JP6051758B2 - ジアシルグリセロールと結合した分岐型ポリエチレングリコール、その製造方法およびポリエチレングリコール修飾リポソーム - Google Patents
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Description
(式(1)中、R1は炭素数1〜7の炭化水素基である。
R2は炭素数9〜21のアルキル基またはアルケニル基である。
nはポリエチレングリコール鎖の平均付加モル数であり、10≦n≦100である。
Xは分岐型ポリエチレングリコールとジアシルグリセロールのリンカー部位であり、式(2)で表される。
(式(2)中、Yはエーテル結合を表す。l=0、m=0である。)
本発明の中間体は次のように製造できる。まず、ジグリセリンとアセトンを反応させ、有機溶剤と水を用いた抽出精製により、式(4)で表される1,2-イソプロピリデンジグリセリンを得ることができる。この化合物は公知である。
工程(A): ソジウムメチラート、金属ナトリウム、金属カリウムまたはt-ブトキシカリウムを触媒とし、式(4)で表される化合物にエチレンオキサイドを付加し、下記式(5)のポリエチレングリコール誘導体を得る。
(式(5)において、nはポリエチレングリコール鎖の平均付加モル数であり、10≦n≦100である。)
このエチレンオキサイド付加重合体は次のような方法で製造することができる。トルエン、もしくは無溶媒中、金属ナトリウムや金属カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、ナトリウムメトキシド、カリウム-t-ブトキシドのアルカリ条件下、オキシエチレンを重合させて得ることができる。
(式(6)中、R1は炭素数1〜7の炭化水素基である。
nはポリエチレングリコール鎖の平均付加モル数であり、10≦n≦100である。)
(式(7)中、R1は炭素数1〜7の炭化水素基である。
nはポリエチレングリコール鎖の平均付加モル数であり、10≦n≦100である。)
次の工程(D)によって、式(7)のポリエチレングリコール誘導体中の末端水酸基と脂肪酸とを脱水縮合させ、式(3)の分岐型ポリエチレングリコールを得る。
すなわち、2個の水酸基を有する式(7)で表される化合物と脂肪酸を、触媒を用いて縮合させて、式(3)で表されるジアシルグリセロールがエーテルを介して結合した分岐型ポリエチレングリコール誘導体が得られる。
本発明の脂質PEG誘導体を含むリポソームは、核酸、医薬、生理活性物質を内包させることができる。これらの核酸、医薬の種類は特に限定されていない。本発明の脂質PEGのリポソームへの配合量は遺伝子の発現や医薬を発効させるのに十分な量であればよい。
1H-NMR分析では、日本電子データム(株)製JNM-ECP400、JNM-ECP600を用いた。NMR測定値における積分値は理論値である。
GPC分析では、GPCシステムとしてSHODEX GPC STSTEM-11を用い、下記条件にて測定を行った。
展開溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1mL/min
カラム:SHODEX KF-801, KF-803, KF-804(I.D. 8mm×30cm)
カラム温度:40℃
検出器:RI ×8
サンプル量:1mg/g,
100μL リファレンスにはトリエチレングリコール、PEG4000、PEG20000を用いた。
GPC測定値には、高分子量不純物と低分子不純物を、溶出曲線の変曲点からベースラインを垂直に切って除いたメーンピークの解析値、及び溶出開始点から溶出終了点までのピーク全体での解析値を併記した。
Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量、Mpはピークトップ分子量を表す。
TOF-MS分析では、Bruker製 autoflexIII)を用いた。サンプルのマトリックスに1,8,9-Anthracenetriol、リファレンスにAngiotensin II[M+H]1+
Mono 分子量1046.5418、Somatostain
28[M+H]1+Mono 分子量3147.4710を用いた。
式(1)の化合物の合成(R1=メチル基、R2=炭素数17の炭化水素、1本当たりのポリエチレングリコール鎖の分子量約1000の場合)
温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した3000mL丸底フラスコへジグリセリン807g、アセトン1614g(5.7mol eq.)、トリフルオロ酢酸(1mol%)を加え、25℃で3時間反応させた。反応後、トリエチルアミン(5mol%)で中和を行い、アセトンを濃縮した。その後、ヘキサン(1600g)水(1600g)を添加し、ヘキサン/水抽出をした。ヘキサン層を除去し、新たなヘキサン(1600g)を加え、ヘキサン/水抽出をした。この抽出を合計5回行った。ヘキサン層を除去した後、水層に食塩533gを溶解させ、クロロホルム(1600g)を加え、25%食塩水/クロロホルム抽出をした。水層を除去し、新たな25%食塩水を加え、25%食塩水/クロロホルム(1600g)抽出をした。この抽出を合計5回行った。クロロホルム層を濃縮した。濃縮液に窒素を吹き込みながら40℃にて減圧乾燥をし、式(4)で表される1,2-イソプロピリデンジグリセリン147g(モル収率 27%)を得た。
1H-NMR(DMSO, 内部標準TMS) δ(ppm):
1.26, 1.31(3H, 3H, s C(CH3)2)
3.30−3.66(8H, m C(CH3)2OCHH,
-CH 2-O-CH 2-, CH 2OH,
CH(OH))
3.96-3.98(1H, t, C(CH3)2OCHH)
4.14-4.17(1H, m, C(CH3)2OCH)
4,46-4.48(1H, t, CH2OH)
4.62-4.63(1H, m, CH(OH))
1,2-イソプロピリデンジグリセリン 50g(0.24mol)、脱水トルエン202g、ナトリウムメトキシド28%メタノール溶液3.56g(0.018mol, 7.5mol%)を5Lオートクレーブに仕込み、60℃に昇温した後、窒素を吹き込みながら、真空度を100mHgにし、脱メタノールを30分間行った。系内を窒素置換後、100℃に昇温し、 0.5MPa以下の圧力でエチレンオキサイド499g(11.3mol)を加えた後、2時間30分間反応を続けた。減圧にて未反応のエチレンオキサイドガスを除去後、70℃に冷却して、下記式(10)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS) δ(ppm):
1.36, 1.41(3H, 3H, s C(CH3)2)
3.44-3.75(200H, m, -CH 2O(CH 2CH 2O)nH, CHO(CH 2CH 2O)nH,
C(CH3)2OCHH
-CH 2OCH 2-),
4.03-4.06(1H, t, C(CH3)2OCHH),
4.25(1H, m, C(CH3)2OCH)
GPC分析;
<メインピーク>
数平均分子量(Mn):1996
重量平均分子量(Mw):2058
多分散度:1.031
ピークトップ分子量(Mp):2067
<ピーク全体>
数平均分子量(Mn):1922 重量平均分子量(Mw):2019
多分散度:1.051
TOF-MS 2312.9
温度計、窒素吹き込み管、撹拌機、Dean-stark管、及び冷却管を付した500mL丸底フラスコへ上記式(10)の化合物を100g(43mmol)、2,6-ジtert-ブチル-p-クレゾール0,10g(0.45mmol)、トルエン300gを仕込み、加熱還流させ、水分を共沸除去した。40℃に冷却後、トリエチルアミン15.1g(149mmol)、メタンスルホン酸クロリド14.0g(122mmol)を加え、40℃にて3時間反応させた。その後、ナトリウムメトキシド28%メタノール溶液50.4g(260mmol)加え、13時間反応させた。続いて、窒素を吹き込みながら減圧にして脱メタノールを40℃にて行った。トルエン100g、2,6-ジtert-ブチル-p-クレゾール0,1g(0.45mmol)を加えた後、ろ過を行った。トルエンを濃縮後、500mL丸底フラスコに移送し、フラスコ内のトルエン量が約300gになるまで、加熱還流させ、水分を除去した。40℃に冷却後、トリエチルアミン15.1g(149mmol)、メタンスルホン酸クロリド14.0g(122mmol)を加え、40℃にて3時間反応させた。その後、ナトリウムメトキシド28%メタノール溶液50.4g(260mmol)加え、4時間反応させた。続いて、窒素を吹き込みながら減圧にして脱メタノールを40℃にて行った。トルエン100g、2,6-ジtert-ブチル-p-クレゾール0,10g(0.45mmol)を加えた。25%食塩水500gを用いて、50℃にてトルエン/水抽出をした。この水洗を合計2回行った。トルエン層をろ過後、濃縮をした。内容量が600gになるようにトルエンを添加し、10℃以下に冷却をした後にヘキサン600gを添加し、10℃以下にて晶析をした。結晶をろ別後、ヘキサン800g、,2,6-ジtert-ブチル-p-クレゾール0.16g(0.73mmol)を加え、結晶を洗浄し、下記式(11)の化合物84g (収率84%)を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS) δ(ppm):
1.36, 1.41(3H, 3H, s C(CH3)2)
3.38(6H, s, -CH2O(CH2CH2O)nCH 3 , -CHO(CH2CH2O)nCH 3,)
3.44-3.75(200H,m, -CH 2(CH 2CH 2O)nCH3, CHO(CH 2CH 2O)nCH3,
C(CH3)2OCHH
-CH 2OCH 2-),
4.03-4.06(1H, t, C(CH3)2OCHH),
4.23-4.26(1H, m, C(CH3)2OCH)
GPC分析;
<メインピーク>
数平均分子量(Mn):2119 重量平均分子量(Mw):2181
多分散度:1.029 ピークトップ分子量(Mp):2181
<ピーク全体>
数平均分子量(Mn):2108 重量平均分子量(Mw):2232
多分散度:1.059
(工程(C))
1Lビーカーに上記式(11)の化合物40g(17mmol)、注射用水500gを入れ、式(11)の化合物を溶解させた後、85%リン酸水溶液を添加し、溶液のpHを1.8に調整した。続いて、昇温して50℃にて1時間30分間、酸加水分解を行った。加水分解後、400g/L水酸化ナトリウム水溶液を用いて、pH7.0に中和した。クロロホルム200gを添加し、水/クロロホルム抽出をした。この抽出を2回行った。その後、クロロホルム層を濃縮し、トルエン200gに溶解し、硫酸マグネシウム12gを添加し、25℃にて脱水を行った。ろ過後、容器を120gのトルエンで洗浄後、トルエン溶液を10℃以下まで冷却した。続いてヘキサン240gを添加し、10℃以下にて晶析を行った。結晶をろ別後、ヘキサン240gを加え、結晶を洗浄し、下記式(12)の化合物34g(収率85%)を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS) δ(ppm):
δ3.38(6H, s, -CH2O(CH2CH2O)nCH 3 , -CHO(CH2CH2O)nCH 3,)
3.49-3.85(202H, m, -CH 2O(CH 2CH 2O)nCH3, CHO(CH 2CH 2O)nCH3,
-CH 2OCH 2-, CH 2OH-CH(OH
)-),
GPC分析;
<メインピーク>
数平均分子量(Mn):2062 重量平均分子量(Mw):2120
多分散度:1.028 ピークトップ分子量(Mp):2115
<ピーク全体>
数平均分子量(Mn):2070 重量平均分子量(Mw):2178
多分散度:1.052
温度計、窒素吹き込み管、撹拌機、及び冷却管を付した100mL丸底フラスコへステアリン酸4.0g(14mmol)、トルエン32gを仕込み、40℃まで昇温させ、ステアリン酸を溶解させた。続いて、ジシクロへキシルカルボジイミド2.3g(11mmol)、上記式(12)の化合物8.0g(3.5mmol)、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン0.425g(3.5mmol)を添加した後、60℃に昇温した。60℃にて1時間30分間反応させた後、ろ過、濃縮を行った。その後、アセトニトリル40gに溶解し、ヘキサン160gを添加し、ヘキサン/アセトニトリル抽出を行う。ヘキサン層を除去して、新たなヘキサン160gを添加し、再度へキサン/アセトニトリル抽出を行う。この抽出を合計5回行う。アセトニトリル層を濃縮した後、酢酸エチル45gに溶解し、吸着剤「キョワード700」(協和化学工業株式会社製)にてN,N-ジメチル-4-アミノピリジンを吸着処理により除去した。ろ過後、濃縮を行い、下記式(13)の化合物7.2g(モル収率73%)を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS) δ(ppm):
δ0.86-0.90(6H, t, -CHCO2CH2CH2(CH2)14CH 3 ,
-CH2CO2CH2CH2(CH2)14CH 3),
1.15-1.35(56H, m, -CHCO2CH2CH2(CH 2)14CH3,
-CH2CO2CH2CH2(CH 2)14CH3),
1.55-1.65((4H, m -CHCO2CH2CH 2(CH2)14CH3,
-CH2CO2CH2CH 2(CH2)14CH3),
2.27-2.32(4H, m , -CHCO2CH 2CH2(CH2)14CH3,
-CH2CO2CH 2CH2(CH2)14CH3),
3.38(6H, s, -CH2O(CH2CH2O)nCH 3, -CHO(CH2CH2O)nCH 3 ),
3.49-3.85(199H, m, -CH 2O(CH 2CH 2O)nCH3, CHO(CH 2CH 2O)nCH3,
-CH 2OCH 2-,)
4.11-4.16(1H, m, -CHHCO2CH2CH2(CH2)14CH3)
4.31-4.34(1H, d, -CHHCO2CH2CH2(CH2)14CH3)
5.18-5.20(1H, m, -CHCO2CH2CH2(CH2)14CH3)
水添大豆ホスファジルコリン 6.059g(7.7mmol)、コレステロール1.0g(2.6mmol)をクロロホルムに溶解させた後、エバポレーターにより溶剤を留去し、さらに6時間真空乾燥させた。この脂質乾燥物0.07gを秤量し、水20mLを加えて、水和させ、湯浴につけながらボルテックスミキサーにて軽く撹拌した。この脂質分散液を0.2μmの孔径のポリカーボネートメンブレンフィルターを用いて、サイジングを行い、リポソーム液を調製した(0.2μm×2回)。該リポソーム液を5セット調製し、それぞれをリポソーム液(i)、(ii)とした。
別に工程(D)で得られた式(13)で表される、ジステアリルグリセロールと結合した、分岐型メチルポリエチレングリコール0.072g(2.57×10-2mmol)を水5mLに溶解させておき、分散液(5.1mM)を調製した。この分散液をリポソーム(i)に添加し、60℃で1時間撹拌し、分岐型ポリエチレングリコール修飾リポソーム(A)を調整した(脂質濃度 4mM、 PEG濃度 1mM)。
下記式(14)で表される化合物(ポリエチレングリコール分子量2000)を0,068g(2.57×10-2mmol)を水5mLに溶解させておき、分散液(5.1mM)を調製した。この分散液(ii)に添加し、60℃で1時間撹拌し、直鎖型ポリエチレングリコール修飾リポソーム(B)を調整した(脂質濃度 4mM、PEG濃度 1mM)。
ポリエチレングリコール修飾リポソームの安定性を評価するため、実施例A、比較例Bで得られた2つのポリエチレングリコール修飾リポソームを、40℃の低温恒温器(LTI-700E: EYELA)に入れ、1、2、3ヶ月での安定性を評価した。結果を表に示す。
Claims (3)
- 請求項1記載の分岐型ポリエチレングリコールを含む、ポリエチレングリコール修飾リポソーム。
- 下記の工程(A)、(B)、(C)および(D)を含むことを特徴とする、式(3)で表されるジアシルグリセロールと結合した分岐型ポリエチレングリコールの製造方法。
(式(3)中、R1は炭素数1〜7の炭化水素基である。
R2は炭素数9〜21のアルキル基またはアルケニル基である。
nはポリエチレングリコール鎖の平均付加モル数であり、10≦n≦100である。)
工程(A): 下記式(4)で表される化合物にエチレンオキサイドを付加し、下記式(5)のポリエチレングリコール誘導体を得る工程;
(式(5)において、nはポリエチレングリコール鎖の平均付加モル数であり、10≦n≦100である。)
工程(B): 式(5)のポリエチレングリコール誘導体中のエチレンオキサイド基末端水酸基の水素原子を炭化水素基に置換することによって、下記式(6)のポリエチレングリコール誘導体を得る工程;
(式(6)中、R1は炭素数1〜7の炭化水素基である。
nはポリエチレングリコール鎖の平均付加モル数であり、10≦n≦100である。)
工程(C): 式(6)のポリエチレングリコール誘導体をpH1.0-3.0で酸加水分解し、式(7)のポリエチレングリコール誘導体を得る工程;
(式(7)中、R1は炭素数1〜7の炭化水素基である。
nはポリエチレングリコール鎖の平均付加モル数であり、10≦n≦100である。)
工程(D): 式(7)のポリエチレングリコール誘導体中の末端水酸基と脂肪酸とを脱水縮合させ、前記式(3)の分岐型ポリエチレングリコールを得る工程。
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