KR100567396B1 - 온도 감응성과 생체 적합성을 갖는 양친성 유기포스파젠계 고분자 및 그 제조 방법 - Google Patents
온도 감응성과 생체 적합성을 갖는 양친성 유기포스파젠계 고분자 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 아래의 화학식 (1)로 표시되는, 온도 감응성 및 생체 적합성을 갖는 유기 포스파젠계 고분자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
식 중, R은 메틸기 또는 에틸기이고, R'은 COOR, CH2COOR, CH2CH2COOR, CH2CH(CH3)2, CH2C6H5, CH(CH3
)CH2CH3 및 CH3으로 구성된 군에서 선택되는 것이고, R"은 CH2COOR, CH2CH2COOR, CH2CH(CH3)2, CH2C6H5, CH(CH3)CH2CH3 및 CH3
으로 구성된 군에서 선택되는 것이며, R"'은 CH2COOR, CH2CH2COOR 및 H로 구성된 군에서 선택되는 것으로서, 상기 R은 앞에서 정의된 것과 동일한 것이고, n은 폴리포스파젠의 중합도로서 30 ~ 100 사이의 값을 가지며, x는 폴리에틸렌글라이콜의 반복 단위의 수로서 3, 4, 7, 12, 16 중에서 선택되고, y는 폴리에틸렌글라이콜의 몰 함량으로서 0.5 ~ 1.5의 값을 가지며, a=1이고, b와 c는 각각 0 또는 1이다.
포스파젠, 온도 감응성, 올리고펩타이드
Description
도 1a는 본 발명의 실시예 12의 고분자 [NP(MPEG350)(GlyPheIle(Et))]n 의 10% 수용액의 온도에 따른 점도 측정 결과를, 도 1b는 기존의 아미노산 함유 고분자 중 대표적인 것인 [NP(AMPEG350)(Ile(Et))]n 의 10% 수용액의 온도에 따른 점도 측정 결과를 각각 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 고분자 화합물의 12.5% 수용액에 약물을 혼합 (7.5 mg/ml)하여 약물과 고분자의 반응 유무를 확인하기 위한 역상 고성능 액체 크로마토그램(RP-HPLC)을 나타낸 것이다.
도 3은 인간 성장 호르몬(hGH) 함유 포스파젠계 고분자에 대한 시험관 실험(in vitro) 방출 실험 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 온도 변화에 따라 상전이를 나타내는 생체 적합성 유기 포스파젠 계 고분자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 온도 감응성 고분자는 수용액 중에서 온도 변화에 따라 액상(솔)으로부터 젤 또는 고체(침전) 상태로 상전이를 일으키는 고분자를 말한다. 이와 같은 상전이는 가역적 또는 비가역적으로 일어날 수 있다. 이러한 상전이 거동은 낮은 온도에서는 고분자 내의 친수성 부분이 수소 결합에 의하여 물을 함유하여 수용액 중에 균일하게 용해되어 있지만, 온도가 상승하는 경우 수소 결합은 약화되고 고분자 내의 소수성 그룹이 분자간 물리적 결합에 의하여 그물망을 형성하게 되는 것에 의하여 나타나는 것이다. 이 때, 고분자가 물을 계속 함유하고 있는 경우에는 젤이 형성되며, 이와 같이 젤이 형성되는 온도를 젤화 온도라고 한다. 그러나 고분자 사이에 그물망이 형성되지 않고 수소 결합이 깨지면서 물이 고분자 밖으로 완전히 배출되는 경우에 고분자는 침전을 형성하게 되는데, 이와 같은 상전이가 일어나는 온도를 저임계 용액 온도라고 한다. 온도 감응성 고분자는 고분자 골격에 결합되어 있는 소수성 (즉, 친지성)기와 친수성기의 균형에 따라 상전이 온도가 변한다. 일반적으로, 친수성기의 함량이 높은 경우에는 상전이 온도가 상승하고, 반대로 소수성기의 함량이 높은 경우에는 상전이 온도가 낮아진다. 현재, 온도 감응성 고분자를 약물 전달 시스템을 주축으로 하는 의료용 재료 분야, 환경 분야, 생물학 분야, 화장품 분야 등의 다양한 분야에 응용하려는 연구가 진행되고 있다. 그 에로서, 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드) 또는 폴리에틸렌옥시드 공중합체, 하이드록시계 고분자 및 수 종의 폴리포스파젠계 고분자가 온도 감응성을 나타내는 것으로 보고되었다 (K. Park Eds, Controlled Drug Delivery, 485 (1997)). 그러나 현재 알려져 있는 온도 감응성 고분자의 대부분은 독성을 나타낼 뿐 아니라, 난분해성이기 때문에 약물 전달용 재료로는 적합하지 않은 것으로 보고되고 있다. 최근 알려진 온도 감응성 고분자인 폴리락틱글라이콜산은 생분해성은 있으나(B. Jeong외, Nature, 388, 860 (1997)) 생체 내에서 분해 시에 산성화되어 특히 단백질 의약품을 변성시킬 우려가 있으므로, 장차 약물의 주류를 이루게 될 단백질계 의약품 전달용으로는 적합하지 않다.
폴리포스파젠은 미국의 알콕 그룹(H. R. Allcock, R. L. Kugel, J. Am. Chem. Soc.,
87, 4216 (1965))에 의하여 처음 합성된 무기/유기 하이브리드 고분자이다. 구체적으로는, 인과 질소 원자가 교대로 고분자 사슬을 이루고, 인 원자에 유기 치환기가 곁가지로 결합하여 이루어진 선형 고분자로서, 곁가지 그룹의 분자 구조에 따라 다양한 물성을 나타낸다. 이들 폴리포스파젠계 고분자는 유기 고분자가 갖지 못하는 우수한 물성을 갖고 있지만 값이 비싸기 때문에 극한재료로서 일부 실용화되어 있을 뿐이고, 범용 고분자 재료로는 사용되지 못하고 있다. 특히 의약 전달 물질로의 개발은 거의 진전되지 않고 있는데, 그 주요 원인은 일반 소재용 폴리포스파젠은 강한 기계적 강도를 필요로 하기 때문에 분자량이 Mw > 106인 것이 필수 조건이지만, 의약 전달체의 경우에는 생체 적합성을 갖기 위하여 분자량이 적당히 낮아야, 즉 Mw = 104-5이어야 하기 때문이다.
본 발명자들은 고리형 염화포스파젠 삼합체(N3P3Cl6)를 열중합시켜 폴리디클로로포스파젠 고분자를 합성할 때 촉매로서 염화알루미늄을 사용하는 경우, 촉매 사용량에 따라 분자량 조절이 가능하다는 사실을 처음으로 발견하여 이를 논문(Youn Soo Sohn, et al. Macromolecules, 1995,
28, 7566)을 통하여 보고하였으며, 현재 이를 다양한 형태의 의약 전달체로 개발하는 연구를 수행하고 있다. 본 발명자들은 이미 폴리디클로로포스파젠의 염소 원자를 폴리에틸렌글라이콜과 아미노산으로 치환하여 얻은 유기 포스파젠계 고분자들이 일정 온도 이하에서는 물에 용해되지만 온도를 서서히 상승시키는 경우, 일정 온도 이상에서는 물에 용해되지 않는 고체 상태의 침전으로 상전이하는 온도 감응성 고분자의 특성을 보인다는 것과, 이들 온도 감응성 폴리포스파젠계 고분자들은 수용액 중에서 서서히 가수 분해된다는 것을 논문(Youn Soo Sohn, et al. Macromolecules, 1999,
32, 2188)을 통하여 보고한 바 있다. 그러나 이와 같은 고분자 대부분은 상전이 온도가 체온 이상이었으며, 상전이 온도를 체온 이하로 낮추기 위해서는 친수성 폴리에틸렌글라이콜기에 대한 소수성 아미노산 에스터의 몰비를 크게 높이거나 또는 2종 이상의 아미노산 에스터기를 혼합 도입하여야 하는 등 합성상의 어려움이 있었다. 더욱이 솔-젤 시스템을 얻기 위하여 친수성기로서 폴리에틸렌글라이콜 대신 아미노폴리에틸렌글라이콜을 도입(Youn Soo Sohn, et al. Macromolecules,
2002,
35, 3876)하기도 하였으나, 아미노폴리에틸렌글라이콜이 도입된 젤은 동물 실험 결과 염증 반응을 일으키는 치명적인 단점이 발견되었으며, 이에 따라 생체 적합성이 없는 것으로 확인되어 개발을 중단하였다.
본 발명의 목적은 온도 감응성과 친지성(소수성)을 조절할 수 있는 신규 생 체 적합성 유기 포스파젠계 고분자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 미국 식품의약국(FTA)의 허가를 받은 분자량 100 이상의 폴리에틸렌글라이콜을 친수성기로 도입하고, 소수성기로는 아미노산 대신 소수성의 범위가 보다 넓고 강하며 세포내 효소에 의하여 생분해될 수 있는 올리고펩타이드 에스터를 도입함으로써 체온 근처의 광범위 온도에서 겔이나 침전을 형성하는 다양한 유기 포스파젠계 고분자를 합성할 수 있었다. 즉, 본 발명자들은 소수성기로 아미노산에 비하여 소수성이 강하고 효소 분해성인 올리고펩타이드 에스터를 포스파젠 골격에 도입함으로써 상전이 온도가 의약 전달체용으로 적합하고, 특히 미래의 주류를 이룰 단백질계 약물 전달체로서 적합한 생체 적합성 고분자 신물질군의 개발애 성공하였다. 또한, 본 발명자들은 포스파젠계 고분자에 도입된 올리고펩타이드기는 소수성이 강한 약물과의 상호 작용을 증진시킬 수 있으므로, 용해도가 낮은 단백질 또는 폴리펩타이드 계열의 약물뿐만 아니라 탁솔과 같이 용해도가 낮은 항암제 등 다양한 용도의 약물 전달체로서 사용할 수 있음을 발견하였다. 더 나아가, 본 발명자들은 폴리포스파젠계 고분자의 상전이 온도는 폴리에틸렌글라이콜과 올리고펩타이드 에스터의 조성, 올리고펩타이드의 종류 등에 따라 달라지므로, 이를 기초로 하여 폴리포스파젠계 고분자의 상전이 온도를 조절할 수 있음을 발견하였다.
본 발명은 위와 같은 발견에 기초한 것으로서, 본 발명자들은 폴리디클로로포스파젠에 친수성기로서 메톡시폴리에틸렌글라이콜기를 도입하고, 이어서 소수성 기로서 올리고펩타이드를 도입함으로써, 체온 근처에서 상전이가 일어나는 온도 감응성과, 생체 내에서 서서히 분해되며, 염증 반응 또한 일으키지 않는, 즉 생체 적합성을 갖는 유기 포스파젠계 고분자를 합성하여 본 발명을 완성하였다.
일반적으로 폴리포스파젠계 고분자는 생체 내에서 가수 분해 되면 고분자 골격은 생체에 무해한 물질인 인산과 암모늄으로 전환(Kathryn E. Uhrich, Chem. Rev., 1999, 99, 3198)되는 것으로 알려져 있고, 이때의 가수 분해 속도는 포스파젠 골격에 치환되어 있는 곁가지의 부피가 크고 소수성이 높을수록 늦어지는 것으로 알려져 있다(Youn Soo Sohn, et al. Macromolecules, 1999, 32, 7820). 그러나 본 발명의 유기 포스파젠계 고분자는 아미노산이 치환된 경우와 가수 분해 속도에서 차이가 없고, 가수 분해하는 경우에 인체에 무해한 인산암모늄, 폴리에틸렌글라이콜, 올리고펩타이드 및 아미노산이 생성되는 것으로 확인되었다.
본 발명에서는 소수성기로서 아미노산 대신 소수성의 범위가 보다 넓고 강하며 세포내 효소에 의한 생분해성을 갖는 올리고펩타이드 에스터를 도입함으로써 체온 근처의 광범위 온도에서 겔이나 침전을 형성하는 다양한 유기 포스파젠계 고분자를 합성할 수 있었다. 상기 올리고펩타이드 에스터는 소수성기로서 아미노산보다 소수성이 강하고 효소 분해성을 가지므로 상전이 온도가 의약 전달체용으로 적합하고, 특히 미래의 주류를 이룰 단백질계 약물 전달체로 적합한 생체 적합성 고분자 신물질군이 얻어진다. 더 나아가, 올리고펩타이드의 도입은 소수성이 강한 약물과의 상호 작용을 증진시키므로, 용해도가 낮은 단백질과 폴리펩타이드 계열의 약물뿐만 아니라 탁솔과 같은 용해도가 낮은 항암제 등 다양한 용도의 약물전달체로 사 용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 포스파젠 고분자 골격에 친수성기로서 폴리에틸렌글라이콜이, 소수성기로서 아미노산에 비하여 소수성이 강한 다양한 올리고펩타이드가 도입된, 온도 변화에 따라 보다 다양한 졸-젤 또는 졸-고체의 상전이 거동을 나타내며, 생체 적합성 또한 우수한, 아래의 화학식 (1)로 표시되는 유기 포스파젠계 고분자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
식 중, R은 메틸기 또는 에틸기이고,
R'은 COOR, CH2COOR, CH2CH2COOR, CH2CH(CH3)2
, CH2C6H5, CH(CH3)CH2CH3 및 CH3으로 구성된 군에서 선택되는 것이고, R"은 CH2COOR, CH2CH2COOR, CH
2CH(CH3)2, CH2C6H5, CH(CH3)CH2CH3 및 CH3으로 구성된 군에서 선택되는 것이며, R"'은 CH2COOR, CH2CH2COOR 및 H로 구성된 군에서 선택되는 것으로서, 상기 R은 앞에서 정의된 것과 동일한 것이고,
n은 폴리포스파젠의 중합도로서 30 ~ 100 사이의 값을 가지며, x는 폴리에틸렌글라이콜의 반복 단위의 수로서 3, 4, 7, 12, 16 중에서 선택되고, y는 폴리에틸 렌글라이콜의 몰 함량으로서 0.5 ~ 1.5의 값을 가지며, a=1이고, b와 c는 각각 0 또는 1이다.
이하에서는 상기 화학식 (1)로 표시되는 유기 포스파젠계 고분자의 제조 방법을 설명한다. 본 발명에 있어서, 모든 제조 반응 과정은 수분이 들어가지 않도록 진공, 질소 라인을 이용하고, 반응에 사용되는 각종 용매는 수분을 충분히 제거하는 것이 바람직하다.
우선, 아래의 화학식 (2)로 표시되는 염화포스파젠 삼합체[(N=PCl2)3]를 문헌[Youn Soo Sohn et al, Macromolecules, 28, 7566 (1995)]의 방법에 따라 열중합시켜 분자량이 낮은 (Mw = 104-5) 화학식 (3)으로 표시되는 폴리디클로로포스파젠 선형 중합체를 얻는다.
구체적으로는, 승화법으로 정제한 화학식 (2)의 염화포스파젠 삼합체 (N=PCl2)3와 이에 대하여 3 ~ 10 중량%의 염화알루미늄(AlCl3)을 유리 반응관에 넣고 밀봉한 다음, 반응관을 분당 10 ~ 20회의 속도로 회전시키면서 230 ~ 250℃에서 3 ~ 5시간 동안 용융 반응시키면 화학식 (3)의 폴리디클로로포스파젠이 얻어진다. 화학식 (3)에 있어서 n은 중합도로서 30 ~ 100이다.
다음으로, 화학식 (4)로 표시되는 폴리에틸렌글라이콜 또는 화학식 (5)로 표시되는 이의 나트륨염을 화학식 (3)으로 표시되는 폴리디클로로포스파젠과 반응시켜 포스파젠계 고분자 골격에 폴리에틸렌글라이콜기를 도입한다.
화학식 (4)와 (5)에 있어서, x는 화학식 (1)에서 정의된 것과 동일하다.
화학식 (5)로 표시되는 폴리에틸렌글라이콜의 나트륨염은 화학식 (4)의 폴리에틸렌글라이콜을, 폴리에틸렌글라이콜에 대하여 1 ~ 1.5 당량의 나트륨 금속 또는 수소화나트륨과 반응시켜 얻는다. 이 때, 화학식 (4)의 폴리에틸렌글라이콜은 70 ~ 80℃의 기름 중탕에서 1 ~ 2일 동안 진공 건조시켜 사용하는 것이 바람직하며, 용매로는 테트라하이드로퓨란 (THF), 벤젠 또는 톨루엔을 사용한다.
화학식 (4)의 폴리에틸렌글라이콜 또는 화학식 (5)의 폴리에틸렌글라이콜의 나트륨 염과 화학식 (3)의 폴리디클로로포스파젠의 반응은 화학식 (4)의 폴리에틸렌글라이콜 또는 화학식 (5)의 폴리에틸렌글라이콜의 나트륨 염을 -60 ~ -78℃의 화학식 (3)의 폴리디클로로포스파젠 용액에 30 ~ 50분 동안 적가하고, 상온에서 15 ~ 20시간 동안 반응시키는 방법으로 수행된다. 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란, 벤젠 또는 톨루엔을 사용하며, 특히 화학식 (4)의 폴리에틸렌글라이콜과 화학식 (3)의 폴리디클로로포스파젠을 반응시킬 경우에는 폴리에틸렌글라이콜에 대하여 3당량 이상의 과량의 트리에틸렌아민 존재 하에서 반응을 수행하여야 한다. 이 때, 친수성기인 폴리에텔렌글라이콜과 폴리디클로로포스파젠의 몰비는 사용 목적에 따라 0.5 ~ 1.5 범위에서 조절할 수 있다. 즉, 친수성기인 폴리에틸렌글라이콜의 몰비가 증가할수록 최종 고분자의 용해도는 증가하지만 저임계 용액 온도는 높아지므로 다음에 도입하고자 하는 올리고펩타이드 에스터의 종류에 따라 원하는 물성에 맞게 적당한 몰비를 선택하여야 한다. 상기 몰비가 위의 범위를 벗어날 경우 고분자의 용해도가 상실되거나 저임계 용액 온도가 나타나지 않으므로 바람직하지 않다.
마지막으로, 화학식 (4) 또는 (5)의 화합물과 화학식 (3)의 반응 생성물을 화학식 (6)으로 표시되는 올리고펩타이드 에스터 또는 이의 산성염과 반응시켜, 본 발명에 따른 화학식 (1)의 유기 포스파젠계 고분자를 얻는다.
식 중, R, R', R", R"', a, b 및 c는 화학식 1에서 정의된 것과 동일하다.
이 단계에서는 이전 단계의 반응 생성물을, 이 생성물 중에 치환되지 않고 남아 있는 염소 1 당량에 대하여 1.0 ~ 1.5 당량의 화학식 (6)의 올리고펩타이드 에스터 또는 이의 산성염과 반응시킨다. 상기 산성염은 염산염, 옥살산염 또는 트리플루오로아세트산염일 수 있다. 이 반응은 3 ~ 6 당량의 트리에틸아민 존재 하에서 클로로포름을 용매로서 사용하며, 1 ~ 3일 동안 환류 반응시키는 방법으로 수행한다.
위의 반응이 완결되면, 반응 용액을 여과하여 침전물 (Et3N·HCl 또는 NaCl)을 제거하고, 여액을 감압 농축한다. 농축물에 테트라하이드로퓨란 용매를 가하여 다시 용해시키고, 에틸에테르 또는 핵산을 가하여 침전을 유도함으로써 미반응 폴리에틸렌글라이콜과 올리고펩타이드에스터를 제거하는 과정을 2 ~ 3회 반복한다. 그 다음, 이와 같은 방법으로 얻은 침전물을 소량의 증류수에 녹이고 투석막(MW CO: 3500)으로 1~2일 동안 투석한 다음 동결 건조하면 화학식 1로 표시되는 최종 고분자를 순수한 상태로 얻을 수 있다.
한편, 상기 화학식 6으로 표시되는 올리고펩타이드는 문헌 [John Jones, Amino Acid and Peptide Synthesis, Oxford University Press, 32-34, (1994)]에 설명된 방법에 따라 합성할 수 있다.
전술한 것과 같은 본 발명의 유기 포스파젠계 고분자의 제조 공정을 반응식으로 표시하면 아래의 반응식 1과 같다.
식 중, R, R', R", R"', n, x, y, a, b 및 c는 화학식 1에서 정의된 것과 동일하다.
실시예
이하에서는 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위는 특허청구의 범위를 벗어나지 않는 한 이들 실시예에 의하여 한정되지 아니한다.
본 발명의 화합물에 대한 탄소, 수소, 질소 원소 분석은 Perkin-Elmer C, H, N 분석기에 의해 수행되었다. 한편, 수소 핵자기 공명 스펙트럼은 Bruker DPX-250 NMR Spectrometer를 사용하여 측정되었으며, 인 핵자기 공명 스펙트럼은 Varian Gemini-400 NMR Spectrometer를 사용하여 측정되었다.
실시예 1
폴리[(메톡시트리에틸렌글라이콜)(글라이신글루타민산디에틸에스터)포스파젠], [NP(MTrEG)0.85(GlyGlu(Et2)1.25]n의 제조
메톡시트리에틸렌글라이콜 (1.41 g, 8.6 mmol)과 수소화나트륨 (0.22 g, 9.0 mmol)을 건조된 테트라하이드로퓨란 용매에 넣고 알곤 기류 하에서 2시간 교반하여 메톡시트리에틸렌글라이콜의 나트륨염을 제조하였다. 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol)을 건조된 테트라하이드로퓨란 용매에 녹인 다음 드라이아이스-아세톤 중탕(-78 ℃)에 넣고, 앞서 제조된 메톡시트리에틸렌글라이콜의 나트륨염 용액을 이 용액에 30분 동안 적가 하였다. 30분 후 드라이아이스-아세톤 중탕을 제거하고, 상온에서 8시간 동안 반응시켰다. 이 용액에 트리에틸아민 (6.26 g, 61.9 mmol)과 글라이신글루타민산 디에틸에스터의 옥살산염 (3.13 g, 5.15 mmol)을 녹인 클로로포름 용액 (100 ml)을 가한 후 상온에서 12시간 반응 시키고, 다시 50℃로 온도를 올려서 48시간 동안 반응시켰다. 반응액을 여과하여 생성된 과량의 침전물들 (Et3N·HCl 또는 NaCl)을 제거하고, 여액을 감압 농축하였다. 이 농축액을 테트라하이드로퓨란에 녹인 후 과량의 에틸에테르나 헥산을 가하여 침전을 유도하 였다. 이 과정을 2회 반복한 후, 투석막(MWCO: 3500)을 이용하여 메탄올과 물로 각각 18시간 투석하고, 동결 건조하여 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)3OCH3)0.85{NHCH2CONHCH(CH
2CH2COOCH2CH3)COOCH2CH3}1.25
]n을 수율 50%로 얻었다.
조성식: C20H41N4O12P
원소 분석치: C(43.89), H(8.31), N(10.03), 이론치: C(43.51), H(7.52), N(9.66)
수소 핵자기 공명스펙트럼(DMSO, ppm):
δ 1.1-1.2(m, 7.0H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3 )COOCH2CH
3 )
δ 1.8-2.1(m, 2.0H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 CH2COOCH2
CH3)COOCH2CH3)
δ 2.3-2.5(t, 1.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH
2 COOCH2
CH3)COOCH2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)2CH
3 )
δ 3.3-3.7(b, 13.8H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)2CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2CH2COOCH2CH3)COOCH
2CH3)
δ 3.9-4.2(b, 5.4H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH
2 CH3)COOCH
2 CH3,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)2CH3)
δ 4.2-4.4(b, 1.0H)(-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3)COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(DMSO, ppm): δ 2.25
평균 분자량 (Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 73000
저임계 용액 온도: 25℃
실시예 2
폴리[(메톡시테트라에틸렌글라이콜)(글라이신글루타민산디에틸에스터)포스파젠], [NP(TeEG)0.95(GlyGlu(Et2)1.05)]n의 제조
메톡시테트라에틸렌글라이콜 (1.79 g, 8.6 mmol), 수소화나트륨 (0.22 g, 9.03 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol), 트리에틸아민 (6.3 g, 62.4 mmol), 글라이신글루타민산 디에틸에스터의 옥살산염 (3.2 g, 5.2 mmol)을 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)4OCH3)0.95{NHCH2CONHCH(CH
2CH2COOCH2CH3)COOCH2CH3}1.05
]n을 수율 36%로 얻었다.
조성식: C20H40N3O18P
원소 분석치: C(45.09), H(8.46), N(8.60), 이론치: C(45.37), H(6.00), N(8.16)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(DMSO, ppm):
δ 1.1-1.3(m, 5.7H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3 )COOCH2CH
3 )
δ 1.8-2.1(m, 1.8H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 CH2COOCH2
CH3)COOCH2CH3)
δ 2.2-2.4(t, 1.6H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH
2 COOCH2
CH3)COOCH2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)3CH
3 )
δ 3.3-3.(b, 13.7H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)3CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2CH2COOCH2CH3)COOCH
2CH3)
δ 3.8-4.2(b, 4.4H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH
2 CH3)COOCH
2 CH3,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)3CH3)
δ 4.2-4.4(b, 1.01H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3)COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): δ 0.349
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 150000
저임계 용액 온도: 27℃
실시예 3
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신글루타민산디에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)1.05(GlyGlu(Et2)0.95]n의 제조.
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (6.34 g, 18.1 mmol)과 나트륨 조각 (0.46 g, 19.9 mmol)을 건조된 테트라하이드로퓨란 용매에 넣고 알곤 기류 하에서 24시간 환류하여 메톡시폴리에틸렌글라이콜의 나트륨염을 제조하였다. 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 2.00 g, 17.2 mmol)을 건조된 테트라하이드로퓨란 용매에 녹인 다음 드라이아이스-아세톤 중탕(-78 ℃)에 넣고 앞서 제조된 메톡시폴리에틸렌글라이콜의 나트륨염 용액을 이 용액에 30분 동안 적가 하였다. 30분후 드라이아이스-아세톤 중탕을 제거하고, 상온에서 8시간 동안 반응시켰다. 이 용액에 트리에틸아민 (14.8 g, 147 mmol)과 디펩타이드인 글라이신글루타민산 디에틸에스터의 옥살산염 (7.6 g, 12.25 mmol)을 녹인 클로로포름 용액 (100 ml)을 가한 후, 상온에서 12시간 반응 시키고, 다시 70℃로 온도를 올려 24 ~ 48시간 동안 반응시켰다. 반응액을 여과하여 생성된 과량의 침전물들(Et3N·HCl 또는 NaCl)을 제거하고, 여액을 감압 농축하였다. 이 농축액을 테트라하이드로퓨란에 녹인 후 과량의 에테르나 헥산을 가하여 침전을 유도하였다. 이 과정을 2회 반복한 후 다시 소량의 물 (100 ml)에 녹인 후 투석막(MWCO: 3500)을 이용하여 18시간 동안 투석한 후 동결 건조하여, 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)1.05{NHCH2CONHCH(CH
2CH2COOCH2CH3)COOCH2CH3}0.95
]n을 수율 77%으로 얻었다.
조성식: C26H55N3O14P
원소 분석치: C(47.49), H(7.78), N(5.73), 이론치: C(45.91), H(7.83), N(5.93)
수소 핵자기 공명스펙트럼:
δ 1.1-1.3(m, 6.0H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3 )COOCH2CH
3 )
δ 1.9-2.2(m, 2.0H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 CH2COOCH2
CH3)COOCH2CH3)
δ 2.4-2.6(t, 2.0H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH
2 COOCH2
CH3)COOCH2CH3)
δ 3.3-3.4(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.4-3.7(b, 28.0H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2CH2COOCH2CH3)COOCH
2CH3)
δ 3.9-4.2(b, 6.0H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH
2 CH3)COOCH
2 CH3,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6CH3)
δ 4.2-4.4(b, 1.0H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3)COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm): δ 1.4
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1M 질산나트륨 수용액:아세토니트릴=4:1): 18000
저임계 용액 온도: 81℃
실시예 4
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신아스파르트산디에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)1.1(GlyAsp(Et2)0.9)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (6.62 g, 18.9 mmol), 나트륨 금속 조각 (0.48 g, 20.8 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 2.00 g, 17.2 mmol), 트리에틸아민 (14.1 g, 139.4 mmol), 글라이신아스파르트산 디에틸에스터의 옥살산염 (6.7 g, 11.61 mmol)을 사용하여 실시예 3에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)1.1{NHCH2CONHCH(CH
2COOCH2CH3)COOCH2CH3}0.9]n을 수율 71%로 얻었다.
조성식: C25H50N3O12P
원소 분석치: C(47.20), H(7.89), N(5.90), 이론치: C(47.10), H(7.60), N(6.03)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm):
δ 1.0-1.2(m, 5.4H) (-NHCH2CONHCH(CH2COOCH2CH
3 )COOCH2CH
3 )
δ 2.6-2.8(m, 1.8H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 COOCH2CH3
)COOCH2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 3.3H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.4-3.7(b, 30.4H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2COOCH2CH3)COOCH2CH
3)
δ 3.9-4.1(b, 5.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2COOCH
2 CH3
)COOCH
2 CH3,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6CH3)
δ 4.2-4.3(b, 0.9H) (-NHCH2CONHCH(CH2COOCH2CH3)COOCH
2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm): 0.9
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1M 질산나트륨 수용액:아세토니트릴=4:1): 36000
저임계 용액 온도: 89℃
실시예 5
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신루이신에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)0.92(GlyLeuEt)1.08)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (5.53 g, 15.8 mmol), 나트륨 금속조각 (0.4 g, 17.4 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 2.00 g, 17.2 mmol), 트리에틸아민 (16.92 g, 167.2 mmol), 글라이신루이신 에틸에스터의 트리플루오로아세트산염 (9.2 g, 27.9 mmol)을 사용하여 실시예 3에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)0.92{NHCH
2CONHCH- (CH2CH(CH3)2)COOCH2CH3}1.08]n
을 수율 82%로 얻었다.
조성식: C24H50N3O10P
원소 분석치: C(49.06), H(8.38), N(7.43), 이론치: C(49.32), H(8.19), N(7.39)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm):
δ 0.7-0.9(m, 5.4H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH
3 )2)COOCH
2CH3)
δ 1.0-1.3(m, 2.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)COOCH2
CH
3 )
δ 1.4-1.7(t, 2.8H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 CH(CH3)
2)COOCH2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 2.7H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.5-3.8(b, 26.1H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2CH(CH3)2)COOCH2CH
3)
δ 3.9-4.2(b, 3.6H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)COOCH
2 CH3,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6CH3)
δ 4.2-4.3(b, 0.9H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)COOCH
2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm): 3.8
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1M 질산나트륨 수용액:아세토니트릴=4:1): 36000
저임계 용액 온도: 65℃
실시예 6
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신페닐알라닌에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)0.78(GlyPhe(Et)1.22)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (3.01 g, 8.6 mmol), 수소화나트륨 (0.22 g, 9.03 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol), 트리에틸아민 (6.3 g, 61.9 mmol), 글라이신페닐알라닌 에틸에스터의 염화수소염 (2.96 g, 10.32 mmol)을 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)0.78{NHCH2CONHCH(CH
2C6H5)COOCH2CH3}1.22]n 을 수율 42%로 얻었다.
조성식: C27H46N3O11P
원소 분석치: C(50.77), H(7.11), N(6.43)
이론치: C(49.38), H(7.09), N( 7.10)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(DMSO, ppm):
δ 0.7-1.2(b, 1.9H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)COOCH2C
H
3 )
δ 2.9-3.2(b, 1.2H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 C6H5)COOCH
2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.3-3.7(b, 25.4H) (-NHCH
2 CONHCH(CH2C6H5)COOCH
2CH3,
-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3)
δ 3.7-4.1(b, 2.9H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)COOCH
2 CH3,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6CH3)
δ 4.4-4.6(b, 0.7H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)COOCH
2CH3)
δ 7.0-7.3(b, 2.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6
H
5 )COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): 0.231
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 140000
저임계 용액 온도: 70℃
실시예 7
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜550)(글라이신글루타민산다이메틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG550)1.10(GlyGlu(Me2)0.90)]n의 제조
분자량 550의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (10.4 g, 18.92 mmol), 나트륨 금속조각 (0.48g, 20.8 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (3% AlCl3, 2.00 g, 17.2 mmol), 트리에틸아민 (14.1 g, 139.4 mmol), 글라이신글루타민산 다이메틸에스터의 옥살산염 (7.1 g, 11.6 mmol)을 사용하여 실시예 3에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)12OCH3)1.1{NHCH
2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH3)COOCH3}0.90
]n을 수율 79%로 얻었다.
조성식: C35H70N3O17P
원소 분석치: C(50.68), H(8.43), N(4.63)
이론치: C(50.29), H(8.44), N( 4.94)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm):
δ 1.7-2.2(m, 1.8H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 CH2COOCH3
)COOCH3)
δ 2.3-2.5(t, 1.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH
2 COOCH3
)COOCH3)
δ 3.3-3.4(s, 3.3H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)11CH
3 )
δ 3.5-3.8(b, 52.4H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)11CH3,
δ 3.9-4.1(b, 5.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH
3 )COOCH
3 ,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)11CH3)
δ 4.2-4.4(b, 0.9H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH3)COOCH
3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm): 0.9
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1M 질산나트륨 수용액:아세토니트릴=4:1):62000
저임계 용액 온도: 98℃
실시예 8
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜750)(글라이신글루타민산디에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG750)0.8(GlyGlu(Et2)1.2)]n의 제조
분자량 750의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (15.48 g, 20.64 mmol), 나트륨 금속조각 (0.52 g, 22.7 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 2.00 g, 17.2 mmol), 트리에틸아민 (18.8 g, 185.8 mmol), 글라이신글루타민산 디에틸에스터의 옥살산염 (12.5 g, 20.5 mmol)을 사용하여 실시예 3에서와 동일한 방법으로 폴리포 스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)16OCH3)0.8{NHCH2CONHCH(CH
2CH2COOCH2CH3)COOCH2CH3}1.2
]n을 수율 80%로 얻었다.
조성식: C39H77N3O17P
원소 분석치: C(49.75), H(8.00), N(5.00), 이론치: C(49.74), H(8.00), N( 4.98)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm):
δ 1.0-1.2(m, 7.2H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3 )COOCH2CH
3 )
δ 1.8-2.1(m, 2.8H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 CH2COOCH2
CH3)COOCH2CH3)
δ 2.3-2.5(t, 2.4H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH
2 COOCH2
CH3)COOCH2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 2.4H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)15CH
3 )
δ 3.4-3.7(b, 52.0H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)15CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3
)COOCH2CH
3 )
δ 3.9-4.1(b, 6.4H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH
2 CH3)COOCH
2 CH3,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)15CH3)
δ 4.2-4.4(b, 1.2H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH2COOCH2CH
3)COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(D2O, ppm): 0.8
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1M 질산나트륨 수용액:아세토니트릴=4:1): 35000
저임계 용액 온도: 90℃
실시예 9
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신페닐알라닌루이신에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)1.02(GlyPheLeu(Et)0.98)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (3.01 g, 8.6 mmol), 수소화나트륨 (0.22 g, 9.03 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol), 트리에틸아민 (6.3 g, 61.9 mmol), 글라이신페닐알라닌루이신 에틸에스터 (3.75 g, 10.32 mmol)를 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)1.02{NHCH2CONHCH(CH
2C6H5)NHCH(CH2CH(CH3)2)COOCH2
CH3}0.98]n을 수율 50%로 얻었다.
조성식: C36H69N5O15P
원소 분석치: C(52.31), H(8.71), N(8.42), 이론치: C(52.54), H(7.90), N(8.29)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.7-1.0(b, 5.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2
CH(CH
3 )2)COOCH2CH3)
δ 1.1-1.4(b, 3.9H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2
CH(CH3)2)COOCH2CH
3 )
δ 1.4-1.8(b, 2.6H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH
2CH(CH3)2)COOCH2CH3)
δ 2.9-3.2(b, 1.6H)(-NHCH2CONHCH(CH
2 C6H5)NHCH(CH
2CH(CH3)2)COOCH2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 3.0H)(-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.5-3.9(b, 23.3H)(-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3,
δ 3.9-4.3(b, 4.7H)(-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6
CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH
2 C6H5)NHCH(C
H
2 CH(CH3)2)COOCH2CH3)
δ 4.3-4.7(b, 1.7H)(-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6
CH3,
-NHCH2CONHCH(CH
2 C6H5)NHCH(CH2CH(CH
3)2)COOCH2CH3)
δ 7.0-7.4(b, 5.2H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6
H
5
)NHCH(CH2CH(CH3)2)COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): 0.720
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 110000
젤화 온도: 25℃
실시예 10
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신루이신페닐알라닌에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)0.84(GlyLeuPhe(Et)1.16)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (3.01 g, 8.6 mmol), 수소화나트륨 (0.22 g, 9.03 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol), 트리에틸아민 (6.3 g, 61.9 mmol), 글라이신루이신페닐알라닌 에틸에스터 (3.71 g, 10.32 mmol)를 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)0.84{NHCH2CONHCH(CH
2CH(CH3)2)NHCH(CH2C6H5)COOCH2
CH3}1.16]n을 수율 43%로 얻었다.
조성식: C34H63N4O13P
원소 분석치: C(51.93), H(7.52), N(8.14), 이론치: C(52.90), H(7.53), N(7.89)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(DMSO, ppm):
δ 0.7-1.0(b, 3.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH
3 )2)NHCH(CH
2C6H5)COOCH2CH3)
δ 1.0-1.3(b, 3.6H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)NHCH(CH2
C6H5)COOCH2CH
3 )
δ 1.3-1.8(b, 1.6H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 CH(CH3)
2)NHCH(CH2C6H5)COOCH2CH3)
δ 2.8-3.1(b, 1.1H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)NHCH(CH
2 C6H5)COOCH2CH3)
δ 3.1-3.2(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.2-3.8(b, 23.0H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3)
δ 3.8-4.3(b, 3.9H) (-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6
CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2CH(CH3)2)NHCH(CH2
C6H5)COOCH
2 CH3)
δ 4.3-4.8(b, 1.7H) (-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6
CH3,
-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)NHCH(CH2C6
H5)COOCH2CH3)
δ 7.1-7.4(b, 4.2H)(-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)N
HCH(CH2C6
H
5 )COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(DMSO, ppm): 4.967
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 110000
젤화 온도: 28℃
실시예 11
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신루이신페닐알라닌 에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)0.7(GlyLeuPhe(Et)1.3)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (3.01 g, 8.6 mmol), 수소화나트륨 (0.22 g, 9.03 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol), 트리에틸아민 (6.3 g, 61.9 mmol), 글라이신루이신페닐알라닌 에틸에스터 (3.71 g, 10.32 mmol)를 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)0.7{NHCH2CONHCH(CH
2CH(CH3)2)NHCH(CH2C6H5)COOCH2
CH3}1.3]n을 수율 74%로 얻었다.
조성식: C35H63N5O13P
원소 분석치: C(52.15), H(7.57), N(8.70), 이론치: C(52.60), H(8.07), N( 8.47)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(DMSO, ppm):
δ 0.7-1.1(b, 5.2H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH
3 )2)NHCH(CH
2C6H5)COOCH2CH3)
δ 1.1-1.4(b, 4.3H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)NHCH(CH2
C6H5)COOCH2CH
3 )
δ 1.4-1.8(b, 3.2H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 CH(CH3)
2)NHCH(CH2C6H5)COOCH2CH3)
δ 2.9-3.2(b, 1.8H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)NHCH(CH
2 C6H5)COOCH2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.3-4.0(b, 25.8H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3)
δ 4.0-4.4(b, 6.2H) (-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6
CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2CH(CH3)2)NHCH(CH2
C6H5)COOCH
2 CH3)
δ 4.4-4.7(b, 3.7H) (-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6
CH3,
-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)NHCH(CH2C6
H5)COOCH2CH3)
δ 7.1-7.4(b, 5.0H) (-NHCH2CONHCH(CH2CH(CH3)2)N
HCH(CH2C6
H
5 )COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): 0.926
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 120000
젤화 온도: 5℃
실시예 12
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신페닐알라닌아이소루이신 에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)1.0(GlyPheIle(Et)1.0)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (3.01 g, 8.6 mmol), 수소화나트륨 (0.22 g, 9.03 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol), 트리에틸아민 (6.3 g, 61.9 mmol), 글라이신페닐알라닌아이소루이신 에틸에스터 (3.71 g, 10.32 mmol)를 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)1.0{NHCH2CONHCH(CH
2C6H5)NHCH- (CH(CH3)CH2(CH3))COOCH2CH3}1.0]n
을 수율 57%로 얻었다.
조성식: C34H64N4O14P
원소 분석치: C(52.186), H(8.159), N(7.669), 이론치: C(52.24), H(8.15), N(7.07)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
0.4-1.0(b, 4.4H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH(CH
3 )CH2(CH
3 ))COOCH2CH3)
δ 1.0-1.2(b, 3.3H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH(CH3
)CH2(CH3))COOCH2CH
3 )
δ 1.2-1.4(b, 0.7H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH(CH
3)CH2(CH3))COOCH2CH3)
δ 1.6-1.9(b, 0.8H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH(CH3
)CH
2 (CH3))COOCH2CH3)
δ 2.9-3.1(b, 4.8H)(-NHCH
2 CONHCH(CH
2 C6H
5)NHCH(CH(CH3)CH2(CH3))COOCH2CH3)
δ 3.2-3.3(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.3-3.7(b, 19.0H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3)
δ 3.7-4.2(b, 3.0H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH(CH3
)CH2(CH3))COOCH
2 CH3,
-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6CH3)
δ 4.2-4.5(b, 0.8H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH(CH
3)CH2(CH3))COOCH2CH3)
δ 4.5-4.7(b, 0.5H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH(CH
3)CH2(CH3))COOCH2CH3)
δ 6.8-7.2(b, 3.5H)(-NHCH2CONHCH(CH2C6
H
5 )NHCH(CH(CH
3)CH2(CH3))COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): -0.306
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 11000
젤화 온도: 32℃
실시예 13
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신페닐알라닌아스파르트산디에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)1.1(GlyPheAsp(Et2)0.9)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (3.01 g, 8.6 mmol), 수소화나트륨 (0.22 g, 9.03 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol), 트리에틸아민 (6.3 g, 61.9 mmol), 글라이신페닐알라닌아스파르트산 디에틸에스터 (4.06 g, 10.32 mmol)를 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)1.1{NHCH2CONHCH(CH
2C6H5)NHCH(CH2COOCH2CH3)COOCH2
CH3}0.9]n을 수율 52%로 얻었다.
조성식: C34H65N4O17P
원소 분석치: C(48.68), H(6.79), N(7.51), 이론치: C(48.89), H(7.89), N(6.19)
수소 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.9-1.3(b, 3.9H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2
COOCH2CH
3 )COOCH2CH
3 )
δ 2.5-3.0(b, 2.0H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH
(CH2COOCH2CH3)COOCH2CH3)
δ 3.1-3.2(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.2-3.6(b, 14.7H) (-OCH
2 CH2O(CH
2 CH
2 O)6CH3,
-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH
2 COOCH
2CH3)COOCH2CH3)
δ 3.7-4.2(b, 3.2H) (-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6
CH3,
-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2COOCH
2 CH3)COOCH
2 CH3)
δ 4.2-4.8(b, 0.7H) (-NHCH
2 CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH
2COOCH2CH3)COOCH2CH3)
δ 6.8-7.2(b, 2.7H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6
H
5 )NHCH(CH2COOCH2CH3)COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): 0.824
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 120000
저임계 용액 온도: 47℃
실시예 14
폴리[(메톡시폴리에틸렌글라이콜350)(글라이신페닐알라닌루이신글라이신에틸에스터)포스파젠], [NP(MPEG350)1.0(GlyPheLeuGly(Et)1.0)]n의 제조
분자량 350의 메톡시폴리에틸렌글라이콜 (3.01 g, 8.6 mmol), 수소화나트륨 (0.22 g, 9.03 mmol), 폴리(디클로로포스파젠) (5% AlCl3, 1.00 g, 8.6 mmol) 트리에틸아민 (6.3 g, 61.9 mmol), 글라이신페닐알라닌루이신글라이신 에틸에스터 (4.34 g, 10.32 mmol)를 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리포스파젠계 고분자 화합물 [NP(OCH2CH2)7OCH3)1.0{NHCH2
CONHCH(CH2C6H5)NHCH- (CH2CH(CH3)2)NHCH2COOCH2CH3}1.0
]n을 수율 53%로 얻었다.
조성식: C36H67N5O15P
원소 분석치: C(52.186), H(8.159), N(7.669), 이론치: C(51.56), H(7.96), N(8.25)
수소핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm):
δ 0.5-1.1(b, 4.9H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2
CH(CH
3 )2)-
NHCH2COOCH2CH3)
δ 1.1-1.4(b, 3.4H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2
CH(CH3)2)-
NHCH2COOCH2CH
3 )
δ 1.4-1.6(b, 1.9H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH
2 CH(CH3)2)-
NHCH2COOCH2CH3)
δ 2.8-3.2(b, 1.2H) (-NHCH2CONHCH(CH
2 C6H5)NHCH(CH
2CH(CH3)2)-
NHCH2COOCH2CH3)
δ 3.3-3.4(s, 3.0H) (-OCH2CH2O(CH2CH2O)6CH
3 )
δ 3.4-3.8(b, 20.8H) (-OCH2CH
2 O(CH
2 CH
2 O)6CH3,
-NHCH2CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH2CH(CH3)
2)NHCH
2 COOCH2CH3)
δ 3.8-4.3(b, 5.3H) (-OCH
2 CH2O(CH2CH2O)6
CH3,
-NHCH
2 CONHCH(CH2C6H5)NHCH(CH
2CH(CH3)2)NHCH2COOCH
2 CH3
)
δ 6.8-7.5(b, 5.0H) (-NHCH2CONHCH(CH2C6
H
5 )NHCH(CH2CH(CH3)2)-
NHCH2COOCH2CH3)
인 핵자기 공명 스펙트럼(CDCl3, ppm): 2.709
평균 분자량(Mw, 용리액: 0.1%(w/v) 테트라부틸암모늄브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액): 140000
젤화 온도: 40℃
실시예 15
온도 감응성 폴리포스파젠계 고분자의 분해 실험
본 발명의 온도 감응성 폴리포스파젠계 고분자들에 대한 가수 분해 실험을 다음과 같이 실시하였다. 폴리포스파젠계 고분자를 pH=5, 7.4, 10인 완충 용액에 각각 용해시킨 다음, 37℃의 수조에서 방치하고, 방치 기간에 따른 분자량의 감소를 겔투과 크로마토그래피 (GPC)를 이용하여 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에서 보면 본 발명의 실시예에서 제조된 화합물은 중성 수용액에서 반감기가 약 25 ~ 35일이므로, 약물 전달체로 사용되기에 적합한 생분해성을 나타냄을 알 수 있다.
| 고분자 | pH | 분자량 변화 (%) | ||||||||
| 0일 | 5일 | 10일 | 15일 | 20일 | 25일 | 30일 | 35일 | 40일 | ||
| 실시예 3 | 5 | 100 | 74.0 | 63.0 | 39.1 | 36.3 | 34.2 | 32.5 | 30.0 | 27.1 |
| 7.4 | 100 | 85.0 | 72.7 | 57.3 | 57.7 | 54.7 | 54.9 | 49.1 | 46.8 | |
| 10 | 100 | 100 | 90.6 | 75.2 | 75.9 | 75.9 | 63.8 | 62.6 | 58.4 | |
| 실시예 4 | 5 | 100 | 68.0 | 55.0 | 31.6 | 31.2 | 28.5 | 26.8 | 24.8 | 23.2 |
| 7.4 | 100 | 82.0 | 70.1 | 51.6 | 53.5 | 49.2 | 48.4 | 42.5 | 39.4 | |
| 10 | 100 | 88.0 | 77.0 | 73.8 | 63.5 | 62.1 | 56.1 | 50.8 | 47.2 | |
| 실시예 9 | 5 | 100 | 63.0 | 56.0 | 37.9 | 35.0 | 33.2 | 30.6 | 28.9 | 28.9 |
| 7.4 | 100 | 76.0 | 72.0 | 56.7 | 62.0 | 56.7 | 51.8 | 48.8 | 51.2 | |
| 10 | 100 | 85.0 | 85.0 | 78.1 | 76.0 | 72.2 | 58.1 | 55.3 | 57.2 | |
실시예 16
소수성기의 차이에 따른 포스파젠 고분자 젤의 강도 시험
실시예 12의 고분자 [NP(MPEG350)(GlyPheIle(Et))]n 및 기존의 아미노산 함유 고분자 중 대표적인 것인 [NP(AMPEG350)(Ile(Et))]n (Youn Soo Sohn, et al. Macromolecules,
2002,
35, 3876)의 10% 수용액의 온도에 따른 점도를 각각 측정하여 그 결과를 도 1a 및 도 1b에 나타내었다. 도 1a 및 1b에서 볼 수 있는 바와 같이, 소수성이 높은 본 발명의 올리고펩타이드 함유 고분자 젤의 강도가 아미노산 함유 고분자에 비하여 2배 이상 높다는 것을 알 수 있다.
실시예 17
폴리포스파젠계 고분자를 이용한 약물 전달 시스템의 국소 자극성 연구
포스파젠계 고분자와 약물(인간 성장 호르몬, hGH)의 혼합에 따른 약물 안정성 변화와 국소 자극성을 시험하였다.
우선, 실시예 1에서 제조된 고분자 화합물의 12.5% 수용액에 약물을 혼합 (7.5 mg/ml)하여 약물과 고분자의 반응 유무를 역상 고성능 액체
크로마토그래피(RP-HPLC)로 확인하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 즉, 고분자와 약물이 혼합되기 전의 약물의 크로마토그램과 약물을 실시예 1에서 제조한 고분자와 혼합한 후 약물의 크로마토그램을 비교해 보면, 본 발명에 따른 고분자는 약물의 안정성에 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.
또한 위의 조제 약물을 토끼의 어깨 쪽에 피하 주사로 1㎖ 씩 투여한 후 피 부 국소 자극성 여부를 관찰한 결과를 아래의 표 2에 나타내었다. 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 약물인 인간 성장 호르몬의 함유 여부에 무관하게 피부 반응 (홍반, 출혈, 경결감, 부종 등)이 나타나지 않았으며, 부검 소견에서도 자극과 관련된 변화 (변색, 유착, 반점 등)는 관찰되지 않았다. 따라서 본 발명에 따른 유기 포스파젠계 고분자는 국소 자극성이 없는 것으로, 즉 생체 적합성을 갖는 것으로 판명되었다.
| 날짜 (일) | 구분 | 임상 증상 및 피부 반응 | 부검 소견 | 비고 | |
| 피부 | 근육 | ||||
| 3 | (-hGH) | - | 시료 산재(0.8cm) | - | 약물 함유 여부에 따른 차이 없음 |
| 7 | (+hGH) | - | 시료 산재(0.8cm) | - | |
| (-hGH) | - | 시료 엷게 산재 | - | ||
| (+hGH) | - | 시료 엷게 산재 | - | ||
실시예 18
폴리포스파젠계 고분자의 약물 방출 실험
인간 성장 호르몬(hGH) 함유 포스파젠계 고분자에 대한 시험관 실험(in vitro) 방출 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 즉, 도 3은 실시예 2에서 제조된 포스파젠계 고분자 12.5% 수용액에 인간 성장 호르몬(hGH)을 1mg/ml 되게 혼합한 후 37℃에서 침전시킨 후 둘베크 인산 완충 용액(DPBS) 중으로 방출된 인간 성장 호르몬의 양을 크기 배제 고성능 액체 크로마토그래피(SEC-HPLC)로 측정한 인간 성장 호르몬 누적 방출 프로필을 나타낸 것이다.
도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 초기 0.25일 동안에 완충액 중으로 방 출된 인간 성장 호르몬은 약 30.8%로서 그다지 높지 않은 초기 방출을 나타내어 초기 과다 방출의 우려는 없는 것으로 확인되었다. 이후 1차에 가까운 누적 방출 곡선을 나타내었고, 7일 동안 총 누적 방출량은 106.4%이다. 따라서, 실시예 2의 포스파젠계 고분자는 1주 제형에 적당한 생체 외(in vitro) 방출 거동을 보여주는 것으로 판단되었다.
본 발명에 따라 온도 감응성과 생체 적합성이 향상된 양친성 포스파젠계 고분자 및 그 제조 방법이 제공되었다. 본 발명의 폴리포스파젠계 고분자는 생체 적합성, 온도 감응성 및 생분해성을 동시에 가지며, 포스파젠 주쇄에 치환된 올리고펩타이드의 종류 및 함량을 조절함으로써 감응 온도를 자유로이 조절할 수 있다. 따라서 본 발명의 고분자는 단백질 또는 폴리펩타이드 등과 같은 소수성 약물 및 탁솔과 같은 난용성 약물의 전달을 위한 재료를 비롯하여 다양한 분야에서의 응용이 기대된다.
Claims (11)
- 아래의 화학식 (1)로 표시되는 유기 포스파젠계 고분자.[화학식 1]
식 중, R은 메틸기 또는 에틸기이고,R'은 COOR, CH2COOR, CH2CH2COOR, CH2CH(CH3)2 , CH2C6H5, CH(CH3)CH2CH3 및 CH3으로 구성된 군에서 선택되는 것이고, R"은 CH2COOR, CH2CH2COOR, CH 2CH(CH3)2, CH2C6H5, CH(CH3)CH2CH3 및 CH3으로 구성된 군에서 선택되는 것이며, R"'은 CH2COOR, CH2CH2COOR 및 H로 구성된 군에서 선택되는 것으로서, 상기 R은 앞에서 정의된 것과 동일한 것이고,n은 30 ~ 100사이의 값을 가지며, x는 3, 4, 7, 12 및 16 중에서 선택되는 수이고, y는 0.5 ~ 1.5의 값을 가지며, a=1이고, b와 c는 각각 0 또는 1이다. - (1) 화학식 (4)로 표시되는 폴리에틸렌글라이콜을 화학식 (3)으로 표시되는 폴리디클로로포스파젠과 반응시키는 단계와(2) 단계 (1)의 생성물을 화학식 (6)으로 표시되는 올리고펩타이드 에스터 또는 이의 산성염과 반응시키는 단계를 포함하는, 화학식 (1)로 표시되는 유기 포스파젠계 고분자의 제조 방법.[화학식 1]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 6]
식 중, R은 메틸기 또는 에틸기이고,R'은 COOR, CH2COOR, CH2CH2COOR, CH2CH(CH3)2 , CH2C6H5, CH(CH3)CH2CH3 및 CH3으 로 구성된 군에서 선택되는 것이고, R"은 CH2COOR, CH2CH2COOR, CH 2CH(CH3)2, CH2C6H5, CH(CH3)CH2CH3 및 CH3으로 구성된 군에서 선택되는 것이며, R"'은 CH2COOR, CH2CH2COOR 및 H로 구성된 군에서 선택되는 것으로서, 상기 R은 앞에서 정의된 것과 동일한 것이고,n은 30 ~ 100사이의 값을, x는 3, 4, 7, 12 및 16 중에서 선택되는 수를, y는 0.5 ~ 1.5의 값을 가지며, a=1이고, b와 c는 각각 0 또는 1이다. - 제2항에 있어서, 상기 단계 (1)에서 화학식 (4)로 표시되는 폴리에틸렌글라이콜 대신 화학식 (5)로 표시되는 나트륨 염을 사용하는 것인 제조 방법.[화학식 5]
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단계 (1)의 반응은 트리에틸아민 존재 하에서 수행되는 것인 제조 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단계 (1)의 반응 용매가 테트라하이드로퓨란, 벤젠 및 톨루엔으로 구성된 군에서 선택되는 것인 제조 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 폴리에텔렌글라이콜 또는 이의 나트륨염과 폴리디클로로포스파젠의 몰비가 0.5 ~ 1.5 범위인 제조 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단계 (2)의 산성염이 염산염, 옥살산염 또는 트리플루오로아세트산염인 제조 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단계 (2)는 단계 (1)의 생성물 중의 미치환 염소 1 당량에 대하여 화학식 (6)의 올리고펩타이드 에스터 또는 이의 산성염을 1.0 ~ 1.5 당량 사용하는 것인 제조 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단계 (2)는 3 ~ 6 당량의 트리에틸아민 존재 하에서 수행되는 것인 제조 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단계 (2)의 반응 용매가 클로로포름인 제조 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단계 (2)의 반응 완료 후, 반응 혼합물을 여과하고, 여액을 농축한 다음, 잔류물을 테트라하이드로퓨란에 다시 용해시키고, 여기에 에틸에테르 또는 헥산을 가하여 생성물의 침전을 형성시키고, 이 침전물을 여과하고 증류수에 용해시킨 다음 투석하여, 정제된 화학식 (1)의 유기 포스파젠계 고분자를 얻는 단계를 추가로 포함하는 것인 제조 방법.
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