JPH08502528A

JPH08502528A - キレート化ポリマー

Info

Publication number: JPH08502528A
Application number: JP6510122A
Authority: JP
Inventors: エー．スノウ，ロバート; エル．ラッド，デビッド; エル．トナー，ジョーン
Original assignee: スターリングウィンスロップアイエヌシー．
Priority date: 1992-10-14
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 1996-03-19
Also published as: KR950703582A; EP0664819B1; ES2105332T3; DE69312951D1; HK1001498A1; DE69312951T2; AU5323794A; US5583206A; WO1994009056A1; EP0664819A1; CA2146990A1

Abstract

(57)【要約】本発明によれば、ポリ（アルキレンオキシド）部分に連結されたキレート化剤の残基を含むユニットを包含するポリマー、およびその製造方法が提供される。このポリマーは、治療および診断像形成組成物において、および帯電防止剤として特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】キレート化ポリマー関連出願への相互参照本明細書では、本出願と同時に出願され、同じ出願人に譲渡された同時係属中の米国特許出願番号----号（発明の名称：ＭＲ像形成組成物剤および方法）、および米国特許出願番号----号（発明の名称：治療および診断像形成組成物および方法）が参照される。発明の分野本発明は、ポリ（アルキレンオキシド）部分を含有する新規なキレート化ポリマーおよびその製造方法に関する。発明の背景ポリ（エチレングリコール）（PEG）およびその誘導体は、それらの価格が低いこと、ならびに水性および有機溶剤への溶解性、金属錯化能、生物学的適合性および部位特異的な化学的修飾が容易であるなどの有用な特性を有することから、化学的、生物医学的および工業的な用途範囲を急速に拡大しつつある。このようなポリマーは、例えば液相ペプチド合成のためのマトリックス、水溶性遷移金属錯体のためのリガンドおよび薬剤担体（賦形剤）として利用されている。新たな用途分野の開発については、ユーザーの要求を満足するように適合させうる新規かつ改善されたPEG誘導体に対する要望が大きくなっている。 Inada et alの米国特許第4,814,098号には、磁性物質および生理的に活性な物質がポリ（エチレングリコール）誘導体を介して結合してなる接合体（conjugat e）が開示されている。 Mutter，Tetrahedron Letters，31，2839-2842（1978）には、PEGの末端ヒドロキシル基を第一級アミノ基に変換する手順、およびPEG-NH₂に結合した多数の試薬の調製が記載されている。しかしながら、キレート化基に連結されたポリ（アルキレンオキシド）部分を含むユニットを含有するポリマーについては、示唆されていない。 Harris et al，J．Polymer．Science，22，341-352（1984）には、PEG-アミンを包含する種々のPEG誘導体が記載されている。しかしながら、キレート化基に連結されたポリ（アルキレンオキシド）部分を含むユニットを含有するポリマーについては、示唆されていない。欧州特許出願第200,467号には、血液循環からの酸素に由来する毒性物質の除去に使用可能な、ポリ（アルキレンオキシド）で化学的に修飾されたスーパーオキシドジスムターゼが記載されている。この修飾されたスーパーオキシドジスムターゼは、ポリ（アルキレンオキシド）分子の両末端がスーパーオキシドジスムターゼに結合した分子構造を有する。発明の概要我々は、反応性ポリ（アルキレンオキシド）を、反応性官能基を含有するキレート化剤またはその前駆物質と接触させることにより、治療および診断像形成組成物に特に利用される新規なキレート化ポリマーを製造できることを見出した。より詳しくは、本発明によれば、ポリ（アルキレンオキシド）部分に連結されたキレート化剤の残基を含むユニットを含有するポリマーが提供される。前記ポリマーは、好ましくは下記構造Ｉを有するユニットを含む。ここで式中、Ｚはキレート化剤の残基であり、Ｑはポリ（アルキレンオキシド）部分であり、ＬおよびＬ₁は独立して化学結合または連結基を表わし、Ｍ^(+a)は合計電荷＋ａを有する１個またはそれ以上の陽イオンであり、Ｅ^(b)は合計電荷ｂを有する１個またはそれ以上の対イオンであり、ｗは０または１であり、ｒは０または１であり、ｄはキレート化剤の連結残基上にある合計電荷であり、そしてａ＝ｄ＋ｂである。別の観点において、本発明は、反応性ポリ（アルキレンオキシド）種を、非− 反応性溶剤中で、反応性官能基を含有するキレート化剤またはその前駆物質と接触させ、そして所望により該ポリマーを金属イオン源と接触させることからなる、前記ポリマーの製造方法を提供する。本発明の有利な特徴は、治療および診断像形成組成物に特に有用な新規ポリマーを提供することである。もう一つの有利な特徴は、特定の組成、大きさおよび分子量を有する広範囲のポリマーを製造できることである。本発明の他の有利な特徴は、以下の好ましい態様の説明を参照すれば容易に明白となろう。好ましい態様の説明本発明のキレート化ポリマーは、金属イオンのスカベンジャーとして、写真および磁気記録エレメントに使用するための帯電防止剤として、およびペイント、コーティングおよび接着剤用の添加剤として利用される。そのほか、本発明の幾つかのポリマーは、上記の関連出願にさらに記載されているような磁気共鳴（ＭＲ）診断像形成組成物および方法に使用するための像形成剤として、および治療剤として、特に利用される。本発明のポリマーは、ポリマーの主鎖（backbone)中のポリ（アルキレンオキシド）部分に連結されたキレート化剤の残基を含むユニットを含有する。このポリマーは２〜1,000またはそれ以上、好ましくは３〜1,000個の前記ユニットを包含しうる。好ましい態様においては、前記ユニットは反復ユニットである。前記式Ｉにおいて、Ｑは直鎖状または分枝状ポリ（アルキレンオキシド）部分である。ポリ（アルキレンオキシド）部分の例には、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）およびポリ（ブチレンオキシド）が包含される。好ましいポリ（アルキレンオキシド）には、ポリ（エチレンオキシド）（PEO）、ポリ（プロピレンオキシド）（PPO）およびPEOおよびPPOのランダムコポリマーおよびブロックコポリマーが包含される。PEO含有ポリマーは、最終ポリマーが水への溶解性を有することが所望される場合に特に好ましい。ポリ（アルキレンオキシド）部分が、グリセロールポリ（アルキレンオキシド）トリエーテル、ポリグリシドール、およびアルキレンオキシドと、相容性のコモノマー例えばポリ（エチレンイミン-コ-エチレンオキシド）との直鎖状ブロックコポリマーおよびグラフトコポリマー、およびグラフトされたブロックコポリマー例えばポリ（メチルビニルエーテル-コ-エチレンオキシド）を包含しうることも意図される。ポリ（アルキレンオキシド）部分は約100〜200,000、好ましくは250〜100,000、より好ましくは250〜20,000ダルトンの範囲の平均分子量を有する。好ましい部分は相当するジオール形で商業的に入手しうるか、および／または当業者によく知られた技法により調製できる。PEGから誘導される特に好ましい種 5,000、好ましくは１〜2,500、そしてより好ましくは１〜500である。本発明のポリマーは、広い種類のキレート化剤の１種またはそれ以上の残基を包含しうる。よく知られているように、キレート化剤は配位結合により金属原子と結合してキレート化錯体またはキレートと呼ばれる環状構造を形成することのできるドナー原子を含有する化合物である。この種類の化合物はKirk-OthmerEnc yclopedia of Chemical Technology，Vol．5，339-368に記載されている。好適なキレート化剤の残基は以下のものから誘導できるか、または以下のものから選ばれたキレート化要素を含有するように選択できる：ポリホスフェート、例えばナトリウムトリポリホスフェートおよびヘキサメタりん酸；アミノカルボン酸、例えばエチレンジアミンテトラ酢酸、N-（2-ヒドロキシエチル）エチレンジアミントリ酢酸、ニトリロトリ酢酸、N,N-ジ（2-ヒドロキシエチル）グリシン、エチレンビス（ヒドロキシフェニルグリシン）およびジエチレントリアミンペンタ酢酸； 1,3-ジケトン、例えばアセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトンおよびテノイルトリフルオロアセトン；ヒドロキシカルボン酸、例えば酒石酸、クエン酸、グルコン酸および5-スルホサリチル酸；ポリアミン、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンおよびトリアミノトリエチルアミン；アミノアルコール、例えばトリエタノールアミンおよびN-（2-ヒドロキシエチル）エチレンジアミン；芳香族複素環式塩基、例えば2,2'-ジピリジル、2,2'-ジイミダゾール、ジピコリンアミンおよび1,10-フェナントロリン；フェノール類、例えばサリチルアルデヒド、ジスルホピロカテコールおよびクロモトロプ酸；アミノフェノール類、例えば8-ヒドロキシキノリンおよびオキシンスルホン酸：オキシム類、例えばジメチルグリオキシムおよびサリチルアルドキシム；近位のキレート化官能基を含有するペプチド、例えばポリシステイン、ポリヒスチジン、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、またはかかるアミノ酸の組み合わせ；シッフ塩基、例えばジサリチルアルデヒド1,2-プロピレンジイミン；テトラピロール類、例えばテトラフェニルポルフィンおよびフタロシアニン；硫黄化合物、例えばトルエンジチオール、メソ-2,3-ジメルカプトコハク酸、ジメルカプトプロパノール、チオグリコール酸、カリウムエチルキサンテート、ナトリウムジエチルジチオカルバメート、ジチゾン、ジエチルジチオりん酸、およびチオ尿素；合成マクロ環状化合物、例えばジベンゾ[18]クラウン-6、（CH₃）₆[14]-4,11- ジエン-N₄および（2.2.2-クリプタート）；およびホスホン酸類、例えばニトリロトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）およびヒドロキシエチリデンジホスホン酸、または前記薬剤の２種またはそれ以上の組み合わせ。キレート化剤の好ましい残基は、ポリカルボン酸基またはカルボキシレート基を含有し、かつ次のものに存在する要素を包含する。エチレンジアミン-N,N,N', N'-テトラ酢酸（EDTA）、N,N,N',N",N"-ジエチレントリアミンペンタ酢酸（DTPA ）；1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-N,N',N",N"'-テトラ酢酸（DOTA）；1, 4,7,10-テトラアザシクロドデカン-N,N',N"-トリ酢酸（DO3A）；1-オキサ-4,7,1 0-トリアザシクロドデカン-N,N',N"-トリ酢酸（OTTA）；トランス（1,2）-シクロヘキサノジエチレントリアミンペンタ酢酸（CDTPA）；他の好適なキレート化基はPCT／US91／08253に記載されており、その開示はここに参照として組み入れられる。前記式Ｉにおいて、Ｚは１個またはそれ以上のキレート化剤の残基である。もしＺが多重キレート化剤の残基である場合は、かかる剤は下記するような連結基によって相互に連結されうる。キレート化剤の残基は、化学結合または連結基、すなわち前記式Ｉ中のＬおよびＬ₁によってポリ（アルキレンオキシド）部分に連結される。好ましい連結基には、アミノ、イミド、ニトリロおよびイミノ基のような基の中の窒素原子；メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレンおよびヘキシレンのような、好ましくは１〜18個の炭素原子を含有するアルキレンであって、かかるアルキレンが場合により酸素、窒素および硫黄のようなヘテロ原子またはヘテロ原子含有基の１個またはそれ以上によって中断されていることができるもの；カルボニル：スルホニル；スルフィニル；エーテル；チオエーテル；エステル、すなわちカルボニルオキシおよびオキシカルボニル；チオエステル、すなわちカルボニルチオ、チオカルボニル、チオカルボニルオキシおよびオキシチオカルボニル；アミド、すなわちイミノカルボニルおよびカルボニルイミノ；チオアミド、すなわちイミノチオカルボニルおよびチオカルボニルイミノ；チオ；ジチオ；ホスフェート；ホスホネート；ウレレン（urelene）；チオウレレン（thiourelene）；ウレタン、すなわちイミノカルボニルオキシおよびオキシカルボニルイミノ；チオウレタン、すなわちイミノチオカルボニルオキシおよびオキシチオカルボニルイミノ；アミノ酸連結、すなわち［式中、ｎ＝１であり、そしてＸ¹、Ｘ²およびＸ³は独立してＨであるか、メチル、エチルおよびプロピルのような１〜18個、好ましくは１〜６個の炭素原子を含有するアルキル（場合により酸素、窒素および硫黄のようなヘテロ原子の１個またはそれ以上によって中断されていてもよい）であるか、フェニル、ヒドロキシヨードフェニル、ヒドロキシフェニル、フルオロフェニルおよびナフチルのような６〜18個、好ましくは６〜10個の炭素原子を含有する置換または未置換アリールであるか、ベンジルのような好ましくは７〜12個の炭素原子を含有するアラルキルであるか、好ましくは５〜７個の核炭素およびS、N、PまたはOのような１個またはそれ以上のヘテロ原子を含有する複素環式基（好ましい複素環式基の例としてピリジル、キノリル、イミダゾリルおよびチエニルがあげられる）である］；その複素環式部分およびアルキル部分が好ましくは前記したものであるヘテロシクリルアルキル；またはペプチド結合、すなわち（式中、ｎ＞１であり、そして各Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³は独立して、前記Ｘ¹、Ｘ² およびＸ³について記載したとおりの基により表される）が包含される。例えばアルキレンイミノおよびイミノアルキレンのような２種またはそれ以上の連結基を使用することができる。他の連結基、例えばタンパク質ヘテロ２官能性およびホモ２官能性コンジュゲートおよび架橋化学に普通に使用される連結基がここで使用するのに好適でありうることが意図される。特に好ましい連結基は、キレート化剤の残基中のカルボニルに結合されるとアミドを形成する未置換または置換イミノ基である。これら連結基は重合反応を妨害しない種々の置換基を含有しうる。これら連結基は、重合反応を妨害しうるが、重合反応期間中は当業上普通に知られた好適な保護基により重合反応が阻止される置換基をも含有でき、そしてその置換基は重合後に適当な脱保護により再生される。連結基はまた、重合後に導入される置換基をも含有できる。例えば、連結基はハロゲン例えばF、Cl、BrまたはI；エステル基；アミド基；好ましくは１〜約18個、より好ましくは１〜４個の炭素原子を有する例えばメチル、エチル、プロピル、i-プロピル、ブチル等のようなアルキル；好ましくは６〜約20個、より好ましくは６〜10個の炭素原子を有する例えばフェニル、ナフチル、ヒドロキシフェニル、ヨードフェニル、ヒドロキシヨードフェニル、フルオロフェニルおよびメトキシフェニルのような置換または未置換アリール；好ましくは７〜約12個の炭素原子を含有する例えばベンジルおよびフェニルエチルのような置換または未置換アラルキル；そのアルキル部分が前記アルキルに関して記載したような好ましくは１〜18個の炭素原子を含有するアルコキシ；エトキシベンジルのようなアルコキシアラルキル；好ましくは５〜７個の核炭素およびS、N、PまたはOのようなヘテロ原子を含有する置換または未置換複素環式基（好ましい複素環式基の例は、ピリジル、キノリル、イミダゾリルおよびチエニルである）；カルボキシル基；そのアルキル部分が好ましくは１〜８個の炭素原子を含有するカルボキシアルキル基；キレート化基の残基、例えば好ましくはＺに関して前記したような要素を含むが、このような要素の１つの共有結合部位にてバックボーンから延びているもの；またはポリ（アルキレンオキシド）部分、好ましくはＱに関して前記したようなものであるが、ポリ（アルキレンオキシド）部分の１つの部位にてポリマーのバックボーンから延びており、例えばＨ、ＯＨ、アルキル、アルコキシまたは上記したようなキレート化剤の要素から選択された置換基により停止されているもので置換されていることができる。好ましい態様においては、ＬおよびＬ₁は（式中Ｌ₂およびＬ₃は独立して、化学結合または前記したような連結基を表わし、そしてＲおよびＲ¹は独立して、Ｈであるか、または前記したような連結基に結合した置換基を表わす）を表わす。本発明のポリマーは、任意の陽イオンまたは陽イオンの組み合わせを含むことができる。例えば、Ｍ^(+a)はＨ⁺（この場合、ポリマーはその非金属化酸の形態にある）、または金属イオン、例えばLi⁺、Na⁺、Al⁺³、K⁺、Ca⁺²、Mg⁺²、Cu⁺、C s⁺、Zn⁺²、Cu⁺⁺、Ag⁺およびSn⁺⁺、あるいは塩基性窒素またはりん酸塩、例えば第四級アンモニウム塩またはホスホニウム塩が挙げられる。ＭＲ像形成に適用するには、Ｍ^(+a)は好ましくは原子番号21〜29、42、44および57〜71、特に57〜71を有する金属のイオンのような常磁性金属イオンである。下記金属のイオンが好ましい：Cr、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、La、Ce、Pr、Nd、P m、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuである。特に好ましいものはC r⁺³、Cr⁺²、V⁺²、Mn⁺³、Mn⁺²、Fe⁺³、Fe⁺²、Co⁺²、Gd⁺³およびDy⁺³である。治療および診断像形成に適用するには、Ｍイオンは放射性金属イオン同位体であることができる。放射性金属イオン同位体は、例えばSc、Fe、Pb、Ga、Y、Bi、Mn 、Cu、Cr、Zn、Ge、Mo、Tc、Ru、In、Sn、Re、Sr、Sm、Lu、Eu、Sb、W、Re、Po 、TaおよびTlイオンから選択された、金属の同位体のイオンであってよい。放射性金属イオンの好ましい同位体には、⁴⁴Sc、^64,67Cu、¹¹¹In、²¹²Pb、⁶⁸Ga、⁹⁰Y 、¹⁵³Sm、²¹²Bi、^99mTcおよび¹⁸⁸Reが包含される。Ｅは１個またはそれ以上の対イオンであることができる。例えば、Ｅは１個またはそれ以上のアニオン、例えばクロライドまたはヨーダイドのようなハライド；スルフェート；ホスフェート；ニトレート；およびアセテートであることができる。ＥはNa⁺、K⁺、メグルミン等のようなカチオンの１個またはそれ以上であることができる。インビボ適用には、無毒性の生理学的に許容されるアニオンが、もちろん望ましい。前記構造Ｉにおいて、ｗは０または１であり、ｒは０または１であり、ａは好ましくは１〜４の整数であり、ｂは好ましくは０〜３の整数であり、そしてｄは好ましくは０〜４の整数である。Ｅが存在する場合、すなわちｗが１である場合には、ｂは１または２が最も好ましい。Ｚが多重キレート化基の残基を含む場合は、ｄは約100までの範囲をとることができる。カチオン上の正電荷の合計は、キレート化基の残基上の合計電荷プラス存在する対イオンＥ上の合計電荷の総数に等しく、すなわちａ＝ｄ＋ｂである。本発明のポリマー中の金属含量は、例えばＭ^+a＝Ｈ⁺であるときは、０であってよく、あるいはポリマーの全重量に基づき約0.9〜約30％の間で変動しうる。金属は0.9〜30重量％、好ましくは１〜25重量％、より好ましくは２〜20重量％の量で存在しうる。構造Ｉのポリマーは、末端水素原子、OH、アルキル、アルコキシ、または前記したような連結基置換基の要素が結合したＺ、Ｑ、ＬまたはＬ₁から独立して選択された基で末端がキャップされていることができる。ポリマーがポリアミドである場合の好ましい態様においては、このポリマーは、水素またはヒドロキシル基のような基で、またはポリアミド鎖停止剤、例えばモノアミンおよびモノアシル誘導体、例えばモノ無水物（例えば無水酢酸）から誘導された基で、または前記したキレート化基の残基の要素から誘導された基でキャップされていることができる。さらに、環状ポリマー、すなわちキャップなしのポリマーを製造できることも意図される。本発明のポリマーの分子量（MW）は巾広く変動でき、すなわちゲル浸透クロマトグラフィー（GPC）により測定して約1,000〜10⁸またはそれ以上であることができる。ポリマーは、意図される用途に応じて、水溶性、水分散性または水不溶性の形態で製造できる。水溶性ポリマーは、一般に1,000〜約250,000のＭＷを有する。水不溶性架橋ポリマーは、約10⁵〜10⁸のＭＷを有する。本発明のポリマーは、反応性ポリ（アルキレンオキシド）種を、非反応性溶媒中で、反応性官能基を含有するキレート化剤またはその前駆物質と接触させてポリマーを形成することにより製造できる。ポリ（アルキレンオキシド）種は置換または未置換であることができる。好ましい反応条件、例えば温度、圧力、溶媒等は主に選択される特定の反応体の如何によるものであり、当業者により容易に決定されうる。好適な反応性ポリ（アルキレンオキシド）種には、末端が官能化されたポリ（アルキレンオキシド）ジアミン、ポリ（アルキレンオキシド）ジヒドラジン、ポリ（アルキレンオキシド）ジイソシアネート、ポリ（アルキレンオキシド）ジオール、ポリ（アルキレンオキシド）ジアルデヒド、ポリ（アルキレンオキシド）ジカルボン酸、ポリ（アルキレンオキシド）ビス（ビニルスルホニル）エーテル、ポリ（アルキレンオキシド）ジホスフェート、ポリ（アルキレンオキシド）N, N-ジアルキルアミノホスホルアミデート、ポリ（アルキレンオキシド）ジエポキシド、ポリ（アルキレンオキシド）ジアルコキシド、ポリ（アルキレンオキシド）ジスルホネート、ポリ（アルキレンオキシド）ジハライド等が包含される。前記したポリ（アルキレンオキシド）種は直線状二官能性種である。前記に関連するトリ-およびそれ以上の多重官能性の分枝状種も有用である。好適なキレート化剤および反応性官能基を含有するその前駆体には、ジ無水物形態のポリカルボン酸、ジ（スルホニルクロライド）、ジ（アルキルスルフェート）、ジ（ビニルスルホン）、ジエステル等が包含される。当業者により認識されるように、キレート化剤または反応性官能基を含有するその前駆物質の好適に保護された原種物質（progenitor）を反応性ポリ（アルキレンオキシド）部分と接触させてポリマーを形成させることができ、そして次に保護基を当業上知られた技法により除去することができる。保護されてない部位に適当な化学修飾により付加的なキレート化性官能基を導入できることが意図される。もし最終ポリマー中にヒドロキシ置換基が選択的に存在すべきである場合は、それらを例えば慣用の保護技法により重合期間中一時的に保護して、望ましからぬ副生物、例えばそれから誘導されるポリエステル-アミドの形成を最小限に抑える必要がある。しかしながら、いくつかの目的にとっては、ポリマー主鎖中に１つまたはそれ以上のエステル連結基を含有するポリエステル-ポリアミドが有用であることが予期される。縮合剤、例えばカルボジイミドの使用もまた、本発明のポリマーの形成に有用であると考えられる。好ましい態様においては、本発明のポリマーは、直線状ポリ（アルキレンオキシド）ジアミンを内部無水物形態のキレート化剤前駆物質と反応させることにより製造できる。ポリ（アルキレンオキシド）ジアミンは、ポリ（アルキレンオキシド）の活性化形態をアンモニア、第一アミン、ポリアミン、アミドまたはアジドと反応させ、続いて還元することにより製造できる。アミノ基は当業上知られた他の方法で導入することができる。好適なアミンの例にはN-メチルアミン、アミノ酸、アミノメチルピリジン、アミノメチルチオフェン、メトキシエトキシエチルアミン、メトキシエチルアミンおよびアミノ安息香酸が包含される。有用なポリアミンの例には、ジアミノヘキサン、トリス（アミノエチル）アミンおよびジエチレントリアミンが包含される。そのジオール形態の直線状のポリ（アルキレンオキシド）は商業上広く入手しうるか、または当業者によく知られた技術により調製できる。ポリ（アルキレンオキシド）は、活性剤、例えばp-トルエンスルホニルクロライド、チオニルクロライド、チオニルブロマイド、アルキルスルホニルクロライド、例えばCH₃ SO₂ C1、スルホン酸無水物、または当業上知られた任意の他の好適な活性剤と反応させることにより、求核置換用に活性化される。従ってポリ（アルキレンオキシド）の活性化形態は、ジトシレート、ジクロライド、ジブロマイド等でありうる。ポリ（アルキレンオキシド）の活性化形態を不活性溶媒中で、好ましくは反応を完結させるに充分な温度、例えば100〜160℃および圧力例えば１〜10気圧で、好ましくは化学量論的過剰のアミンと反応させるのが好ましい。好適な溶媒にはジオキサン、エタノールおよび他のアルコールが包含される。然る後、好ましくはポリ（アルキレンオキシド）ジアミンを、例えば蒸発または沈殿により単離し、そして例えばメチレンクロライド、クロロホルムまたはトリクロロエタンのような好適な溶媒中に溶解させ、次にこの溶液を過剰の水性NaOHで洗浄することにより精製するか、または任意の他の好適な単離および精製技法により単離、精製する。前記したキレート化剤の内部無水物形態は商業的に入手しうるか、および／または当業上知られた技術により製造できる。例えば、EDTAおよびDTPAの内部無水物形態は商業的に入手しうる。DOTA、DO3A、OTTA、B4A、P4AおよびTMTの内部無水物形態は当業上知られた技術により製造できる。例えば、無水物は、相当する酸を触媒としてのピリジンの存在下に無水酢酸中で加熱することにより製造できる。B4A、P4AおよびTMTの製造法は米国特許第4,859,777号に記載されている。混合無水物も好適である。反応性ポリ（アルキレンオキシド）ジアミンは、非反応性溶媒中で内部ジ無水物と反応させて非金属化ポリマーを形成させることができる。反応は、ほぼ室温および大気圧下で好都合に行われうる。しかしながら、より高いおよびより低い温度および圧力も意図される。好適な溶媒には、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、クロロホルム、ジクロロメタンおよび１，２ −ジクロロエタンが包含される。好ましくは非金属化ポリマーを単離し、そして次に例えば透析濾過（diafiltration）により精製する。金属化ポリマーは、非金属化ポリマーを１種またはそれ以上の金属イオン源と接触させることにより形成させることができる。これは、１種またはそれ以上の金属イオン溶液、または１種またはそれ以上の金属イオン固形塩または酸化物を、ポリマーの溶液好ましくは水溶液中に、好ましくは継続的に添加することにより好都合に達成できる。然る後、または金属イオンの継続的添加の間に、キレート化されたポリマーを、好ましくは水中で透析濾過して過剰の未結合金属を除去する。本発明のポリマーのこの製法の一般的な反応スキームおよび例証的実施例を以下に示す。あるいはまた、ポリマーは好適なジアミンと好適に活性化された形態、例えば活性化ジエステル形態の金属化されたキレート化基を含有するジ酸との間の縮重合反応で製造できる。ポリマー生成物の分子量は、例えば、出発ポリ（アルキレンオキシド）部分の分子量、重合反応中にポリマーを末端封止（end capping）することにより分子量を低減させる反応性重合鎖停止剤（例えばポリアミドの場合はモノ無水物またはモノアミン）の存在または非存在、重合中にポリマーのＭＷを増大させる反応性架橋剤または低分子量連鎖延長剤の存在または非存在、および重合反応中に存在し、ポリマー生成物中の反復ユニットの数に影響するポリ（アルキレンオキシド）およびキレート化剤の相対濃度を含む多くの因子の如何による。水不溶性形態における本発明のポリマーを形成するには、前記操作を改変して、架橋剤、例えば架橋可能なトリ-またはそれ以上のポリアミンを導入することができ、そして／または反応性キレート化部分であってよい反応性架橋剤、または例えばジ酸またはそれ以上の酸のクロライドを重合反応に加えることによって行なうことができる。分子量1,000〜10⁸を有する不溶性および水溶性ポリマーの製造は、ポリマー合成技術の当業者によるルーチン実験により達成できる。以下の実施例により本発明をさらに説明する。実施例１〜12は本発明の非架橋ポリマーの製造について説明する。実施例１本発明のポリマー（Ia）を下記反応スキームＡに従い製造した。スキームＡトルエン（1,500ml）中の平均分子量（MW）1450を有するPEO 100.0g （0.069 0モル）の溶液を、水を共沸除去しながら２時間還流させた。この溶液を25℃に冷却し、次にトリエチルアミン（46.1ml、0.331モル）、4-ジメチルアミノピリジン（1.69g、0.0138モル）およびp-トルエンスルホニルクロライド（57.9g、0. 303モル）で処理し、そして次に窒素雰囲気中、60℃で４日間加熱した。室温に冷却後、反応混合物を濾過し、そして濾液を水で２回抽出した。合一した水性抽出液をエーテルで洗い、次にCHC1₃で２回抽出した。合一したCHCl₃抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、そして次に濃縮して、生成物（１）121.3gを得た。ジオキサン420ml中のジトシレート（１）42.2g（0.0240モル）の溶液を氷浴中で冷却し、そしてメチルアミン流を35分間にわたり導入した。次に反応混合物を密封したステンレス鋼製反応器中160℃で16時間加熱し、室温に冷却し、そして次に濾過した。濾液を濃縮して溶媒を除去し、次に水（844ml）および1.0 NNaOH （95.2ml）で処理し、そしてCHCI₃で２回抽出した。合一したCHCI₃抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮すると、生成物（２）（R²＝CH₃）31.0gが残った。ジメチルスルホキシド（DMSO）45ml中のビス-（N-メチルアミン）（２）9.00g （6.10ミリモル）の溶液を、トリエチルアミン（1.70ml、12.2ミリモル）、およびDMSO（45ml）中のジエチレントリアミンペンタ酢酸内部ジ無水物2.18g（6.10 ミリモル）の溶液で処理した。反応混合物を室温で16時間攪拌し、次に水360ml で処理した。生成した溶液を0.45μmナイロンフィルターで濾過し、濾液を3,000 MWカットオフメンブランを備えたダイアフィルトレーションセル中で水に対して透析濾過（diafilter）すると、（３）（R²＝CH₃）の溶液170mlが残った。この水溶液の160ml分を２倍モル過剰のガドリニウム（III）クロライドヘキサ水和物で処理し、そして次に前記したようにして水に対して透析濾過した。濃縮水を凍結乾燥すると、平均MW16,300ダルトン（PEO分子量標準物を用いるSECーHPL Cにより測定）を有する生成物（Ia）（R²＝CH₃）8.66gが得られた。C₈₂H₁₅₆GdN₅ O₄₀・4H₂Oとしての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 47.32 47.15 Ｈ 7.94 7.89 Ｎ 3.36 3.30 Ｇｄ 7.55 7.37 20MHzおよび40℃でのこの物質のリラキシビティ（T₁）^-1は、6.2mM^-1s^-1であることが判明した。マウスに100、200および400mg／kgを静脈投与したが死亡することも、体重に影響することもなく、かつ14日後に剖検したところ異常はなかった。同じ生成物であるが、放射性¹⁵³Gdを用いて調製したものをラットの生体分布研究に用いて、血液プール半減期（排除期）75分が決定された。実施例２実施例１と同様の方法で、平均MW8,010を有するポリマー状ガドリニウムキレート（Ia、R²＝CH³）を、MW1,000のPEOから製造した。血液プール半減期（排除期）は48分であると決定された。実施例３実施例１と同様の方法で、平均MW16,800を有するポリマー状ガドリニウムキレート（Ia、R²＝CH₃）を、平均MW2,000のPEOから製造した。実施例４実施例１と同様の方法で、平均MW22,400を有するポリマー状ガドリニウムキレート（Ia、R²＝CH₃）を、平均MW3,350のPEOから製造した。C₁₆₈H₃₂₈GdN₅O₈₃・5H₂ Oとしての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 50.00 50.00 Ｈ 8.53 8.61 Ｎ 1.75 1.71 Ｇｄ 3.94 3.78 ラットにおけるこの物質の血液プール半減期（排除期）は141分であると決定された。実施例５本実施例では、ポリマー（Ia）（R²＝H）の製造について記載する。無水エタノール153ml中の、平均MW1,000を有するPEOから製造されたジトシレート（１）15.30g（11.70ミリモル）の溶液を、氷浴中で冷却し、そしてアンモニア流を30分間導入した。反応混合物をステンレス鋼製反応器中100℃で16時間加熱し、室温に冷却し、そして次に濾過した。濾液を濃縮して溶媒を除去し、水（153ml）および1.0 N NaOH（46.8ml）で処理し、次にCHCI₃で２回抽出した。 CHC1₃抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、そして次に濃縮すると、生成物（２）（R²＝H）12.20gが残った。 DMSO 56ml中のジアミン（２）11.22g（11.24ミリモル）の溶液を、トリエチルアミン（3.13ml、22.5ミリモル）およびDMSO（56ml）中のジエチレントリアミンペンタ酢酸ジ無水物4.017g（11.24ミリモル）の溶液で処理した。反応混合物を室温で16時間攪拌し、次に水448mlで処理した。生成した溶液を0.45μmフィルターで濾過し、そして濾液を3000MWカットオフメンブランを備えたダイアフィルトレーションセル中で水に対して透析濾過すると、溶液225mlが残った。この水溶液208mlを２倍過剰のガドリニウム（III）クロライドヘキサ水和物で処理し、次に水で透析濾過した。濃縮水を凍結乾燥すると、平均MW12,500を有する生成物11.58g（Ia、R²＝H）が得られた。C₆₀H₁₁₂GdN₅O₃₀・2H₂Oとしての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 45.70 45.95 Ｈ 7.42 7.53 Ｎ 4.44 3.85 Ｇｄ 9.97 10.20 実施例６出発PEOが平均MW1,450を有する以外は、実施例５を反復した。凍結乾燥した生成物は平均MW21,900を有すると決定された。実施例７ DTPA-ジ無水物の代わりにB4A-ジ無水物を使用する以外は、実施例１を反復した。生成物（Ib）は平均MW17,600を有すると決定された。 C₈₈H₁₅₆ClGdN₆O₃₈・4H₂Oとしての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 48.69 48.56 Ｈ 7.61 7.58 Ｎ 3.87 3.76 Ｇｄ 7.24 7.O9 実施例８ DTPA-ジ無水物の代わりにP4A-ジ無水物を使用する以外は、実施例１を反復した。生成物（Ic）は平均MW20,000を有すると決定された。 C₈₃H₁₅₃C1GdN₅O₃₈・4H₂Oとしての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 47.61 47.38 Ｈ 7.75 7.96 Ｎ 3.34 3.21 Ｇｄ 7.51 7.46 実施例９ GdC1₃の代わりにDyC1₃を使用する以外は、実施例１を反復した。凍結乾燥生成物は平均MW14,800を有することが判明した。20MHZおよび40℃でのこの物質のリラキシビティ（T₂）^-1は0.109mM^-1ｓ^-1であることが判明した。C₈₂H₁₅₆DyN₅O₄₆ としての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 48.89 48.76 Ｈ 7.80 7.87 Ｎ 3.48 3.48 Ｄｙ 8.07 7.80 実施例１０出発PEOが平均MW2,000を有する以外は、実施例９を反復した。凍結乾燥した生成物は平均分子量15,300を有することが判明した。C₁₀₆H₂₀₄DyN₅O₅₂・4H₂Oとしての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 48.46 48.71 Ｈ 8.17 8.05 Ｎ 2.68 2.52 Ｄｙ 6.21 6.04 実施例１１出発PEOが平均MW3,350を有する以外は、実施例９を反復した。凍結乾燥した生成物は平均分子量20,100を有することが判明した。C₁₆₈H₃₂₈DyN₅O₈₃・H₂Oとしての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 51.15 50.93 Ｈ 8.48 8.45 Ｎ 1.78 1.80 Ｄｙ 4.12 4.05 実施例１２ GdCl₃の代わりにDyCl₃を使用する以外は、実施例５を反復した。凍結乾燥生成物は平均MW45,500を有することが判明した。20MHZおよび40℃でのこの物質のリラキシビティ（T₂）^-1は0.122mM^-1ｓ^-1であることが判明した。C₈₀H₁₅₂DyN₅O₄₀・ 4H₂Oとしての元素分析値：元素理論値％実測値％Ｃ 46.68 46.75 Ｈ 7.83 7.69 Ｎ 3.40 3.15 Ｄｙ 7.89 8.04 実施例13〜16は本発明の架橋ポリマーの製造について説明する。実施例１３ジオキサン155ml中のジトシレート（１）（平均MW1,450のPEOから調製）15.45 g（8.788ミリモル）の溶液を、1,6-ヘキサンジアミン20.4g（0.176モル）で処理した。反応混合物をステンレス鋼製反応器中160℃16時間加熱した。冷却した反応混合物を濃縮して溶媒を除去し、そして次に水（309ml）および1.0 N NaOH（35.2ml）で処理した。この水溶液をエーテルで２回洗い、次にCHCI₃で２回抽出した。合一したCHC1₃抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、そして80℃および0.5mmHgで濃縮して溶媒および過剰の1,6-ヘキサンジアミンを除去して、生成物（２）（R²＝H₂N（CH₂）₆）12.63gを得た。 DMSO 44ml中の（２）（R²＝H₂N（CH₂）₆）4.00g（2.43ミリモル）の溶液を、トリエチルアミン（1.35ml、9.72ミリモル）およびDMSO（48ml）中のジエチレントリアミンペンタ酢酸ジ無水物0.867g（2.43ミリモル）の溶液で処理した。反応混合物を室温で16時間攪拌し、次に水384mlで処理した。生成した溶液を0.45μm ナイロンフィルターで濾過し、そして濾液を10,000MWカットオフメンブランを備えたダイアフィルトレーションセル中で水に対して透析濾過した。濃縮ポリマー水溶液を２倍過剰のガドリニウム（III）クロライドヘキサ水和物で処理し、次に前記したようにして水に対して透析濾過した。凍結乾燥すると、平均MW49,800を有し、そして8.03重量％のGdを含有する架橋生成物2.10gが得られた。実施例１４実施例１３と同様の方法で、平均MW36,200を有し、9.30重量％のGdを含有する架橋したポリマー状ガドリニウムキレートを、DMSO 76ml中の（２）（R²＝（CH₂ ）₆NH₂）3.31g（2.01ミリモル）の溶液、トリエチルアミン（1.12ml、8.04ミリモル）およびDMSO（79ml）中のジエチレントリアミンペンタ酢酸ジ無水物1.078g （3.016ミリモル）の溶液から製造した。実施例１５実施例１３と同様の方法で、平均MW95,300を有し、11.30重量％のGdを含有する架橋したポリマー状ガドリニウムキレートを、DMSO 69ml中の（２）（R²＝（C H₂）₆NH₂）3.00g（1.82ミリモル）の溶液、トリエチルアミン（1.02ml、7.29ミリモル）およびDMSO（72ml）中のジエチレントリアミンペンタ酢酸ジ無水物1.30 3g（3.645ミリモル）の溶液から製造した。20MHzおよび40℃でのこの物質のリラキシビティ（T₁）^-1は8.55mM^-1ｓ^-1であることが判った。実施例１６実施例１３と同様の方法で、ジトシレート（１）（平均MW1,450のPEOから製造）をトリス（2-アミノエチル）アミンと反応させて、（２）（R²＝CH₂CH₂N（CH₂ CH₂NH₂）₂）を得た。平均MW41,400を有する架橋ポリマー状ガドリニウムキレートを、DMSO 8ml中の（２）（R²＝CH₂CH₂N（CH₂CH₂NH₂）₂）0.80g（0.47ミリモル）の溶液、トリエチルアミン（0.39ml、2.8ミリモル）およびDMSO（8ml）中のジエチレントリアミンペンタ酢酸ジ無水物0.34g（0.94ミリモル）の溶液から製造した。20MHzおよび４０℃でのこの物質のリラキシビティ（T₁）^-1は10.2mM^-1s^-1であることが判った。実施例１７実施例４と同様の方法で、平均MW28,900を有するポリマー状キレー（３）（R² ＝CH₃）を、MW3350を有するPEOから製造した。ポリマー１μｇ当たり１μCi⁹⁰YC I₃を加え、次に10倍過剰の非放射性YCI₃・6H₂0を加えることにより、ポリマー状イットリウム-90キレートを製造した。この放射性標識ポリマーを、PD-10（Phar macia LKB Biotechno1ogy）脱塩カラムを用いて精製した。この放射性標識キレートをHT29腫瘍を持ったヌードマウスの尾静脈内に注射すると、腫瘍内へのキレートの局在化が証明された。本発明を、いくつかの好ましい態様を特に参照して詳細に説明したが、本発明の精神および範囲内で変更および改変を行ないうることが理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ // Ｃ０９Ｋ 3/00 １０８Ａ 9155−4Ｈ 3/16 １０６Ｅ 9049−4Ｈ (72)発明者トナー，ジョーンエル. アメリカ合衆国ペンシルベニア州 19355，ダウニングタウンブルックホロウドライブ 109

Claims

【特許請求の範囲】１．キレート化剤の残基に連結されたポリ（アルキレンオキシド）部分を含有するユニットを含むポリマー。２．前記ポリマー中の１個またはそれ以上のキレート化剤が、それと会合した陽イオンを有する請求の範囲１記載のポリマー。３．前記ポリマーが２〜1,000個の前記ユニットを含む請求の範囲１記載のポリマー。４．前記ユニットが下記構造（式中、Ｚはキレート化剤の残基であり、Ｑはポリ（アルキレンオキシド）部分であり、Ｍ^(+a)は合計電荷＋ａを有する１個またはそれ以上の陽イオンであり、ＬおよびＬ₁は独立して化学結合または連結基を表わし、Ｅ^(b)は合計電荷ｂを有する１個またはそれ以上の対イオンであり、ｗは０または１であり、ｒは０または１であり、ｄはキレート化基の連結残基上にある合計電荷であり、そしてａ＝ｄ＋ｂである）を有する請求の範囲１記載のポリマー。５．ＺがEDTA、DTPA、DOTA、DO3A、OTTA、CDTPA、B4A、P4A、PheMT、DCDTPAおよびTMTからなる群から選択されるキレート化剤の残基である請求の範囲４記載のポリマー。６．Ｑがポリ（エチレンオキシド）部分、ポリ（プロピレンオキシド）部分およびポリ（エチレンオキシド）-コ-ポリ（プロピレンオキシド）部分からなる群から選択される請求の範囲４記載のポリマー。７．前記陽イオンがＨ⁺、金属イオンまたは塩基性窒素塩である請求の範囲４記載のポリマー。８．前記陽イオンがＨ⁺である請求の範囲４記載のポリマー。９．ＬおよびＬ₁が独立してアミノ、イミド、ニトリロ、イミノ、アルキレン、カルボニル、スルホニル、スルフィニル、エーテル、チオエーテル、エステル、チオエステル、アミド、チオアミド、チオ、ジチオ、ホスフェート、ホスホネート、ウレレン（urelene）、チオウレレン（thiourelene）、ウレタン、チオウレタン、アミノ酸結合またはペプチド結合である請求の範囲４記載のポリマー。 10．ＬおよびＬ₁独立して（式中、Ｌ₂およびＬ₃は独立して化学結合または連結基を表わし、ＲおよびＲ¹ は独立してH、OH、アルキル、アリール、ハロゲン化アリール、アラルキル、アルコキシ、複素環式基、カルボキシル基、エステル基、キレート化基の残基またはポリ（アルキレンオキシド）部分である）を表わす請求の範囲４記載のポリマー。 11．前記ユニットが下記構造（式中、Ｚはキレート化剤の残基であり、Ｑはポリ（アルキレンオキシド）部分であり、Ｍ^(+a)は合計電荷＋ａを有する１個またはそれ以上の陽イオンであり、Ｌ₂およびＬ₃は独立して化学結合または連結基を表わし、ＲおよびＲ¹は独立してH、OH、アルキル、アリール、ハロゲン化アリール、アラルキル、ハロゲン化アラルキル、アルコキシ、複素環式基、カルボキシル基、カルボキシレート基、エステル基、キレート化基の残基またはポリ（アルキレンオキシド）部分であり、Ｅ^(b)は合計電荷ｂを有する１個またはそれ以上の対イオンであり、ｗは０または１であり、ｒは０または１であり、ｄはキレート化基の残基上の合計電荷であり、そしてａ＝ｄ＋ｂである）を有する反復ユニットである請求の範囲１記載のポリマー。 12．ＺがB4Aの残基であり、Ｍ^(+a)がＨ⁺であり、ｒが１であり、ｗが０であり、Ｌ₂およびＬ₃が化学結合を表わし、ＱがMW 250〜10,000を有するポリ（エチレンオキシド）部分であり、そしてＲおよびＲ¹がCH₃である請求の範囲11記載のポリマー。 13．ＺがP4Aの残基であり、Ｍ^(+a)がＨ⁺であり、ｒが１であり、ｗが０であり、Ｌ₂およびＬ₃が化学結合を表わし、ＱがMW 250〜10,000を有するポリ（エチレンオキシド）部分であり、そしてＲおよびＲ¹がCH₃である請求の範囲11記載のポリマー。 14．ＺがDTPAの残基であり、Ｍ^(+a)がＨ⁺であり、ｒが１であり、ｗが０であり、Ｌ₂およびＬ₃が化学結合を表わし、ＱがMW 250〜10,000を有するポリ（エチレンオキシド）部分であり、そしてＲおよびＲ¹がCH₃である請求の範囲11記載のポリマー。 15．ＺがB4Aの残基であり、Ｍ^(+a)がGd⁺³、Dy⁺³またはＹ⁺³であり、Ｅ^bがCl^-であり、ｒが１であり、ｗが１であり、Ｌ₂およびＬ₃が化学結合を表わし、ＱがMW 250-10,000を有するポリ（エチレンオキシド）部分であり、そしてＲおよびＲ¹ がCH₃である請求の範囲11記載のポリマー。 16．ＺがP4Aの残基であり、Ｍ^(+a)がGd+3、Dy⁺³またはＹ⁺³であり、Ｅ^bがCl^-であり、ｒが１であり、ｗが１であり、Ｌ₂およびＬ₃が化学結合を表わし、ＱがMW 250-10,000を有するポリ（エチレンオキシド）部分であり、そしてＲおよびＲ¹ がCH₃である請求の範囲11記載のポリマー。 17．ＺがDTPAの残基であり、Ｍ^(+a)がGd⁺³、Dy⁺³またはＹ⁺³であり、ｒが１であり、ｗが０であり、Ｌ₂およびＬ₃が化学結合を表わし、ＱがMW 250-10,000を有するポリ（エチレンオキシド）部分であり、そしてＲおよびＲ¹がＨまたはCH₃である請求の範囲11記載のポリマー。 18．次の工程：反応性ポリ（アルキレンオキシド）種を用意し、反応性官能基を含有するキレート化剤の前駆物質を用意し、そして前記ポリ（アルキレンオキシド）部分を、非反応性溶媒中で該前駆物質と接触させてポリマーを形成させることを含む、キレート化剤の残基に連結されたポリ（アルキレンオキシド）部分を含有するユニットを含むポリマーの製造方法。 19．前記ポリ（アルキレンオキシド）種がポリ（アルキレンオキシド）ジアミンである請求の範囲18記載の方法。 20．前記前駆物質が、ジ無水物である請求の範囲18記載の方法。 21．前記溶媒が、ジメチルスルフォキシドまたはアセトニトリルである請求の範囲18記載の方法。 22．さらに、前記ポリマーを、金属イオン源と接触させて金属イオンキレートポリマーを形成させる工程を含む請求の範囲18記載の方法。 23．前記ポリ（アルキレンオキシド）部分がポリ（エチレンオキシド）部分であり、前記前駆物質がジ無水物であり、前記金属イオンがＹまたはランタニド族金属元素のイオンである請求の範囲22記載の方法。