JP6693096B2

JP6693096B2 - 末端カルボキシ基を有するポリエチレングリコールの製造方法

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Publication number: JP6693096B2
Application number: JP2015227812A
Authority: JP
Inventors: 明子土井; 貴志市川; 剛竹花; 拓真粒崎
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Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2020-05-13
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Description

本発明は、末端カルボキシ基を有するポリエチレングリコールの製造方法に関する。

近年、ホルモンなどの伝達物質や、抗体、酵素などの生理活性物質を薬剤とした医薬品の開発が盛んに行われている。これらの物質は、体内に投与されると、細網内皮系による貪食作用や腎臓での排泄作用を受け、体外に排除されるため、血中滞留性が低く、十分な薬効が得られ難い。そこで、糖鎖やポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のような水溶性ポリマーで薬剤を修飾することによって、薬剤の血中滞留性を向上させる試みがなされている。ポリエチレングリコールによる修飾は、薬剤の安定性を保ちつつ、薬剤の免疫原性および抗原性を低減することが知られている。薬剤の均一性を高めるために（詳しくは、薬剤の血中滞留性、免疫原性、薬効などのばらつきを抑えるために）、多分散度（重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ））が小さいＰＥＧ修飾剤を用いる必要がある。現在までに、ＰＥＧ化インターフェロンや、ＰＥＧ化ｈｒＧＣＳＦなどのＰＥＧ化製剤が市場に出ており、ＰＥＧ化技術の有用性が明らかとなっている。

ポリエチレングリコールによりタンパク質や酵素などの生理活性物質を修飾するためには、ポリエチレングリコールの末端ヒドロキシ基を反応性官能基に変換する必要がある。反応性官能基への変換において、未反応のヒドロキシ基の残存は、高分子量ＰＥＧ不純物や異なる結合を有するＰＥＧ化製剤などの副生の原因となる。そのため、ヒドロキシ基から反応性官能基への変換率は高いことが好ましい。

ポリエチレングリコールの末端ヒドロキシ基を末端カルボキシ基に変換することは特に有用性が高い。例えば、末端カルボキシ基を有するポリエチレングルコールを、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドとジシクロヘキシルカルボジイミドなどの縮合剤を用いて、活性エステルであるスクシンイミジルエステルに変換することができる。このスクシンイミジルエステルは、生理的条件近くで第１級アミンと反応し、安定なアミドを形成するため、タンパク質修飾のアシル化剤として最も用いられている。スクシンイミジルエステルの中でも、プロピオン酸スクシンイミジルおよびブタン酸スクシンイミジルは、タンパク質のアミノ基や生理活性物質に対して適度な反応性を示しつつ、水溶液中で比較的安定であり、生理活性物質の修飾に特に有用である。

ポリエチレングリコールの末端ヒドロキシ基の末端カルボキシ基への変換は、これまでにいくつか報告されている。例えば、特許文献１（特に、その請求項１）には、式：Ｑ（ＯＨ）_ｘ＋ｙで表される多価アルコールと、式：ＣＨ（Ｒ’）＝Ｃ（Ｒ”）−ＣＯＯＲ’’’で表されるカルボン酸とを反応させた後、その生成物を加水分解することを含むカルボン酸の製造方法が記載されている（式中の定義は特許文献１に記載された通りである）。

また、特許文献２（特に、その請求項１）には、少なくとも一つのヒドロキシ基を含む水溶性の非ペプチドポリマーと第３級アルキルアクリル酸塩とを反応させて、前記ポリマーのエステルを形成し、該ポリマーを強酸で処理することを含む、カルボキシ基を有する水溶性の非ペプチドポリマーの製造方法が記載されている。

しかし、特許文献１および２に記載の製造方法では、ヒドロキシ基からカルボキシ基への変換率が８５％未満であり、それほど高くないという問題がある。詳しくは、特許文献１の実施例では、該変換率が３１．９〜８４．７％であり、特許文献２の実施例では、該変換率が６９．１〜７３．８％である。医薬グレードの純度を必要とする場合、生成物である末端カルボキシ基を有するポリマーと、未反応物である末端ヒドロキシ基を有するポリマーとを、イオン交換や逆相ＨＰＬＣにより分離する必要がある。さらに、特許文献１および２に記載の製造方法は、反応に長時間を要するという問題がある。

特許文献３（特に、その請求項１９）には、（ａ）少なくとも１個のアルコキシドイオンまたはチオレートイオンを有する水溶性ポリマーセグメントを、好適な脱離基を有するオルトエステルと反応させて、水溶性ポリマーのオルトエステルを生成する工程、および（ｂ）工程（ａ）で生成した水溶性ポリマーのオルトエステルを、少なくとも１つの加水分解工程に付して、対応する水溶性ポリマーのカルボン酸を得る工程を含む水溶性ポリマーのカルボン酸の製造法が記載されている。しかし、特許文献３に記載の製造方法では、トリメチル４−ブロモオルトブチレートなどの高価な試薬を用いるという問題がある。また、特許文献３に記載の製造方法で使用するオルトエステルの合成には、多段階の工程が必要であるという問題がある。

また、末端カルボキシ基を形成する方法としては、末端ヒドロキシ基の酸化（即ち、アルコールの酸化）が挙げられる。アルコールを酸化してカルボン酸を製造する方法としては、強酸や重金属化合物（例えば、クロム化合物）を用いる方法が知られている。しかし、アルコールの代表的な酸化法として知られているジョーンズ酸化では、毒性の高いクロム化合物を使用する。そのため、ジョーンズ酸化で医薬に用いる化合物を製造する場合は、クロム化合物の除去のために、高精度の精製が必要となるという問題がある。

米国特許第５５２３４７９号特表２００７−５３８１１１号公報特表２００５−５３８２２６号公報

薬剤の修飾のために有用な末端カルボキシ基を有するポリエチレングリコールを製造するため、本発明者らが検討した結果、末端ヒドロキシ基を有するポリエチレングリコールを強い酸化剤を用いて酸化すると、ポリエチレングリコール鎖が酸化劣化されて、その多分散度が増大するという問題があることを見出した。

本発明は上記のような事情に着目してなされたものであって、その目的は、トリメチル４−ブロモオルトブチレートのような高価な試薬や毒性の高い重金属化合物を使用せず、且つ多分散度の増大を抑制することができる末端カルボキシ基を有するポリエチレングリコールの製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、末端ヒドロキシ基を有するポリエチレングリコールではなく、末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコールを出発原料として用いて、これを特定のｐＨに調整した水中でペルオキシ一硫酸カリウムによって酸化させることで、ポリエチレングリコール鎖の酸化劣化を抑制し、末端ホルミル基を効率良く末端カルボキシ基に変換できることを見出した。この知見に基づく本発明は以下の通りである。

［１］炭酸塩、リン酸塩、クエン酸塩および酢酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一つでｐＨを６〜８に調整した水中で、式（Ｉ）：
ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍ−ＣＨＯ（Ｉ）
（式中、ｎは１０〜１１００の数であり、ｍは２または３である。）
で表されるポリエチレングリコールを、５〜４０℃で、ペルオキシ一硫酸カリウムで酸化することによって、式（ＩＩ）：
ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍ−ＣＯＯＨ（ＩＩ）
（式中、ｎおよびｍは前記と同義である。）
で表されるポリエチレングリコールを製造することを含む、末端カルボキシ基を有するポリエチレングリコールの製造方法。
［２］ペルオキシ一硫酸カリウムの使用量が、式（Ｉ）で表されるポリエチレングリコール１モルに対して１．５〜４モルである前記［１］に記載の製造方法。

本発明によれば、多分散度の増大を抑制しながら、高いカルボン酸化率で末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコールを製造することができる。このようにして得られるポリエチレングリコールは、イオン交換や逆相ＨＰＬＣなどの特別な精製工程を必要とせず、薬剤の修飾に用いることが期待できる。ここで、カルボン酸化率とは、上述のホルミル基からカルボキシ基への酸化反応によって得られる反応生成物中に含まれる式（ＩＩ）で表されるポリエチレングリコールの割合を意味し、このカルボン酸化率は、ＨＰＬＣ分析から得られたクロマトグラムにおいて、各ピークの面積値からメインピークの面積百分率を算出することで求められる。

本発明は、末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコールから、末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコールを製造することを特徴の一つとする。ここで、末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコールおよび末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコールとは、それぞれ、主鎖の末端にメトキシ基を有し、もう一方の末端にホルミル基またはカルボキシ基を有するポリエチレングリコールを意味する。

本発明は、式（Ｉ）：
ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍ−ＣＨＯ（Ｉ）
（式中、ｎは１０〜１１００の数であり、ｍは２または３である。）
で表されるポリエチレングリコール（以下「ポリエチレングリコール（Ｉ）」と略称することがある。）を酸化することによって、式（ＩＩ）：
ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍ−ＣＯＯＨ（ＩＩ）
（式中、ｎおよびｍは前記と同義である。）
で表されるポリエチレングリコール（以下「ポリエチレングリコール（ＩＩ）」と略称することがある。）を製造することを特徴の一つとする。

本発明で使用するポリエチレングリコール（Ｉ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは３９５〜５３,２４０、より好ましくは１,７８０〜３６，３００である。

ｎは、１０〜１１００の数であり、好ましくは４５〜７５０の数である。ｍは、２または３であり、好ましくは２である。ｍが２であるポリエチレングリコール（ＩＩ）は、ｍが３であるポリエチレングリコール（ＩＩ）に比べて、タンパク質のアミノ基や生理活性物質に対して、適度な反応性を有する。ｍが１であるポリエチレングリコール（ＩＩ）は、スクシンイミジル等の活性化エステルに変換した際に、反応性が高くて、加水分解しやすく、取り扱い性に難点がある。一方、ｍが４以上であるポリエチレングリコール（ＩＩ）は、タンパク質や生理活性物質との反応性が低下する可能性がある。

本発明で使用するポリエチレングリコール（Ｉ）は市販されており、例えば日油株式会社から購入することができる。

本発明は、水中で、ポリエチレングリコール（Ｉ）をペルオキシ一硫酸カリウムによって酸化することを特徴の一つとする。ペルオキシ一硫酸カリウムを用いることによって、ポリエチレングリコール鎖の酸化劣化を抑制し、得られるポリエチレングリコール（ＩＩ）の多分散度の増大を抑制することができる。ペルオキシ一硫酸カリウムの使用量は、ポリエチレングリコール（Ｉ）１モルに対して、反応性および経済性の観点から、好ましくは１．５モル以上であり、より好ましくは１．５〜４モルであり、さらに好ましくは１．５〜２モルである。

ペルオキシ一硫酸カリウムの供給源として、ペルオキシ一硫酸カリウム、硫酸水素カリウムおよび硫酸カリウムの複塩（例えば、２ＫＨＳＯ_５・ＫＨＳＯ_４・Ｋ_２ＳＯ_４）を使用することが好ましい。この複塩は、例えば、東京化成工業株式会社から入手することができる。

酸化温度（即ち、ポリエチレングリコール（Ｉ）、ペルオキシ一硫酸カリウムおよび水を含む反応溶液の温度）は、酸化の反応速度およびポリエチレングリコール鎖の酸化劣化の抑制の観点から、５〜４０℃、好ましくは５〜２５℃である。酸化の反応時間は、好ましくは１〜２４時間、より好ましくは１〜５時間である。

本発明は、上述の酸化を水中で行うことを特徴とする。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等の有機溶媒中で酸化を行うと、ポリエチレングリコール鎖の酸化劣化が生じる可能性がある。

水のｐＨは、酸化の促進および副反応（例えば、アルドール縮合）の抑制の観点から、６〜８、好ましくは７〜８である。

本発明は、水のｐＨを、炭酸塩、リン酸塩、クエン酸塩および酢酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一つで調整することを特徴の一つとする。炭酸塩、リン酸塩、クエン酸塩および酢酸塩は、反応溶液のｐＨを６〜８（好ましくは７〜８）に調整可能なものであれば、特に限定は無い。炭酸塩としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムが挙げられる。リン酸塩としては、例えば、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウムが挙げられる。クエン酸塩としては、例えば、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウムが挙げられる。酢酸塩としては、例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムが挙げられる。これらの中で、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸水素ナトリウムおよびリン酸水素カリウムが好ましい。

ポリエチレングリコール（Ｉ）、ペルオキシ一硫酸カリウム、および炭酸塩等を同時に水に添加してもよく、これらを別々に添加してもよい。これらを別々に添加する場合、その添加順序は特に制限されないが、ポリエチレングリコール（Ｉ）を水に溶解し、ポリエチレングリコール（Ｉ）の溶液を得た後、そこに、ペルオキシ一硫酸カリウムおよび炭酸塩等を添加することが好ましい。

ペルオキシ一硫酸カリウムおよび炭酸塩等は、以下の方法で、ポリエチレングリコール（Ｉ）の溶液に添加することが好ましい。まず、ペルオキシ一硫酸カリウムを水に溶解し、ペルオキシ一硫酸カリウムの溶液を得る。次いで、得られた溶液に、固体の炭酸塩等、または水に溶解した炭酸塩等の溶液を添加し、ペルオキシ一硫酸カリウムおよび炭酸塩等の溶液を得る。次いで、得られた溶液を、ポリエチレングリコール（Ｉ）の溶液に添加する。

なお、ペルオキシ一硫酸カリウムの複塩と炭酸塩とを混合する場合は、複塩に含まれる酸性塩と炭酸塩とが反応し、二酸化炭素が急激に発生するおそれがある。そのため、ペルｌオキシ一硫酸カリウムの複塩と炭酸塩とを使用する場合、予め調製した複塩の溶液に、炭酸塩の溶液を滴下することが望ましい。

ポリエチレングリコール（Ｉ）、ペルオキシ一硫酸カリウム、および炭酸塩を同時に水に加える場合、水の量は、好ましくはポリエチレングリコール（Ｉ）の０．５重量倍以上であり、より好ましくは５〜２０重量倍である。

ポリエチレングリコール（Ｉ）、ペルオキシ一硫酸カリウム、および炭酸塩等を別々に水に加える場合、ペルオキシ一硫酸カリウムの溶解に用いる水の量は、好ましくはポリエチレングリコール（Ｉ）量の０．２重量倍以上であり、より好ましくは２〜１０重量倍であり、炭酸塩等の溶解に用いる水の量は、好ましくはポリエチレングリコール（Ｉ）量の０．２重量倍以上であり、より好ましくは２〜１０重量倍であり、ポリエチレングリコール（Ｉ）の溶解に用いる水の量は、好ましくはポリエチレングリコール（Ｉ）量の０．１重量倍以上であり、より好ましくは２〜１０重量倍である。

ペルオキシ一硫酸カリウムおよび炭酸塩等の水溶液を、ポリエチレングリコール（Ｉ）の水溶液に添加する場合、その添加温度（即ち、各溶液の温度）は、好ましくは５〜４０℃であり、より好ましくは５〜２５℃である。

ペルオキシ一硫酸カリウムの分解を抑制するために、キレート剤を使用してもよい。キレート剤を使用する場合、その量は、ペルオキシ一硫酸カリウム１モルに対して、好ましくは３×１０^−２〜７×１０^−２モルである。キレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ三酢酸などのアミノカルボン酸系キレート剤が好ましい。キレート剤を使用する場合、これを、ペルオキシ一硫酸カリウムの溶液に添加するのが好ましい。

酸化終了後に、アスコルビン酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウムなどの還元剤で、未反応のペルオキシ一硫酸カリウムをクエンチすることが好ましい。次いで、クロロホルム、ジクロロメタン等の抽出溶媒を用いて、ポリエチレングリコール（ＩＩ）を抽出することができる。抽出により、ペルオキシ一硫酸カリウムおよび炭酸塩等は水中に残存するため、ポリエチレングリコール（ＩＩ）のみを選択的に抽出することができる。抽出時、ポリエチレングリコール（ＩＩ）が有機層に移行し難い場合は、還元剤でペルオキシ一硫酸カリウムをクエンチした後に、リン酸、塩酸などの酸を用いて反応溶液のｐＨを２〜４に調整してから、抽出を行ってもよい。

抽出時の温度は、好ましくは５〜４０℃であり、より好ましくは５〜２５℃である。この温度が５℃未満では、反応溶液中の塩類が析出するおそれがある。この温度が４０℃を超えると、抽出溶媒として使用したクロロホルムやジクロロメタンが気化するため、安全性の観点から好ましくない。

抽出で得られた有機層を、４０℃程度で濃縮し、得られた濃縮物を酢酸エチルに溶解した後、得られた酢酸エチル溶液にヘキサンを添加してポリエチレングリコール（ＩＩ）を析出させ、ろ過および乾燥することによって、ポリエチレングリコール（ＩＩ）を得ることができる。抽出時に水層から混入した水分を除去するために、濃縮前または濃縮後に脱水操作を行ってもよい。さらに、得られたポリエチレングリコール（ＩＩ）を、吸着剤等で精製してもよい。

上述の本発明の製造方法によって、多分散度の増大を抑制し、且つ高いカルボン酸化率で、高純度のポリエチレングリコール（ＩＩ）が得られる。このようにして得られたポリエチレングリコール（ＩＩ）は、薬剤を効率的に修飾することができ、薬剤の均一性を高めることが期待できる。

本発明の製造方法によって得られるポリエチレングリコール（ＩＩ）の多分散度は、好ましくは１．０８以下である。この多分散度は、以下の実施例に記載する条件のＧＰＣ分析から算出することができる。

本発明の製造方法におけるカルボン酸化率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。このカルボン酸化率は、以下の実施例に記載する条件のＨＰＬＣ分析から算出することができる。詳しくはＨＰＬＣ分析から得られたクロマトグラムにおいて、ピークが分離している場合は、ピーク間の極小値で分割し、ピークが重なっている場合は、ピーク間の変曲点から分割して、得られた各ピークの面積値からメインピークの面積百分率を算出することで、このカルボン酸化率を求めることができる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。また、以下の「％」は、特段の記載が無い限り、「重量％」を意味する。

下記実施例１および２並びに比較例１〜３で得られたポリエチレングリコールの多分散度およびカルボン酸化率は、液体クロマトグラフィー（ＧＰＣおよびＨＰＬＣ）を用いて算出した。液体クロマトグラフィーのシステムは、WATERS 社製「ALLIANCE」を用いた。以下、ＧＰＣおよびＨＰＬＣの分析条件を示す。

ＧＰＣ分析
検出器：示差屈折計
カラム：ultrahydrogel500 および ultrahydrogel250（WATERS）
移動相：酢酸ナトリウム緩衝液（溶媒：水、ｐＨ：５．２）
流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ
サンプル量：５ｍｇ／ｍＬ、２０μＬ
カラム温度：３０℃

ＨＰＬＣ分析
検出器：示差屈折計
カラム：陰イオン交換カラム ES-502N（Asahipak）
移動相：ギ酸アンモニウム緩衝液（溶媒：水、ｐＨ：８．０）
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
注入量：１０ｍｇ／ｍＬ、２０μＬ
カラム温度：３０℃

［実施例１］
炭酸水素ナトリウム（０．２７ｇ）をイオン交換水（４．０ｇ）に溶解し、炭酸水素ナトリウム水溶液を得た。次に、ペルオキシ一硫酸カリウム、硫酸水素カリウムおよび硫酸カリウムの複塩（０．２５ｇ、複塩中のペルオキシ一硫酸カリウム含有量＝４５％、末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコール１モルに対するペルオキシ一硫酸カリウムの量＝１．８モル、東京化成工業株式会社製）、およびエチレンジアミン四酢酸（５．５ｍｇ、１．９×１０^−５モル、関東化学株式会社製）をイオン交換水（６．０ｇ）中で撹拌した。得られた懸濁液に炭酸水素ナトリウム水溶液を滴下してエチレンジアミン四酢酸を溶解し、ペルオキシ一硫酸カリウムの水溶液を得た。次に、末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコール（２．０ｇ、４．０×１０^−４モル、重量平均分子量＝約５，０００、式（Ｉ）中のｎ＝約１１３、ｍ＝２、日油株式会社製「SUNBRIGHT ME-050AL」）をイオン交換水（１０ｇ）に溶解し、得られた水溶液に、窒素雰囲気および２０〜２５℃の条件下で、ペルオキシ一硫酸カリウムの水溶液を滴下し、ｐＨが７である反応溶液を得た。得られた反応溶液を、窒素雰囲気および２３℃の条件下で、２時間撹拌した。次に、反応溶液に３０％アスコルビン酸ナトリウム水溶液（０．３２ｇ）を添加し、２３℃で３０分撹拌した後、８５％リン酸水溶液（０．２６ｇ）を添加して、反応溶液のｐＨを３に調整した。次に、反応溶液からクロロホルム（２０ｇ）によって生成物を抽出した。得られた抽出相（クロロホルム溶液）を、４０℃にて濃縮した後、得られた濃縮物に酢酸エチル（１０ｇ）を添加した。得られた酢酸エチル溶液に、硫酸マグネシウム（０．２ｇ）を加えて、３５℃で３０分撹拌した後、５Ａろ紙を敷いた桐山ロートを用いて吸引ろ過を行った。得られたろ液にヘキサン（１０ｇ）を加えて、生成物を析出させた。析出物を、５Ａろ紙を用いて吸引ろ過した後、真空乾燥して、末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール（１．６ｇ）を得た。
得られたポリエチレングリコール中の重量平均分子量が５，０００であるポリエチレングリコールの含有量＝９９．４％
得られたポリエチレングリコールの多分散度＝１．０５
カルボン酸化率＝９５モル％

［実施例２］
炭酸水素ナトリウム（０．１４ｇ）をイオン交換水（２．０ｇ）に溶解し、炭酸水素ナトリウム水溶液を得た。次に、ペルオキシ一硫酸カリウム、硫酸水素カリウムおよび硫酸カリウムの複塩（１８ｍｇ、複塩中のペルオキシ一硫酸カリウム含有量＝４５％、末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコール１モルに対するペルオキシ一硫酸カリウムの量＝１．６モル、東京化成工業株式会社製）、およびエチレンジアミン四酢酸（０．４ｍｇ、１．３×１０^−６モル、関東化学株式会社製）をイオン交換水（３．０ｇ）中で撹拌した。得られた懸濁液に炭酸水素ナトリウム水溶液を滴下してエチレンジアミン四酢酸を溶解し、ペルオキシ一硫酸カリウムの水溶液を得た。次に、末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコール（１．０ｇ、３．３×１０^−５モル、重量平均分子量＝約３０，０００、式（Ｉ）中のｎ＝約６８０、ｍ＝２、日油株式会社製「SUNBRIGHT ME-300AL」）をイオン交換水（５．０ｇ）に溶解し、得られた水溶液に、窒素雰囲気および２０〜２５℃の条件下で、ペルオキシ一硫酸カリウムの水溶液を滴下し、ｐＨが８である反応溶液を得た。得られた反応溶液を、窒素雰囲気および２３℃の条件下、２時間撹拌した。次に、反応溶液に３０％アスコルビン酸ナトリウム水溶液（２０ｍｇ）を添加し、２１℃で３０分撹拌した後、８５％リン酸水溶液（０．１９ｇ）を添加して、反応溶液のｐＨを３に調整した。次に、反応溶液からクロロホルム（１０ｇ）によって生成物を抽出した。得られた抽出相（クロロホルム溶液）を４０℃にて濃縮した後、得られた濃縮物に酢酸エチル（５．０ｇ）を添加した。得られた酢酸エチル溶液に、硫酸マグネシウム（０．１ｇ）を加えて、３５℃で３０分撹拌した後、５Ａろ紙を敷いた桐山ロートを用いて吸引ろ過を行った。得られたろ液にヘキサン（７．０ｇ）を加えて、生成物を析出させた。析出物を、５Ａろ紙を用いて吸引ろ過した後、真空乾燥して、末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール（０．７９ｇ）を得た。
得られたポリエチレングリコール中の重量平均分子量が３０，０００であるポリエチレングリコールの含有量＝９８．４％
得られたポリエチレングリコールの多分散度＝１．０６
カルボン酸化率＝９１モル％

［比較例１］
末端ヒドロキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール（１０ｇ、２．０×１０^−３モル、重量平均分子量＝約５，０００、日油株式会社製「SUNBRIGHT MEH-50H」）および臭化テトラブチルアンモニウム（０．６８ｇ）をトルエン（１６ｇ）に溶解した後、得られた溶液を１１５℃で共沸脱水を行い、水を含有したトルエン（１１ｇ）を除去した。トルエン除去後の溶液を５５〜６０℃に冷却した後、水酸化カリウム（０．１７ｇ）、およびｔ−ブチルアクリレート（２．０ｇ）を添加し、窒素雰囲気６０℃の条件下で６時間撹拌した。次に、得られた反応溶液を濃縮した。得られた濃縮物をジクロロメタン（１５０ｇ）に溶解した後、水（３０ｇ）で２回洗浄した。その後、ジクロロメタン溶液に硫酸マグネシウム（４．０ｇ）を加えて、３５℃で３０分撹拌した後、５Ａろ紙を敷いた桐山ロートを用いて吸引ろ過を行い、ろ液を濃縮した。次に、得られた濃縮物を、ジクロロメタン／トリフルオロ酢酸溶液（体積比１：１）（６０ｍＬ）に溶解し、得られた溶液を３５℃で１時間撹拌した。撹拌後の溶液を、ジクロロメタン（２６５ｇ）で希釈し、水（２００ｇ）で洗浄した。次に、ジクロロメタン溶液に硫酸マグネシウム（１．０ｇ）を加えて、３５℃で３０分撹拌した後、５Ａろ紙を敷いた桐山ロートを用いて吸引ろ過を行い、ろ液を濃縮した。得られた濃縮物を酢酸エチル（１５０ｇ）に溶解し、得られた溶液にヘキサン（７５ｇ）を加えて、生成物を析出させた。析出物を、５Ａろ紙を用いて吸引ろ過した後、再度酢酸エチル（１５０ｇ）に溶解し、ヘキサン（７５ｇ）を加えて、生成物を析出させた。析出物を、５Ａろ紙を用いて吸引ろ過した後、真空乾燥して、末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール（６．９ｇ）を得た。
得られたポリエチレングリコール中の重量平均分子量が５，０００であるポリエチレングリコールの含有量＝９３．３％
得られたポリエチレングリコールの多分散度＝１．０９
カルボン酸化率＝７８モル％

［比較例２］
末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコール（１．０ｇ、４．０×１０^−４モル、重量平均分子量＝約５，０００、式（Ｉ）中のｎ＝約１１３、ｍ＝２、日油株式会社製「SUNBRIGHT ME-050AL」）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、２．８ｇ）に溶解し、得られたＤＭＦ溶液にペルオキシ一硫酸カリウム、硫酸水素カリウムおよび硫酸カリウムの複塩（０．１２ｇ、複塩中のペルオキシ一硫酸カリウム含有量＝４５％、末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコール１モルに対するペルオキシ一硫酸カリウムの量＝１．８モル、東京化成工業株式会社製）を加えて、窒素雰囲気および２５℃の条件下で３時間撹拌した。得られた反応溶液を、５Ａろ紙を敷いた桐山ロートで吸引ろ過した。得られたろ液を、酢酸エチル（１１０ｇ）で希釈し、ヘキサン（１２０ｇ）を加えて、生成物を析出させた。析出物を、５Ａろ紙を用いて吸引ろ過した後、真空乾燥して、末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール（０．５５ｇ）を得た。
得られたポリエチレングリコール中の重量平均分子量が５，０００であるポリエチレングリコールの含有量＝９８．１％
得られたポリエチレングリコールの多分散度＝１．０９
カルボン酸化率＝９４モル％

［比較例３］
末端ホルミル基を有するメトキシポリエチレングリコール（５．０ｇ、１．０×１０^−３モル、日油株式会社製「SUNBRIGHT ME-050AL」）をイオン交換水（７．５ｇ）に溶解した後、得られた水溶液に、３０％過酸化水素水（０．２３ｇ）を加えて、窒素雰囲気および１００℃の条件下で４時間撹拌した。次に、反応溶液に３０％アスコルビン酸ナトリウム水溶液（１．３ｇ）を添加し、２６℃で３０分以上撹拌した後、８５％リン酸水溶液（０．２３ｇ）を添加して、反応溶液のｐＨを３に調整した。次に反応溶液からクロロホルム（５０ｇ）によって生成物を抽出した。得られた抽出相（クロロホルム溶液）を、４０℃にて濃縮した後、得られた濃縮物に酢酸エチル（２５ｇ）を添加した。得られた酢酸エチル溶液に、硫酸マグネシウム（０．５ｇ）を加えて、３５℃で１５分撹拌した後、５Ａろ紙を敷いた桐山ロートを用いて吸引ろ過を行った。得られたろ液にヘキサン（２５ｇ）を加えて、生成物を析出させた。析出物を、５Ａろ紙を用いて吸引ろ過した後、真空乾燥して、末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール（３．９ｇ）を得た。
得られたポリエチレングリコール中の重量平均分子量が５，０００であるポリエチレングリコールの含有量：測定不可
得られたポリエチレングリコールの多分散度＝１．３５
カルボン酸化率＝３８モル％

実施例１および２並びに比較例１〜３で得られたポリエチレングリコールの多分散度およびカルボン酸化率を下記表１に示す。また、多分散度および変換率を下記基準で評価した。評価結果も下記表１に示す。
・多分散度
○（良好）：１．０８以下
×（不良）：１．０８超
・カルボン酸化率
○（良好）：８５モル％以上
×（不良）：８５モル％未満

本発明の要件を満たす実施例１および２では、カルボン酸化率が良好であり、且つ多分散度が小さい末端カルボキシ基を有するメトキシポリエチレングリコールを製造することができた。一方、特許文献２に記載の製造方法に対応する比較例１では、カルボン酸化率が低く、且つ多分散度が大きいポリエチレングリコールが得られた。また、ＤＭＦ中で酸化を行った比較例２では、多分散度が大きいポリエチレングリコールが得られた。また、酸化剤として過酸化水素水を用いた比較例３では、カルボン酸化率が低く、且つ多分散度が大きいポリエチレングリコールが得られた。

Claims

炭酸塩、リン酸塩、クエン酸塩および酢酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一つでｐＨを６〜８に調整した水中で、式（Ｉ）：
ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍ−ＣＨＯ（Ｉ）
（式中、ｎは１０〜１１００の数であり、ｍは２または３である。）
で表されるポリエチレングリコール誘導体を、５〜４０℃で、ペルオキシ一硫酸カリウムで酸化することによって、式（ＩＩ）：
ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍ−ＣＯＯＨ（ＩＩ）
（式中、ｎおよびｍは前記と同義である。）
で表されるポリエチレングリコール誘導体を製造することを含む、末端カルボキシ基を有するポリエチレングリコール誘導体の製造方法。
ペルオキシ一硫酸カリウムの使用量が、式（Ｉ）で表されるポリエチレングリコール誘導体１モルに対して１．５〜４モルである請求項１に記載の製造方法。