に2−ヒドロキシエチルアクリレートを付加して得られる2−ヒドロキシエチルアクリレート付加重合体を分解することにより、目的とする末端に活性基としてチオール基(SH基)を有する2−ヒドロキシエチルアクリレート重合体と脂質からなるリポポリマーを得る工程。
前記工程(b2)で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られる重合体を、テトラヒドロフランなどの溶剤中で、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、プロピルアミンの存在下に室温下に分解を行う。
具体的には、前記工程(b1)で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に2−ヒドロキシエチルアクリレートを付加させて得られる重合体(20mg、Mn≒2000、0.01mmol相当)を、テトラヒドロフラン(1ml)と少量のトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、プロピルアミン(50μl)を加えて室温で反応させて、反応後、反応物の沈殿を精製することにより目的とする末端に活性基としてチオール基(SH基)を有する2−ヒドロキシエチルアクリレート重合体と脂質からなるリポポリマーを得る。
Tris (2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride obtained by adding a polymer to the compound obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent obtained in the step (b 2 ) in a solvent such as tetrahydrofuran, Decomposition is carried out at room temperature in the presence of propylamine.
Specifically, a polymer (20 mg, Mn≈2000, equivalent to 0.01 mmol) obtained by adding 2-hydroxyethyl acrylate to the compound obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent obtained in the step (b 1 ) is obtained. , Tetrahydrofuran (1 ml), a small amount of tris (2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride and propylamine (50 μl) were added and reacted at room temperature. After the reaction, the precipitate of the reaction product was purified to obtain the desired terminal. A lipopolymer comprising a 2-hydroxyethyl acrylate polymer having a thiol group (SH group) as an active group and a lipid is obtained.
工程(a)は以下の通りである。
2口ナスフラスコに水酸基を有する二本鎖脂質(例えば、1,2−ジパルミトイル−rac−グリセロール、0.2mmol)、4−シアノペンタノイック酸ジチオベンゾエート(0.4mmol)、N,N’−ジメチル−4−アミノピリジン(DMAP、0.35mmol)をいれ、高真空下で2時間乾燥させた後、窒素置換を行って窒素雰囲気下とし、水素化カルシウムなどで脱水したクロロホルム(10ml)とジイソプロピルカルボジイミド(DIC、0.8mmol)を加えて、室温にて窒素雰囲気下で3日間攪拌した。反応終了後、減圧下で溶媒を除去し、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(展開溶媒ヘキサン:酢酸エチル=2:1)を用いて精製し、さらにリサイクルHPLCを用いて精製して脂質分子を導入したRAFT試薬を得た。収率はn=12(36%)、n=14(63%)、n=16(31%)NMRの確認データ(n=14)は図1に示すとおりである。
Step (a) is as follows.
Double-chain lipid having a hydroxyl group in a two-necked eggplant flask (eg, 1,2-dipalmitoyl-rac-glycerol, 0.2 mmol), 4-cyanopentanoic acid dithiobenzoate (0.4 mmol), N, N ′ -Dichloro-4-aminopyridine (DMAP, 0.35 mmol) was added, dried under high vacuum for 2 hours, then purged with nitrogen to form a nitrogen atmosphere and dehydrated with calcium hydride (10 ml) and Diisopropylcarbodiimide (DIC, 0.8 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere for 3 days. After completion of the reaction, the solvent was removed under reduced pressure, and purification was performed using column chromatography using silica gel (developing solvent hexane: ethyl acetate = 2: 1), and further purification was performed using recycle HPLC to introduce lipid molecules. RAFT reagent was obtained. The yields are n = 12 (36%), n = 14 (63%), n = 16 (31%). Confirmation data of NMR (n = 14) are as shown in FIG.
工程(b1)は以下の通りである。
密封することができる耐圧反応管に脂質分子を導入したRAFT試薬(0.05mmol)とα,α'-アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN、0.02mmol)、水素化カルシウムなどで脱水したテトラヒドロフラン(THF、40mmol)、減圧蒸留を二回行うことにより安定剤を取り除いたN-ビニル-2-ピロリドン(NVP、40mmol)を入れ、高真空ポンプ(油拡散ポンプ)と液体窒素を用いて、凝固、減圧、融解の操作を三回繰り返して酸素を取り除いた。再び液体窒素で凝固させた後、減圧下で密封した。融解後、70℃もしくは、80℃のオイルバス中で攪拌することにより重合反応を行った。任意の反応時間後、反応生成物をジエチルエーテルを用いて三回沈殿精製することにより、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られるピロリドン重合体を得た。
得られたRAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られるピロリドン重合体の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)は、下記表1から表4に示すとおりである。
Step (b 1 ) is as follows.
Tetrahydrofuran (THF) dehydrated with RAFT reagent (0.05 mmol), α, α'-azobis (isobutyronitrile) (AIBN, 0.02 mmol), calcium hydride, etc., with lipid molecules introduced into a pressure-resistant reaction tube that can be sealed , 40 mmol), N-vinyl-2-pyrrolidone (NVP, 40 mmol) from which the stabilizer has been removed by performing vacuum distillation twice, and coagulation and decompression using a high vacuum pump (oil diffusion pump) and liquid nitrogen The melting operation was repeated three times to remove oxygen. After coagulation with liquid nitrogen again, it was sealed under reduced pressure. After melting, the polymerization reaction was carried out by stirring in an oil bath at 70 ° C or 80 ° C. After an arbitrary reaction time, the reaction product was purified by precipitation three times with diethyl ether to obtain a pyrrolidone polymer obtained by adding a polymer to a compound in which a lipid was introduced into the RAFT reagent.
The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), and dispersity (Mw / Mn) of a pyrrolidone polymer obtained by adding a polymer to a compound obtained by introducing a lipid into the obtained RAFT reagent are shown in Table 1 below. To Table 4 below.
工程(c1)は以下の通りである。
前記工程(b)で得られた、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られるピロリドン重合体(20mg、Mn≒2000、0.01mmol相当)をナスフラスコに入れ、テトラヒドロフラン(THF、1ml)と少量のトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、プロピルアミン(50μl)を加えて室温で12時間攪拌した。反応後、反応生成物を、ジエチルエーテルを用いて三回沈殿精製することにより、末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーを得た。
生成物の確認は、分解前のピロリドン重合体の末端部分にあるジチオベンゾアート基に由来するUV吸収の消失により確認した。UVスペクトルの変化は図2に示すとおりである。
得られた結果を纏めると以下の通りとなる。
Step (c 1 ) is as follows.
A pyrrolidone polymer (20 mg, Mn≈2000, equivalent to 0.01 mmol) obtained by adding a polymer to the compound obtained by introducing a lipid into the RAFT reagent obtained in the step (b) was placed in an eggplant flask, and tetrahydrofuran (
The confirmation of the product was confirmed by the disappearance of UV absorption derived from the dithiobenzoate group at the terminal portion of the pyrrolidone polymer before decomposition. The change of the UV spectrum is as shown in FIG.
The results obtained are summarized as follows.
リポポリマーの金基板への固定例は次の通りである。
末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマー(n=12、1,2−ジミリストイル−rac−グリセロール)からなるリポポリマーをシリンジフィルター(20μm)中を通して、ごみを取り除いた後、高真空ラインで2時間乾燥させることにより、乾燥重量15.47mgの前記リポポリマーを得た。次に、得られた乾燥させたリポポリマーを、CaH2により脱水し、蒸留により純粋にしたメタノール(1.547ml)を加えて攪拌することにより、リポポリマーのメタノール溶液を得た。このリポポリマーのメタノール溶液中に、真空蒸着装置内でマイカ上に金を蒸着することにより得た金基板を浸し、一晩放置することにより、金基板の表面上に末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーの固定化を行った。末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーを固定した金基板の走査プローブ顕微鏡写真を図3、図4に示す。マイカ表面からの高さがおおよそ4nm以下程度の厚さで、末端に活性基としてチオール基(SH基)を有するピロリドン重合体と脂質からなるリポポリマーが固定化されたことが確認された。
An example of fixing the lipopolymer to the gold substrate is as follows.
A lipopolymer comprising a lipopolymer (n = 12,1,2-dimyristoyl-rac-glycerol) comprising a pyrrolidone polymer having a thiol group (SH group) as an active group at the terminal and a lipid is passed through a syringe filter (20 μm). After removing the dust, the lipopolymer having a dry weight of 15.47 mg was obtained by drying on a high vacuum line for 2 hours. Next, the obtained dried lipopolymer was dehydrated with CaH 2 and methanol (1.547 ml) purified by distillation was added and stirred to obtain a methanol solution of lipopolymer. In this lipopolymer methanol solution, a gold substrate obtained by depositing gold on mica in a vacuum deposition apparatus is immersed, and left overnight, so that a thiol group is formed as an active group at the end on the surface of the gold substrate. A lipopolymer composed of a pyrrolidone polymer having (SH group) and a lipid was immobilized. Scanning probe micrographs of a gold substrate on which a pyrrolidone polymer having a thiol group (SH group) as an active group at the end and a lipopolymer composed of lipids are fixed are shown in FIGS. It was confirmed that the lipopolymer composed of a pyrrolidone polymer having a thiol group (SH group) as an active group and a lipid was immobilized at a thickness of about 4 nm or less from the mica surface.
工程(b2)は以下の通りである。
密封することができる耐圧反応管に脂質分子を導入したRAFT試薬(0.05mmol)とα,α'-アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN、0.01mmol)、水素化カルシウムなどで脱水したテトラヒドロフラン(THF、80mmol)、減圧蒸留を二回行うことにより安定剤を取り除いた2-ヒドロキシ-エチルアクリレート(HEA、40mmol)を入れ、高真空ポンプ(油拡散ポンプ)と液体窒素を用いて、凝固、減圧、融解の操作を三回繰り返して酸素を取り除いた。再び液体窒素で凝固させた後、減圧下で密封した。融解後、70℃もしくは、80℃のオイルバス中で攪拌することにより重合反応を行った。任意の反応時間後、反応物をジエチルエーテルを用いて三回沈殿精製することにより、RAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られる付加重合体を得た。
得られたRAFT試薬へ脂質を導入した化合物に重合体を付加させて得られる付加重合体の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)は、下記表1に示すとおりである。
Step (b 2 ) is as follows.
Tetrahydrofuran (THF) dehydrated with RAFT reagent (0.05 mmol), α, α'-azobis (isobutyronitrile) (AIBN, 0.01 mmol), calcium hydride, etc. with lipid molecules introduced into a pressure-resistant reaction tube that can be sealed , 80 mmol), 2-hydroxy-ethyl acrylate (HEA, 40 mmol) from which the stabilizer was removed by performing vacuum distillation twice, and using a high vacuum pump (oil diffusion pump) and liquid nitrogen, coagulation, reduced pressure, The melting operation was repeated three times to remove oxygen. After coagulation with liquid nitrogen again, it was sealed under reduced pressure. After melting, the polymerization reaction was carried out by stirring in an oil bath at 70 ° C or 80 ° C. After an arbitrary reaction time, the reaction product was purified by precipitation three times using diethyl ether to obtain an addition polymer obtained by adding a polymer to a compound in which a lipid was introduced into the RAFT reagent.
The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), and dispersity (Mw / Mn) of the addition polymer obtained by adding a polymer to the compound obtained by introducing lipid into the obtained RAFT reagent are shown in Table 1 below. As shown in
Claims (4)
工程(b)前記工程(a)で得られた脂質を導入したRAFT試薬に、N−ビニル−2−ピロリドン又は2−ヒドロキシ−エチルアクリレートを反応させて、該脂質を導入したRAFT試薬に重合体が付加した重合体を得る工程、
工程(c)前記工程(b)で得られた重合体を分解して末端をチオール基とする工程
を経て得られることを特徴とする請求項1記載のリポポリマー。
In step (b) RAFT reagent introducing lipid obtained in the step (a), N-vinyl-2-pyrrolidone or 2-hydroxy - by reacting ethyl acrylate, RAFT reagent polymer obtained by introducing the lipid Obtaining a polymer to which is added ,
2. The lipopolymer according to claim 1, wherein the lipopolymer is obtained through a step of decomposing the polymer obtained in the step (c) and converting the terminal to a thiol group .
工程(a)ROH(Rは前記式(2)で示されるRと同じ)で表される脂質及び下記の式(5)で示されるRAFT試薬と反応させることによりRAFT試薬中に脂質を導入する工程、
工程(b)前記工程(a)で得られた脂質を導入したRAFT試薬に、N−ビニル−2−ピロリドン又は2−ヒドロキシ−エチルアクリレートを反応させて、該脂質を導入したRAFT試薬に重合体が付加した重合体を得る工程、
工程(c)前記工程(b)で得られた重合体を分解して末端をチオール基とする工程
を経ることを特徴とするリポポリマーの製造方法。
Engineering as (a) ROH (R is the same as R represented by the formula (2)) introducing a lipid into RAFT reagent by reaction with RAFT reagent represented by lipids and the following formula represented by (5) The process of
In step (b) RAFT reagent introducing lipid obtained in the step (a), N-vinyl-2-pyrrolidone or 2-hydroxy - by reacting ethyl acrylate, RAFT reagent polymer obtained by introducing the lipid Obtaining a polymer to which is added ,
Step (c) Step of decomposing the polymer obtained in the step (b) to make the terminal a thiol group
A process for producing a lipopolymer, characterized in that
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