KR101777437B1 - 분지형 헤테로―폴리에틸렌 글리콜 및 중간체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 다양한 생체기능성 물질과 반응할 수 있는 두 가지 유형의 관능기를 갖고 관능기들 중 하나를 복수로 갖는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜은 화학식 1로 대표된다:
[화학식 1]
Figure 112012106619730-pct00041

이때, X 및 Y는 생체기능성 분자에 존재하는 관능기와 반응하여 공유결합을 형성하는 관능기를 적어도 하나 함유하는 각각의 원자단을 나타내며, 그리고 원자단 X에 함유된 관능기 및 원자단 Y에 함유된 관능기는 서로 상이하며; s는 2 내지 8의 정수로서, 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 평균 부가 몰수를 나타내며; n은 폴리에틸렌 글리콜 쇄에 대한 평균 부가 몰수로서, 20≤n≤2000이며; 그리고 E는 폴리에틸렌 글리콜에 대하여 s-가의 결합가를 갖고 관능기 Y에 대하여는 1가의 결합가를 갖는 분지형 링커 모이어티이다.

Description

분지형 헤테로―폴리에틸렌 글리콜 및 중간체{BRANCHED HETERO-POLYETHYLENE GLYCOL AND INTERMEDIATE}
본 발명은 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 생체기능성 분자, 약물 전달 시스템에서의 약물 또는 약물 캐리어, 진단용 재료 및 장치 등의 변형에 사용되는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 화합물에 관한 것이다.
폴리에틸렌 글리콜 자체는 낮은 독성 및 항원성을 보이며, 그리고 물 및 많은 유기 용매에 대하여 우수한 용해도를 가진다. 그러므로, 반응성 관능기가 말단에 도입된 말단-활성화 폴리에틸렌 글리콜 화합물은 다양한 기능들, 예를 들어 신체 내에서 약물 및 약물 캐리어의 은밀성(stealthiness)을 제공하고, 약물 전달 시스템에서 약물 및 약물 캐리어를 용해시키기 위해서, 그리고 재료 표면의 생체적합성을 개선하기 위해서 광범위하게 사용되어왔다. 이러한 이유로, 선형 폴리에틸렌 글리콜의 두 개의 말단에서 반응성이 상이한 관능기를 각각 갖는 헤테로 이기능성(bifunctional) 폴리에틸렌 글리콜로 불리는 화합물은 상이한 분자, 예를 들어 약물, 생리활성물질, 약물 표적화 물질 등과 같은 생체기능성 분자를 각각의 말단에 도입할 수 있다. 따라서, 폴리에틸렌 글리콜은 이러한 생체기능성 분자들을 서로 가교하거나, 상기 생체기능성 분자와 다양한 약물 캐리어 또는 장치를 가교하는 헤테로 가교제로서 사용된다.
헤테로 가교제로서 이러한 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 얻어진 제 1 특유의 장점은 (A) 낮은 항원성 및 우수한 용해성이며, 이러한 성질은 전술한 폴리에틸렌 글리콜의 성질로, 결합된 물질에 부여될 수 있다. 폴리에틸렌 글리콜이 반복 단위를 갖는 폴리머이기 때문에, 이것은 많은 단량체 단위와 상당한 분자량을 가지며, 말단들 사이의 거리는 일반적인 저분자량 헤테로 가교제와 비교하여 길다. 그러므로, 다음 장점은 (B) 입체 장애 또는 직접결합에 의해 약리 활성과 같은 분자의 고유한 기능을 잃을 수 있는 분자 또는 물질 때문에 직접 결합시키기 어려운 물질, 또는 분자나 물질과 같은 상이한 본성을 갖는 물질 및 다양한 약물 캐리어나 장치가 서로 결합될 수 있다.
DDS 분야에서, 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 컨쥬게이트에 대한 많은 연구가 존재한다.
Jiang 등(비특허문헌 1)은 N-히드록시숙신이미도에스테르기 및 말레이미드기를 갖는 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 트랜스페린을 β-락토글로불린에 결합했다. Zhang 등(비특허문헌 2)은 N-히드록시숙신이미도에스테르기 및 말레이미드기를 갖는 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 펩티드 데카머(decamer)인 NLS(핵국재화신호)를 덴드리머(dendrimer)가 결합된 아크리딘 물질에 결합했다. Kim 등(비특허문헌 3)은 아미노 또는 2-피리딜디설파이드기 및 카복실기를 갖는 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 siRNA를 LHRH(황체 형성 호르몬 방출 호르몬)에 결합했다. Anhorn 등(비특허문헌 4)은 N-히드록시숙신이미도에스테르기 및 말레이미드기를 갖는 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 IgG 항체를 항암제를 포함하는 나노입자에 결합했다.
나아가, 진단 장치에 응용함으로써, Otsuka 등(비특허문헌 5)은 아세탈기 및 히드록실기를 갖는 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 하용하여 락토오즈가 폴리락트산에 결합된, 렉틴과 같은 생체기능성 분자를 모니터링하는 바이오센서로서의 활용을 보여주었으며, 나아가 락토오즈와 렉틴 사이의 상호작용 및 폴리락트산 및 무기(inorganic) 물질 표면 사이의 상호작용을 활용해서, 렉틴 및 무기 물질 표면이 가교된다.
전술한 바와 같이, 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜은 생체기능성 분자의 변형, 특히 DDS 파일링에서와 같이 약제-관련 용도로 광범위하게 사용된 헤테로 가교제이다. 다른 한편으로는, 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜이 다양한 생체기능성 분자, 캐리어 등과 반응되는 곳에서 폴리에틸렌 글리콜이 결합된 물질의 기능이 향상될 것으로 고려되는 경우, 어떤 한 생체기능성 분자의 복수의 변형이 요구되는 경우가 있다. 예를 들어, 약물을 한쪽 말단에 갖고 또 다른 말단에 표적 분자가 결합된 폴리에틸렌 글리콜 결합 물질을 생각하는 경우, 복수의 약물 결합이 달성되는 경우, 수송 효율을 향상시킬 수 있을 것이다. 나아가, 복수의 표적 분자의 결합이 달성되는 경우, 리간드에 대한 표적 기능을 향상시킬 수 있을 것이다.
생체기능성 분자의 이러한 복수의 변형을 고려하여 얻은 폴리에틸렌 글리콜 화합물로서, US6362254(특허문헌 1)에서는 포크형-PEG(Forked-PEG)으로 불리는 것을 설명한다.
상기 특허문헌에서, 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 유도체에 대한 응용 예가 없음에도 불구하고, 두 개의 관능기가 한 폴리에틸렌 글리콜 말단에 도입된 포크형-PEG는 메톡시-폴리에틸렌 글리콜의 한 말단에서 분지점을 만들기 위해 그리고 이기능성 분자를 변형하기 위해 합성되었다.
미국특허 제6,362,254호
Journal of Drug Targeting, 2007, 15(10), 672-683 BioconjugateChem., 2009, 20, 120-128 BioconjugateChem., 2008, 19, 2156-2162 BioconjugateChem., 2008, 19, 2321-2331 Langmuir, 2004, 20(26), 11285-11287
그러나, 특허문헌 1에서, 관능기의 분지점 및 복수의 관능기 사이의 길이는 명확히 정의되지 않았고, 설명된 예는 두 개의 관능기들 사이의 거리가 매우 근접한 것들에 제한된다. 동일한 생체기능성 분자, 특히 단백질 또는 항체와 같은 매우 큰 분자량을 갖는 물질을 두 개의 관능기로 도입하는 것이 생각되는 경우, 이는 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 유도체의 놀라운 특성인 "(B) 입체 장애 또는 직접결합에 의해 약리 활성과 같은 분자의 고유한 기능을 잃을 수 있는 분자 또는 물질 때문에 직접 결합시키기 어려운 물질" 이러한 장점이 대단히 손상된다. 그러므로, 두 개 이상의 동일한 생체기능성 분자를 갖는 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 결합 물질 및, 주된 목적으로, 상기 분자의 또 다른 말단에서 상이한 하나의 생체기능성 분자를 갖는 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 결합 물질의 활용으로서, 활용은 제한된다.
나아가, 두 개 이상의 동일한 생체기능성 분자를 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 유도체에 도입하는 경우를 생각해보면, 생체기능성 분자를 일반적인 단기능(monofunctional) 활성 폴리에틸렌 글리콜 또는 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜에 도입하는 것으로부터 매우 상이한 점은, 많은 종류의 불순물들이 형성될 뿐만 아니라 값비싼 생체기능성 분자를 과량으로 반응시키도록 허용되어야 하기 때문에, 생체기능성 분자를 두 개의 동일한 관능기에 고전환율로 도입하기 위한 이기능성 분자에 대하여 폴리에틸렌 글리콜 유도체의 과량을 사용하는 것이 불가능하다는 점이다. 따라서, 비용적인 면을 볼 때, 관능기의 분지점 및 복수의 관능기 사이에서 짧은 길이를 갖는 구조를 적용하기에 어려움이 있다.
전술한 바로부터, 기능성 및 비용 모두를 고려할 때, 이런 신규한 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 생체기능성 분자를 사용하여 변형하기 위해서, 상이한 관능기들 사이에서 뿐만 아니라 동일한 관능기들 사이에서도 충분한 거리를 갖는 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 개시한다.
그러나, 약제-관련 용도로 예를 들어 이러한 생체기능성 분자의 변형물의 사용을 예상하도록 고안된, 두 개의 관능기 중 하나를 복수로 갖는 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 유도체는 보고된 바가 없다. 특히, 단백질 약물 및 항체와 같은 상대적으로 고분자량을 갖는 생체기능성 분자를 변형할 목적을 위해 설계된 유도체에 관해서는 지금까지 예시된 바가 없다
본 발명의 목적은 다양한 생체기능성 분자와 반응할 수 있는 두 개의 유형의 관능기 및 관능기 중 하나를 복수로 갖는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 화합물을 제공하는 것이다.
이러한 생체기능성 분자로서, 단백질 약물, 폴리펩티드, 효소, 항체, 항체 약제, 유전자, 올리고뉴클레오티드 등을 포함하는 핵산 화합물, 핵산 약제, 항암제, 및 저분자량 약물과 같은 생체기능성 분자가 주요한 것으로 언급될 수 있다. 또한, 이러한 생체기능성 분자를 제외하고, 리포솜 및 폴리머 미셀과 같은 약물 전달 시스템에서의 캐리어, 및 진단용 다른 재료 및 장치는 반응에 사용될 수 있다. 이중에서, 단백질 약물, 폴리펩티드, 효소, 항체, 항체 약제 등을 포함하는 생체기능성 분자를 변형하기에 가장 적합한 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜이 특히 제공된다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 연구의 결과로서, 본 발명자들은 두 가지 유형의 관능기 중 하나의 관능기를 복수개 갖는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜을 개발했으며, 이는 생체기능성 분자, 약물 캐리어 및 진단용 기자재의 물질 표면을 포함하는 약제-관련 용도에 사용하기에 적합하며, 특히 단백질 약물, 폴리펩티드, 효소, 항체 및 항체 약제를 포함하는 고분자량의 생체기능성 분자의 변형에 사용하기에 적합하다.
본 발명의 가장 주목할만한 특징은 두 가지 유형의 관능기 중 복수로 존재하는 하나의 관능기가, 특정 개수의 반복된 단위를 갖는 각각의 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 말단에 존재한다는 점이다. 이런 특징 때문에, 두 가지 상이한 유형의 생체기능성 분자를 갖는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 화합물을 변형하려고 하는 경우에, 복수의 관능기에 결합된 생체기능성 분자는 폴리에틸렌 글리콜 쇄 중 두 개의 쇄의 거리가 서로 가장 멀어서, 변형은 상호 입체 장애가 감소된 상황 하에서 달성된다. 나아가, 분자 구조의 복잡성 때문에, 생체기능성 분자는 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 쇄가 입체 장애에 의해 반응성을 감소시킬 수 있는 분지점으로부터 최대한의 거리를 가지며, 또 다른 유형의 관능기에서 변형될 생체기능성 분자의 또 다른 유형으로부터 최대한의 거리를 가진다.
전술한 바와 같이, 두 가지 상이한 생체기능성 분자를 변형하도록 고려되는 경우에서, 본 발명의 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 화합물의 구조적 특징 때문에, 복수로 존재하는 한 유형의 관능기에서 변형될 생체기능성 분자는 세 개의 항목, 즉 (1) 동일한 생체기능선 분자(들), (2) 분지점, 및 (3) 동일한 분자 내에 존재하는 다른 유형의 생체기능성 분자 중 어느 것으로부터 충분한 거리를 유지한다. 그러므로, 입체 장애로부터 발생되는 부작용을 억제하면서 높은 효율로 변형을 수행할 수 있도록 하고, 생리활성의 감소도 억제될 수 있다.
즉, 본 발명은 하기에 의한다.
(1) 화학식 1로 대표되는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜은:
Figure 112012106619730-pct00001
(X 및 Y는 생체기능성 분자에 존재하는 관능기와 반응하여 공유결합을 형성하는 적어도 하나의 관능기를 함유한 원자단(atomic group) 각각을 나타내며, 그리고 원자단 X 내에 함유된 관능기 및 원자단 Y 내에 함유된 관능기는 서로 상이하며;
s는 정수 2 내지 8이며, 이는 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 수를 나타내며;
n은 폴리에틸렌 글리콜 쇄에 대한 평균 부가 몰수로서, 20≤n≤2000이며; 그리고
E는 폴리에틸렌 글리콜 쇄에 대하여 s-가(valent)의 결합가를 갖고, 관능기 Y에 대하여 1가의 결합가를 갖는 분지형 링커 모이어티(moiety)이다.)
(2) 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜로서, 분지형 링커 모이어티 E는 화학식 2에 의해 대표되며:
Figure 112012106619730-pct00002
(CH는 관능기 Y에 결합되고; L1은 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 p 쇄(들)에 결합하는 결합 모이어티이고, L2는 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 q 쇄(들)에 결합하는 결합 모이어티이고, 그들은 서로 동일하거나 상이하며; 그들 각각은 에테르 결합, 에스테르 결합, 우레탄 결합, 아미드 결합, 카보네이트 결합, 2차 아미노기 또는 그를 함유하는 포화 탄화수소기, 단일 결합, 또는 포화 탄화수소기이며; 그리고
p 및 q는 각각 1 내지 7의 정수이며, p≥q이고, p+q=s이다.)
(3) 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜로서, L1 및 L2는 각각 에테르 결합, 우레탄 결합, 아미드 결합 또는 그를 함유하는 포화 탄화수소기, 단일 결합, 또는 포화 탄화수소기이다.
(4) 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜로서, L1 및 L2는 모두 에테르 결합, 단일 결합을 함유하는 포화 탄화수소기, 또는 포화 탄화수소기이다.
(5) 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜로서, 하기 화학식 3 또는 4로 대표된다:
Figure 112012106619730-pct00003
Figure 112012106619730-pct00004
(v = 0 또는 2 및 w = 0 또는 1)
(6) 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜로서, 원자단 X의 관능기 및 원자단 Y의 관능기는 아세탈기, 알데히드기, 말레이미드기, 비닐술폰기, 아이오도아세트아미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 카복실기, 아미노기, 아미녹시기, 티올기, 알릴기, 비닐기, 아세틸렌기, 및 아자이드기로 구성된 군으로부터 각각 선택된다.
(7) 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜로서, 원자단 X의 관능기 중 적어도 하나 및 원자단 Y의 관능기 중 적어도 하나는 카복실기, 아미노기, 아미녹시기 및 티올기로 구성된 군으로부터 선택된다.
(8) 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜의 중간체로서, 원자단 X의 관능기 중 적어도 하나 및 원자단 Y의 관능기 중 적어도 하나는 보호기에 의해 보호된다.
(9) 폴리에틸렌 글리콜 결합 물질로서, 생체기능성 분자는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜의 말단에 결합된다.
본 발명은 두 가지 유형의 관능기의 한 관능기를 복수로 갖는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 화합물을 제공하며, 이런 화합물은 주로 단백질 약물, 폴리펩티드, 효소, 항체, 항체 약제, 유전자, 올리고뉴클레오티드를 포함하는 핵산 화합물, 핵산 약제, 항암제, 저분자량 약물과 같은 다른 약물들의 화학적 변형에 사용되고, 그 밖에도 리포좀 및 폴리머 미셀과 같은 약물 전달 시스템에서의 약물 캐리어의 관능화 및 진단용 다른 재료 및 장치에 사용된다. 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 화합물을 사용함으로써, 두 가지 유형의 생체기능성 분자 중 하나를 복수로 갖는 폴리에틸렌 글리콜 결합 물질을 합성할 수 있게 되며, 이러한 합성은 변형에서 입체 반발(steric repulsion)에 의한 반응 제한 및 변형이 억제된 후에 생리 활성과 같은 분자의 고유한 기능의 감소 상태에서 효과적이다.
헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜은 선형 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 양 말단 각각에서 상이한 반응성을 보이는 관능기를 갖는 말단-활성 폴리에틸렌 글리콜 화합물이고, 상이한 생체기능성 분자 표면 등은 양 말단에 도입될 수 있다.
본 발명의 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜은 말단에서 두 가지 유형의 관능기를 가져서 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜과 유사하고, 상이한 생체기능성 분자를 각각의 말단에 도입하는 것이 주목적이다. 두 가지 유형의 관능기 중에, 하나의 유형은 복수로 존재하고, 도입될 생체기능성 분자들 중 하나는 복수로 변형될 수 있다. 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜은 화학식 1로 대표된다.
[화학식 1]
Figure 112012106619730-pct00005
(CH2CH2O)n으로 대표되는 폴리에틸렌 글리콜 쇄는 하기에서 개별적으로 정의된 반복 단위의 개수 n을 갖는 선형 폴리머 모이어티이다.
원자단 X는 화학식 1로 대표되는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜의 폴리에틸렌 글리콜 쇄 말단 각각에 위치되는 원자단이고, 결합 모이어티를 함유할 수 있다. 원자단 X는 관능기 X', 및 관능기 X'에 결합될 결합 모이어티 W을 갖는 화학식 5로 대표된다. 그러나, 결합 모이어티 W는 단일결합일 수 있다. 이 경우에, 원자단 X는 관능기 X'와 일치한다.
Figure 112012106619730-pct00006
결합 모이어티 W는 폴리에틸렌 글리콜 쇄에 결합하는 기능을 갖는 링커이고, 공유결합을 포함하는 모이어티이기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는, 에스테르 결합, 우레탄 결합, 아미드 결합, 에테르 결합, 카보네이트 결합, 2차 아미노기를 함유하는 포화 탄화수소기, 단일 결합, 또는 포화 탄화수소기가 언급될 수 있다. 포화 탄화수소기는 12개 이하의 탄소 원자를 가지고, 바람직한 포화 탄화수소기로서, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, 테트라메틸렌기, 부틸렌기, 이소부틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기 등을 들 수 있다.
관능기 X'는 생체기능성 분자에 존재하는 관능기와 반응하여 공유결합을 형성하는 관능기이기만 하면 특별히 제한되지 않으며, 이때 상기 생체기능성 분자는 변형을 위한 대상 물질인 단백질 약물, 폴리펩티드, 효소, 항체, 항체 약제, 유전자, 올리고뉴클레오티드를 포함하는 핵산 화합물, 핵산 약제, 항암제, 및 저분자량 약물과 같은 다른 약물을 포함한다. 실시예에 있어서, X'는 단백질로 대표되는 천연 생체기능성 분자에 존재하는 아미노기, 티올기, 알데히드기, 카복실기와 반응할 수 있는 관능기, 또는 온화한 조건 하에서 높은 수율로 인공적으로 도입될 수 있는 말레이미드기, 케톤기, 아자이드기, 아세틸렌기, 구체적으로 아세탈기, 알데히드기, 말레이미드기, 비닐술폰기, 아이오도아세트아미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 카복실기, 아미노기, 아미녹시기, 티올기, 알릴기, 비닐기, 아세틸렌기, 및 아자이드기로 구성된 군으로부터 선택된 기인 것이 바람직하다. 나아가, 반응 효율을 고려하면, X'는 아세탈기, 알데히드기, 말레이미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아미노기, 아미녹시기, 아세틸렌기, 및 아자이드기로 구성된 군으로부터 선택되는 기인 것이 더 바람직하다. 아세탈기, 알데히드기, 활성 카복실산, 활성 카보네이트기, 또는 카복실기는 생체기능성 분자의 아미노기를 대상 물질에 반응시키는 경우에 바람직하며, 말레이미드기, 비닐술폰기, 아이오도아세트아미드기, 알릴기 또는 비닐기는 생체기능성 분자의 티올기를 대상 물질에 반응시키는 경우에 바람직하며, 아미노기 또는 아미녹시기는 생체기능성 분자의 알데히드기 또는 케톤기를 대상 물질에 반응시키는 경우에 바람직하며, 아미노기, 아미녹시기 또는 티올기는 생체기능성 분자의 카복실기를 대상 물질에 반응시키는 경우에 바람직하며, 티올기는 생체기능성 분자의 말레이미드기를 대상 물질에 반응시키는 경우에 바람직하며, 아세틸렌기는 생체기능성 분자의 아자이드기를 대상 물질에 반응시키는 경우에 바람직하고, 아자이드기는 생체기능성 분자의 아세틸렌기를 대상 물질에 반응시키는 경우에 바람직하다.
원자단 Y는 분지형 결합 모이어티 E에 결합될 결합 모이어티를 함유할 수 있는 원자단이며, 관능기 Y'와 원자단 Y 내에 함유될 수 있는 결합 모이어티 W'를 갖는 화학식 6으로 대표된다. 부수적으로, 결합 모이어티 W'는 단일 결합일 수 있다. 이 경우에, 원자단 Y는 관능기 Y'과 동일하다.
Figure 112012106619730-pct00007
결합 모이어티 W'는 상기 X에서 함유될 수 있는 결합 모이어티 W와 동일한 정의를 가진다. 관능기 Y'는 생체기능성 분자에 존재하는 관능기와 반응하여 공유결합을 형성하는 관능기이기만 하면 특별히 제한되지 않으며, 이때 상기 생체기능성 분자는 변형을 위한 대상 물질인 단백질 약물, 폴리펩티드, 효소, 항체, 항체 약제, 유전자, 올리고뉴클레오티드를 포함하는 핵산 화합물, 핵산 약제, 항암제 및 저분자량 약물과 같은 다른 약물을 포함한다. 바람직한 실시예에서, Y'는 단백질로 대표되는 천연 생체기능성 분자에 존재하는 아미노기, 티올기, 알데히드기, 카복실기와 반응할 수 있는 관능기, 또는 온화한 조건 하에서 높은 수율로 인공적으로 도입될 수 있는 말레이미드기, 케톤기, 아자이드기, 아세틸렌기, 구체적으로 아세탈기, 알데히드기, 말레이미드기, 비닐술폰기, 아이오도아세트아미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 카복실기, 아미노기, 아미녹시기, 티올기, 알릴기, 비닐기, 아세틸렌기, 및 아자이드기로 구성된 군으로부터 선택된 기인 것이 바람직하다. 나아가, 반응 효율을 고려하면, Y'는 아세탈기, 알데히드기, 말레이미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아미노기, 아미녹시기, 아세틸렌기, 및 아자이드기로 구성된 군으로부터 선택되는 기인 것이 더 바람직하다.
결합 모이어티를 포함하여 본 발명의 아세탈기는 화학식 7에 의해 대표되며, 이때 R은 8개 이하의 탄소 원자를 갖는 포화 탄화수소기이다. R은 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 포화 탄화수소기인 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 에틸기이다. 일반적으로, 아세탈기의 탈보호가 약산으로 편리하게 수행될 수 있기 때문에, 이러한 구조를 갖는 아세탈기는 알데히드기의 보호기이지만, 생체기능성 분자와의 반응에 사용함에 있어서 성질은 다른 관능기의 성질과 매우 근접하여서, 상기 아세탈기를 거의 유사하게 다룰 수 있다. 따라서, 본 발명에서, 아세탈기는 알데히드에 유사한 전자친화적 반응성을 가지는 관능기로 정의된다.
Figure 112012106619730-pct00008
결합 모이어티를 포함하여 본 발명의 말레이미드기는 화학식 8에 의해 대표되는 기이고, 티올기와 같은 친핵기에 대해 반응성을 가진다. R1은 수소 또는 메틸기인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 수소이다.
Figure 112012106619730-pct00009
결합 모이어티를 포함하여 본 발명의 활성 에스테르기는 화학식 9에 의해 대표되는 기이고, 아미노기와 같은 친핵기에 대해 반응성을 가진다. R2는 페닐기, 3-피리딜기, 숙신이미드기, 2-벤조티아졸기 또는 1-벤조트리아졸기인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 숙신이미드기 또는 1-벤조트리아졸기이며, 가장 바람직하게는 숙신이미드기이다.
Figure 112012106619730-pct00010
결합 모이어티를 포함하여 본 발명의 활성 카보네이트기는 화학식 10에 의해 대표되는 기이고, 아미노기와 같은 친핵기에 대해 반응성을 가진다. R3은 4-니트로페닐기, 숙신이미드기, 또는 1-벤조트리아졸기인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 4-니트로페닐기 또는 숙신이미드기이며, 가장 바람직하게는 숙신이미드기이다.
Figure 112012106619730-pct00011
결합 모이어티를 포함하여 본 발명의 아세틸렌기는 화학식 11에 의해 대표되는 기이고, 아자이드기 등에 대해 반응성을 가진다. R4는 8개 이하의 탄소 원자 또는 수소를 갖는 포화 탄화수소기인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 수소이다.
Figure 112012106619730-pct00012
원자단 X에 함유된 관능기 및 원자단 Y에 함유된 관능기는 서로 상이해야할 것이다. 그러나, 원자단 X에 함유된 결합 모이어티 W 및 원자단 Y에 함유된 결합 모이어티 W'는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
관능기 X' 및 관능기 Y'의 조합에 있어서, X'가 아세탈기인 경우에, Y'은 말레이미드기, 비닐술폰기, 아이오도아세트아미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아미노기 및 아미녹시기로부터 선택된 기이며, X'이 알데히드 기인 경우에, Y'은 말레이미드기, 비닐술폰기, 아세틸렌기 및 아자이드기로부터 선택된 기이며, X'이 말레이미드기, 비닐술폰기 또는 아이오도아세트아미드기인 경우에, Y'은 아세탈기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아세틸렌기 및 아자이드기로부터 선택된 기이며, X'이 활성 에스테르기 또는 활성 카보네이트기인 경우에, Y'는 아세탈기, 말레이미드기, 비닐술폰기, 아이오도아세트아미드기, 아세틸렌기 및 아자이드기로부터 선택된 기이며, X'이 아미노기 또는 아미녹시기인 경우에, Y'은 아세탈기, 아세틸렌기 및 아자이드기로부터 선택된 기이며, X'이 아세틸렌기 또는 아자이드기인 경우에, Y'은 아세탈기, 알데히드기, 말레이미드기, 비닐술폰기, 아이오도아세트아미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아미노기 및 아미녹시기로부터 선택된 기이다. 가장 바람직하게는, X'이 아세탈기인 경우에, Y'은 말레이미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아미노기 및 아미녹시기로부터 선택된 기이며, X'이 말레이미드기인 경우에, Y'은 아세탈기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아세틸렌기 및 아자이드기로부터 선택된 기이며, X'이 활성 에스테르기 또는 활성 카보네이트기인 경우에, Y'는 아세탈기, 말레이미드기, 아세틸렌기 및 아자이드기로부터 선택된 기이며, X'이 아미노기 또는 아미녹시기인 경우에, Y'은 아세탈기, 아세틸렌기 및 아자이드기로부터 선택된 기이며, X'이 아세틸렌기 또는 아자이드기인 경우에, Y'은 아세탈기, 말레이미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아미노기 및 아미녹시기로부터 선택된 기이다.
본 발명에서, 반응성, 안정성 등을 고려하면, 원자단 X의 관능기 중 적어도 하나 및 원자단 Y의 관능기 중 적어도 하나는 카복실기, 아미노기, 아미녹시기 및 티올기로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
E는 원자단 X를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 쇄에 대하여 말단에서 s-가의 결합, 원자단 Y에 대하여 1가의 결합을 갖는 분지형 링커 모이어티이고, E는 공유결합이기만 하면 특별히 제한되지 않지만 화학식 2에 의해 대표되는 구조를 가진다.
[화학식 2]
Figure 112012106619730-pct00013
상기 화학식에서, CH(메틴기)는 원자단 Y에 직접 결합한다. L1 및 L2는 상기 폴리에틸렌 글리콜 쇄 {X-(CH2CH2O)n-}의 p쇄(들) 및 q쇄(들)에 각각 결합하는 결합 모이어티이다. 그들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 에테르 결합, 에스테르 결합, 우레탄 결합, 아미드 결합, 카보네이트 결합 또는 2차 아민 또는 그를 함유하는 포화 탄화수소기, 단일 결합, 또는 포화 탄화수소기로부터 선택된다. L1 및 L2는 각각 에스테르 결합, 우레탄 결합, 아미드 결합, 또는 그를 함유하는 포화 탄화수소기, 단일 결합, 또는 포화 탄화수소기인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 에테르 결합을 함유하는 포화 탄화수소기, 포화 탄화수소기, 또는 단일결합이며, 가장 바람직하게는 포화 탄화수소기 또는 단일 결합이다. p 및 q는 L1 및 L2에 각각 결합될 폴리에틸렌 글리콜 쇄 {X-(CH2CH2O)n-}의 수 각각을 나타낸다. p 및 q는 각각 1 내지 7의 정수이며, p≥q이고 p+q=s의 관계를 가진다. 바람직하게는, p=q=1 또는 p=3, q=1 또는 p=q=2이며, 가장 바람직하게는 p=q=1이다. 더 구체적으로, E는 화학식 12 또는 화학식 13에 의해 바람직하게 대표되며, 여기서 v는 0 또는 1 내지 6의 정수이고, w는 0 또는 1 내지 3의 정수이다. 바람직하게는, v 및 w는 다음과 같다: 개별적으로 v=0 또는 2; w=0 또는 1임.
Figure 112012106619730-pct00014
Figure 112012106619730-pct00015
상기 E가 화학식 12 또는 화학식 13에 의해 대표되는 본 발명의 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜은 화학식 3 또는 화학식 4로 각각 대표된다.
[화학식 3]
Figure 112012106619730-pct00016
[화학식 4]
Figure 112012106619730-pct00017
s는 말단에서 원자단 X에 결합되고 또 다른 말단에서 분지형 링커 모이어티 E에 결합되는 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 폴리머 수를 나타내는 정수이고, s는 2 내지 8이고, 바람직하게는 2 또는 4이다.
n은 말단에서 원자단 X를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 쇄 당 반복된 단위의 개수이고, 본 발명에서, n은 화합물의 수평균분자량(Mn)에 기초하여 다양한 이론적 계산에 의해 계산된 것으로 정의된다. n과 관련하여, 가장 적합한 세팅은 생체기능성 분자를 효율적으로 변형하고 완전히 기능을 보이기 위해 필요하다. 구체적으로, 단백질 약물, 항체 등을 포함하는 생체기능성 분자가 원자단 X에서 변형되고 다른 생체기능성 분자, 표면 등이 원자단 Y에서 변형되는 경우에 있어서, 세 개의 관계, 즉, (1) 원자단 X에서 변형되는 복수의 동일한 생체기능성 분자 각각, (2) 원자단 X 및 분지점에서 변형되는 생체기능성 분자 및 (3) 원자단 X에서 변형되는 생체기능성 분자 및 원자단 Y에서 변형되는 생체기능성 분자 또는 표면, 중 어느 것에 관해 적합한 거리를 유지하기 위해 필요하다. 이런 관점에서, n의 하한은 바람직하게는 20이고, 더 바람직하게는 50이며, 보다 더 바람직하게는 80이고, 가장 바람직하게는 120이다. 또한, 용액 점도의 증가 및 이질성 에틸렌옥사이드 첨가 반응에 의해 분자량 분포의 증가에 의한 작동의 어려움 때문에, 본 발명에 사용될 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜의 분자량은 특정 값 이하로 억제되어야 할 것이다. 이런 관점에서, n의 상한은 바람직하게는 2,000, 더 바람직하게는 1,500, 보다 더 바람직하게는 1,000, 그리고 가장 바람직하게는 500이다. n의 적절한 범위의 선택에 의하여, 관능기 X 및 Y에서 변형되는 복수의 생체기능성 분자들 사이의 입체 반발에 의해 유도되는 반응 억제, 입체적으로 혼잡한 분지형 링커 모이어티 E의 영향 및 변형 후 약리 활성과 같은 분자 고유의 기능의 감소가 억제되고, 나아가 반응 또는 조작에 대한 악영향 및 결합물질의 사용에서 점도 증가와 분자량 분포의 증가에 의해 유도된 품질에 대한 악영향도 억제되는 상태에서 합성하고 결합 물질을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜과 관련하여, 폴리에틸렌 글리콜 쇄를 도입하는 공정으로서, 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 커플링 반응 또는 에틸렌옥사이드의 중합 반응이 선택될 수 있다.
커플링 반응에 의한 폴리에틸렌 글리콜의 도입에 있어서, 전형적인 예로서, 리신과 같은 아미노기를 두 개 갖는 기질을 말단에 아미노기에 반응성을 가진 활성 카보네이트기를 갖는 메톡시폴리에틸렌 글리콜과 반응시키는 과정을 예로 들 수 있다.
본 발명의 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜을 합성하기 위해서, 메톡시폴리에틸렌 글리콜 유도체를 사용하는 것이 아니라, 폴리에틸렌 글리콜로서 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 것이 필요하다. 그 후에, 필요하다면, 도입된 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜의 두 개의 쇄 중 남아있는 말단기 및 리신의 카복실산은 관능기 변환을 겪는다. 관능기 변환에 사용하기 위한 반응으로서, 지금까지 알려진 방법이 사용될 수 있으며, 또한 커플링 반응에 의해 형성된 결합을 분해하지 않는 조건이 적절히 선택되어야 할 것이다. 커플링 반응에 의해 형성된 결합은 반응에서 사용되는 관능기의 조합에 의해 결정되고, 이 경우에 상기 결합은 에스테르 결합, 우레탄 결합, 아미드 결합, 카보네이트 결합, 2차 아미노기 등이다.
에틸렌옥사이드의 중합에 의해 폴리에틸렌 글리콜 쇄를 도입하고, 그 후에 관능기를 말단에 도입하는 전형적인 예로서, 하기 단계를 들 수 있다.
(A) 에틸렌옥사이드의 중합
Figure 112012106619730-pct00018
에틸렌옥사이드는 화학식 14의 화합물 중 남아있는 두 개의 히드록실기에 중합되며, 이때 글리세린의 3-위치에서 히드록실기는 벤질기로 치환되고, 금속 나트륨(metal sodium) 또는 금속 칼륨(metal potassium), 수소화 나트륨, 수소화 칼륨, 메톡시드나트륨(sodium methoxide), t-부톡시드칼륨(potassium t-butoxide) 등의 알칼리 조건 하에서 용매 없이 또는 톨루엔 중 화학식 14 화합물에 대하여 40 내지 4,000 몰당량의 양만큼 에틸렌옥사이드를 첨가해서, 화학식 15의 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜을 얻었다.
Figure 112012106619730-pct00019
상기 화학식에서, 화학식 1의 E에 대응하는 분지형 모이어티는 화학식 2에 정의된 것과 동일하다. 에틸렌옥사이드의 중합 단계에서 사용되는 분지형 모이어티는 이러한 알칼리 조건 하에서 안정한 기인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 포화 탄화수소기 또는 에테르 결합을 함유하는 포화 탄화수소기이다. 분지형 모이어티의 골격으로서, 더 바람직하게는, 글리세린 모이어티, 자일리톨 모이어티 등을 들 수 있다. 나아가, 벤질기 대신에, 다른 보호기는 상기 알칼리 조건 하에서 안정한 기이기만 하면 사용될 수 있다. 예를 들어, 히드록실기에 대한 보호기의 경우 테트라히드로피라닐기, t-부틸기 등이 사용될 수 있고, 알데히드기에 대한 보호기의 경우 디에틸 아세탈기와 같은 아세탈기가 사용될 수 있다.
(B) 폴리에틸렌 글리콜 쇄 말단에서 히드록실기의 관능기 변환
다음으로, 톨루엔이 화학식 15의 분지형 폴리에틸렌 글리콜 화합물에 첨가되고 보통 압력 하에서 환류되어 물을 제거한 후에, 과량의 메탄술포닐클로라이드가 트리에틸아민과 같은 염기 존재 하에서 첨가되어 메실레이트를 형성한다. 이 화합물은 3,3-디에톡시-1-프로판올의 나트륨알콜레이트 화합물과 반응하여 디에톡시아세탈기가 도입되며, 이에 의하여 화학식 16의 화합물이 수득된다.
Figure 112012106619730-pct00020
아세탈기 외에, 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 말단에 다양한 보호기 및 관능기를 도입하는 것이 가능하다. 그러나, 화학식 16에서, 주목할 점은 분지형 모이어티 부근의 보호기가 벤질기인 조건 하에서 히드록실기의 관능기 변환을 수행하는 것이 필요하며, 이 경우에 벤질기는 안정하게 존재할 수 있다. 예를 들어, 환원되지 않는 반응 조건은 벤질기가 보호기로서 사용되는 경우에 선택될 필요가 있고, 산성화 되지 않는 반응 조건은 테트라히드로피라닐기, 디에틸 아세탈기 등을 사용하는 경우에 선택될 필요가 있다.
(C) 분지형 모이어티의 부근에서 보호기의 탈보호화
다음으로, 화학식 16의 화합물의 촉매 환원은 Pd/C와 같은 환원 촉매 및 수소 가스 또는 시클로헥센과 같은 수소 주개(hydrogen donor)의 존재 하에서 수행되어 탈벤질화 반응을 이루며, 이에 의하여 화학식 17의 화합물이 수득된다.
Figure 112012106619730-pct00021
이 기회에, 폴리에틸렌 글리콜 쇄 말단에 도입된 관능기/보호기는, 상기 단계 (B)에서와 같이 한번 또는 복수 횟수의 관능기 변환이 이루어지기 때문에, 분지형 모이어티의 부근에서 보호기의 탈보호화를 위해서 탈보호 조건 하에서 안정해야할 것이다.
예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜 쇄 안으로 도입된 기로, 분지형 모이어티의 부근에서 히드록실기의 보호기로서 벤질기를 사용하는 경우에, 탈보호 조건인 수소 환원에 대하여 안정한 보호기/관능기, 예를 들어, 아세탈기, 테트라히드로피라닐기, 프탈이미드기, 옥시프탈이미드기, 또는 티올기를 선택하는 것이 필요하며; 히드록실기의 보호기로서 테트라히드로피라닐기를 사용하거나 알데히드기의 보호기로서 아세탈기 등을 사용하는 경우에, 탈보호 조건인 약 산성 조건에 대하여 안정한 보호기/관능기를 선택하는 것이 필요하며; t-부톡시기 등을 사용하는 경우에, 탈보호 조건인 강 산성 조건에 대하여 안정한 보호기/관능기, 예를 들어, 카복실기, 아미노기, 아미녹시기, 또는 티올기를 선택하는 것이 필요하다. 그러나, 엄청난 수의 반응이 관능기 변환에 대하여 존재하고, 차후에 추가적인 관능기 변환이 가능하기 때문에, 이런 기재는 최종적으로 수득된 말단에서의 관능기 종을 한정하지 않는다.
부수적으로, 알데히드의 보호기인 디에틸 아세탈기와 같은 아세탈기가 분지형 모이어티의 부근에서 보호기로 사용되는 경우, 전술한 바와 같이 상기 아세탈기 그 자체를 반응 시스템에서 탈보호 및 반응에 사용할 수 있기 때문에, 이 단계에서 탈보호를 수행하는 것이 항상 필요하지는 않다.
(D) 분지형 모이어티의 부근에서 관능기 변환
다음으로, 화학식 17의 화합물은 관능기 변환을 거쳐서 다음과 같이 다양한 관능기를 도입한다. 톨루엔이 첨가되고 일반압 하에서 환류되어 물이 제거된 후에, 과량의 메탄술포닐클로라이드를 트리에틸아민의 존재 하에서 첨가하여 메실레이트를 형성한다. 이후에, 이 화합물은 암모니아와 반응하여 아미노기가 도입되고, 이에 의하여 화학식 18의 화합물이 수득된다.
Figure 112012106619730-pct00022
나아가, 화학식 18의 화합물은 N-메틸모르폴린과 같은 염기 존재 하에서 N-숙신이미딜말레이미도프로피온산과 반응하여 말레이미드기가 도입되며, 이에 의하여 화학식 19의 화합물이 수득된다.
Figure 112012106619730-pct00023
화학식 18 및 화학식 19에서와 같이, 폴리에틸렌 글리콜 쇄 말단에서 복수의 관능기를 갖고 분지형 모이어티의 부근에서 관능기가 도입된 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜은 생체기능성 분자와의 반응을 위해 사용될 수 있다.
(E) 폴리에틸렌 글리콜 쇄 말단에서 관능기 변환/탈보호
화학식 18 또는 화학식 19에 의해 대표되는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜은 이 상태로 생체기능성 분자와 반응을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 화학식 19의 화합물과 관련하여, 적절한 산성 조건을 선택함으로써, 아세탈기를 알데히드기로 전환하기 위하여 말레이미드기를 남겨두고 탈보호화를 수행할 수도 있다.
Figure 112012106619730-pct00024
개별적으로 임의의 관능기를 도입할 목적으로 관능기 변환 단계, 예를 들어 상기 (D) 및 (E) 단계를 여러번 반복하는 것이 가능하고, 전술한 조건 하에서 관능기 변환을 수행함으로써 다양한 유형의 관능기를 도입하는 것이 가능하다.
본 발명의 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜에 결합되는 대상 물질은 단백질 약물, 폴리펩티드, 효소, 항체, 항체 약제, 유전자, 올리고뉴클레오티드를 포함하는 핵산 화합물, 핵산 약제, 항암제, 저분자량 약물과 같은 다른 약물을 포함하는 생체기능성 분자 또는 다른 분자, 또는 리포솜 및 폴리머 미셀과 같은 약물 전달 시스템에서의 캐리어, 및 진단용 다른 재료 및 장치이다. 전형적인 예로서, 항체 또는 펩티드 리간드와 같은 표적 분자가 원자단 X에 도입되고 항암제 또는 단백질 약물과 같은 약물 또는 리포솜 또는 폴리머 미셀과 같은 그 안에 약물을 함유하는 캐리어가 또 다른 원자단 Y에 결합되는 예를 들 수 있다. 이 경우에, 하나의 표적 분자가 결함되는 종래의 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 경우에 비해서 대상 조직으로의 약물 또는 캐리어의 이동 능력을 눈에 띄게 향상시킬 것으로 기대된다. 또 다른 예로, 약물이 원자단 X 내에 도입되고 표적 분자가 또 다른 원자단 Y 내에 도입되는 예를 들 수 있다. 이 경우에, 많은 양의 약물은 도입될 수 있어서, 헤테로 이기능성 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 경우에 비해 약물이 운송되는 양을 증대시킬 것으로 기대된다. 원자단 X 및 원자단 Y와 반응하여 도입되는 생체기능성 분자는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 원자단 X를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 쇄 당 반복 단위의 개수 n 및 본 발명의 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜의 구조적 특징을 고려하면, 큰 장점은 원자단 X에 대하여 2,000 이상의 분자량, 바람직하게는 3,000 이상의 분자량을 갖는 생체기능성 분자를 사용함으로써 얻어질 수 있다. 또한, 특별한 제한은 없지만, 동일한 관점에서, 큰 장점은 원자단 Y에 대하여 3,000 이하의 분자량, 바람직하게는 2,000 이하의 분자량을 갖는 생체기능성 분자를 사용함으로써 얻어질 수 있다.
실시예
이하에서는 본 발명을 실시예를 참조하여 더 구체적으로 설명할 것이다.
분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜 또는 그의 중간체를 포함하는 폴리에틸렌 글리콜 화합물의 분자량 및 분자량 분포를 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 상에서 분석하여 결정했다. 본 발명에서는, GPC 시스템으로서 SHODEX GPC SYSTEM-11을 사용하고 검출기인 시차 굴절계로서 SHODEX RIX8을 사용하며, 세 개의 컬럼 SHODEX KF801L, KF803L 및 KF804L (φ 8 mn x 300 mm)를 직렬로 연결하며, 컬럼 오븐의 온도를 40℃로 세팅하고, 용리액으로 테트라히드로퓨란을 사용하며, 유량을 1 mL/분으로 세팅하고, 샘플의 농도를 0.1 질량%로 세팅하고, 주입 용량을 0.1 mL로 세팅하여 측정을 수행했다. 검정선으로서, 칸토 화학 주식회사(Kanto Chemical Co., Inc.)에 의해 제조된 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 트리에틸렌 글리콜, 및 폴리머 실험실(Polymer Laboratory)에 의해 제조된 분자량 600 내지 70,000을 각각 갖는 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리에틸렌옥사이드의 GPC용 폴리머 스탠다드(polymer standard)를 사용하여 작성된 곡선을 사용했다. 데이터 분석을 위해, BORWIN GPC 계산 프로그램을 사용했다. Mn은 수-평균 분자량을 나타내며, Mw는 중량-평균 분자량을 나타내고, Mp는 피크-탑 분자량(peak-top molecular weight)을 나타낸다. 분자량 분포에 있어서, 계산된 값을 Mw/Mn으로 보였다.
1H-NMR 분석에 있어서, JEOL DATUM Ltd.에 의해 제조된 JNM-ECP400 또는 JNM-ECA600를 사용했다. 중수소화 용매로서 CDCl3를 사용하고, φ 5 mm 튜브를 사용하고, 내부 기준 물질로서 TMS를 사용하여 측정을 수행했다.
온도계, 질소-주입 튜브 및 교반기가 구비된 300 mL의 네 개의 목을 가진 플라스크(four-neck flask)에, 18.2 g(0.1 몰)의 3-벤질옥시-1,2-프로판디올, 150 g의 무수톨루엔, 0.9 g(39 밀리몰: 26 몰%)의 금속 나트륨을 첨가하고, 이들 모두를 금속 나트륨이 용해될 때까지 실온에서 질소 가스를 주입하면서 교반했다. 용액을 5 L의 오토클레이브에 넣은 뒤, 시스템의 내부를 질소로 교체하고, 온도를 100℃로 승온시켰다. 1,982 g(45 몰)의 에틸렌옥사이드가 1 MPa 이하의 압력 하에서 100℃ 내지 130℃의 온도에서 첨가된 후에, 반응을 2시간 동안 추가적으로 진행했다. 반응하지 않은 에틸렌옥사이드 가스를 감압하에서 제거한 후에, 전체를 60℃로 냉각했고, pH를 85% 수성 인산 용액을 사용하여 7.5로 조절하여서, 하기 화합물(a1)을 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
3.40-3.90(1785H, m, HO(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , HO(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 O-CH2Ph), 4.54(2H, s, -CH 2 Ph),　7.27-7.38(5H, m, -CH2 Ph)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,654, 중량-평균 분자량 (Mw): 20,285, 다분산도 (Mw/Mn): 1.032
Figure 112012106619730-pct00025
(a1) n = 약 221
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기, 딘-스타크 튜브(Dean-stark tube) 및 냉각 튜브가 결합된 3 L의 네 개의 목을 갖는 플라스크에 372 g(18.6 밀리몰)의 상기 화합물(a1) 및 1,860 g의 톨루엔을 채웠다. 전체를 환류 하에서 가열하고 물을 공비혼합물로서 제거했다. 이를 실온까지 냉각한 후, 6.02 g(59.5 밀리몰)의 트리에틸아민 및 5.54 g(48.4 밀리몰)의 메탄술포닐 클로라이드를 그 안에 첨가했고, 3시간 동안 40℃에서 반응시켰다. 그 다음으로, 나트륨을 2.58 g(112 밀리몰) 용해시킨 것을 함유하는 85.6 g(465 밀리몰)의 3,3-디에톡시-1-프로판올의 톨루엔(256.8 g) 용액을 첨가한 뒤, 5시간 동안 70℃에서 반응시켰다. 반응 용액을 여과한 후에, 여과액을 10 L 스텐레스 강철 냄비(pot)에 옮겼고, 1.488 g의 에틸아세테이트, 1,488 g의 에탄올 및 2,976 g의 헥산을 첨가하여 결정화를 수행했다. 침전된 결정을 여과하여 용매를 제거한 후에, 결정들을 10 L 스텐레스 강철 냄비에 옮겼다. 1,488 g의 에틸아세테이트 및 1,488 g의 에탄올을 첨가하고 가열하여 결정을 40℃에서 용해시킨 후에, 용액을 20℃로 냉각시키고 2.976 g의 헥산을 사용하여 결정화를 수행했다. 그 이후에, 유사한 결정화를 3회 반복했고, 헥산으로 세척한 후에 결정을 여과하여 수집하고 건조하여 하기 화합물(a2)를 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
1.16-1.24(12H, t, (CH 3 CH2O)2-CHCH2CH2-), 1.85-1,95(4H, q, (CH3CH2O)2-CHCH 2 CH2-), 3.40-3.90(1725H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 O-CH2Ph, (CH3 CH 2 O)2-CHCH2 CH 2 -), 4.54(2H, s, -CH 2 Ph), 4.60-4.68(2H, t, (CH3CH2O)2-CHCH2CH2-), 7.27-7.38(5H, m, -CH2 Ph)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,190, 중량-평균 분자량 (Mw): 19,496, 다분산도 (Mw/Mn): 1.016
Figure 112012106619730-pct00026
(a2) n = 약 213
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기 및 냉각 튜브가 결합된 1 L의 네 개의 목을 갖는 플라스크에 50 g의 상기 화합물(a2) 및 25 g의 5% 팔라듐-탄소(50% 가수 산물)를 채웠다. 질소로 교체한 후에, 400 g의 메탄올 및 67 g의 시클로헥센을 첨가했고, 온도를 승온시켰고, 온화한 환류를 52℃ 내지 55℃에서 수행하여 2시간 동안 반응을 시행했다. 반응 용액을 실온으로 냉각한 후에, 팔라듐-탄소를 여과해서 없앴고 여과물을 농축했다. 농축물에 400 g의 톨루엔 및 200 g의 헥산을 첨가했고, 결정화를 수행했다. 결과로 얻은 결정을 여과를 통해 수집한 뒤, 건조하여 하기 화합물(a3)을 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
1.16-1.24(12H, t, (CH 3 CH2O)2-CHCH2CH2-), 1.85-1.95(4H, q, (CH3CH2O)2-CHCH 2 CH2-),　3.40-3.90(1673H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 OH, (CH3 CH 2 O)2-CHCH2 CH 2 -),　4.60-4.68(2H, t, (CH3CH2O)2-CHCH2CH2-)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 18,573, 중량-평균 분자량 (Mw): 19,123, 다분산도: 1.030
Figure 112012106619730-pct00027
(a3) n = 약 207
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기, 딘-스탁 튜브 및 냉각 튜브를 구비한 200 mL의 세 개의 목을 가진 플라스크(three-neck flask)에 13.1 g(0.66 밀리몰)의 상기 화합물(a3) 및 79 g의 톨루엔을 채웠다. 전체를 환류 하에서 가열하고 물을 공비화합물로 제거했다. 실온까지 냉각한 후에, 0.33 g(3.3 밀리몰)의 트리에틸아민 및 0.30 g(2.6 밀리몰)의 메탄술포닐 클로라이드를 첨가했고, 3시간 동안 40℃에서 반응을 진행시켰다. 반응 용액의 여과 후에, 여과물을 300 mL 비커에 옮겨담고, 100 g의 에틸아세테이트 및 50 g의 헥산을 첨가하여 결정화를 수행했다. 침전된 결정을 여과하여 용매를 제거한 후에, 결정을 10 L의 스텐레스 강철 냄비로 옮겨담았다. 1,488 g의 에틸아세테이트 및 1,488 g의 에탄올을 첨가하고 가열하여 결정을 40℃에서 용해시킨 후에, 용액을 20℃로 냉각하고, 2,976 g의 헥산을 첨가하여 결정화를 수행했다. 그 이후에, 유사한 결정화를 3회 반복했고, 헥산으로 세척한 후에, 결정을 여과에 의해 수집한 뒤 건조하여 하기 화합물(a4)을 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
1.16-1.24(12H, t, (CH 3 CH2O)2-CHCH2CH2-),　1.85-1.95(4H, q, (CH3CH2O)2-CHCH 2 CH2-),　3.08(3H, s, -OSO2 CH 3 ),　3.40-3.90(1732H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 OH, (CH3 CH 2 O)2-CHCH2 CH 2 -),　4.24-4.44(2H, m, -CH 2 O-OSO2CH3),　4.60-4.68(2H, t, (CH3CH2O)2-CHCH2CH2-)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,274, 중량-평균 분자량 (Mw): 20,046, 다분산도: 1.040
Figure 112012106619730-pct00028
(a4) n = 약 214
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기, 딘-스탁 튜브, 및 냉각 튜브가 구비된 100 mL의 세 개의 목을 가진 플라스크에 10.0 g(0.50 밀리몰)의 상기 화합물(a4), 80 g의 암모니아수, 및 20 g의 이온-교환수를 채웠고, 다음으로 8시간 동안 55℃에서 반응시켰다. 55℃ 약간의 감압하에서 10시간 동안 암모니아를 제거한 뒤, 100 g의 클로로포름을 첨가하여 추출했다. 클로로포름 용액을 농축한 후에, 52 g의 톨루엔을 첨가하고 농축물을 40℃에서 용해시킨 뒤에, 여과했다. 그 이후에, 실온에서 200 mL 비커 안에 30 g의 헥산을 첨가하여 결정화를 수행했다. 침전된 결정을 여과하여 용매를 제거한 후에, 결정을 헥산으로 세척하고 여과를 통해 수집하고 건조하여 하기 화합물(a5)을 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
1.16-1.24(12H, t, (CH 3 CH2O)2-CHCH2CH2-), 1.85-1.95(4H, q, (CH3CH2O)2-CHCH 2 CH2-), 2.70-2.95(2H, m, -CH 2 NH2), 3.40-3.90(1730H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 OH, (CH3 CH 2 O)2-CHCH2 CH 2 -),　4.60-4.68(2H, t, (CH3CH2O)2-CHCH2CH2-)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,217, 중량-평균 분자량 (Mw): 20,362, 다분산도: 1.060
Figure 112012106619730-pct00029
(a5) n = 약 214
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기, 딘-스탁 튜브, 및 냉각 튜브가 구비된 100 mL의 세 개의 목을 가진 플라스크에 5.0 g(0.25 밀리몰)의 상기 화합물(a5), 26 g의 톨루엔, 4.0 g의 아세토니트릴, N-메틸모르폴린(1.25 밀리몰), 및 N-숙신이미딜 3-말레이미도프로피오네이트(0.375 밀리몰)을 채운 뒤에, 4시간 동안 실온에서 반응시켰다. 용액을 여과한 후에, 300 mL 비커에 100 g의 에틸아세테이트 및 50 g의 헥산을 첨가하여 실온에서 결정화를 수행했다. 그 다음에, 100 g의 에틸아세테이트를 첨가하고 결정을 40℃에서 용해시킨 뒤, 용액을 실온으로 냉각하고 100 g의 헥산을 첨가하여 결정을 침전시켰다. 결정화를 추가적으로 2회 더 반복한 후에, 결정을 헥산으로 세척하고, 여과하여 수집하고, 건조하여 하기 화학식(a6)을 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
1.16-1.24(12H, t, (CH 3 CH2O)2-CHCH2CH2-), 1.85-1.95(4H, q, (CH3CH2O)2-CHCH 2 CH2-), 2.51(2H, t, NHCOCH 2 CH2), 3.40-3.90(1736H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 OH, (CH3 CH 2 O)2-CHCH2 CH 2 -, CH 2 NHCOCH2 CH 2 ),　4.60-4.68(2H, t, (CH3CH2O)2-CHCH2CH2-), 6.70(2H, s, CH = CH)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,395, 중량-평균 분자량 (Mw): 20,600, 다분산도: 1.062
Figure 112012106619730-pct00030
(a6) n = 약 215
온도계, 질소-주입 튜브 및 교반기가 구비된 200 mL의 비커에 2.0 g(0.10 밀리몰)의 상기 화합물(a6) 및 40 g의 이온-교환수를 채우고, 용해시켰다. 염산을 사용하여 용액의 pH를 pH 2로 준비하고 2시간 동안 실온에서 교반한 후에, 수성 수산화 나트륨 용액을 사용하여 pH 6으로 중화시켰으며, 이어서 100 g의 클로로포름을 첨가하여 추출했다. 클로로포름 용액을 농축하고 40 g의 톨루엔을 거기에 첨가하고, 농축물을 40℃에서 용해시킨 뒤에, 이어서 여과했다. 그 다음으로, 실온에서 20 g의 헥산을 200 mL 비커에 첨가하여 결정화를 수행했다. 침전된 결정을 여과하여 용매를 제거한 후에, 결정을 헥산으로 세척하고, 여과하여 수집하고, 건조하여 하기 화합물(a7)을 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
2.51(2H, t, NHCOCH2 CH2), 2.63-2.73(4H, HCO-CH2 CH2-), 3.40-3.90(1735H, m, -(CH2CH2 O)n-CH2 , -(CH2CH2 O)n-CH, HCO-CH2 CH2 -, CH2 NHCOCH2 CH2 ),　6.70(2H, s, CH=CH), 9.80(2H, HCO-CH2CH2-)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,319, 중량-평균 분자량 (Mw): 20,634, 다분산도: 1.068
Figure 112017019578136-pct00031
(a7) n = 약 216
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기, 딘-스탁 튜브 및 냉각 튜브가 구비된 1 L의 네 개의 목을 가진 플라스크에 200 g(10.0 밀리몰)의 상기 화합물(a1) 및 600 g의 톨루엔을 채웠다. 전체를 환류 하에서 가열하고 물을 공비화합물로서 제거했다. 40℃로 냉각한 후에, 1,000 g의 무수 클로로포름, 8.83 g(60.0 밀리몰)의 프탈이미드 및 15,7 g(60.0 밀리몰)의 트리페닐포스파인을 거기에 첨가하고, 이어서 교반 및 용해시켰다. 실온으로 냉각한 후에, 12.1 g(60.0 밀리몰)의 디이소프로필아조디카복실레이트를 3시간 동안 40℃에서 반응시켰다. 그 다음으로, 나트륨을 2.58 g(112 밀리몰) 용해시킨 것을 함유하는 85.6 g(465 밀리몰)의 3,3-디에톡시-1-프로판올의 톨루엔(256.8 g) 용액을 첨가한 뒤, 5시간 동안 70℃에서 반응시켰다. 반응 용액을 여과한 후에, 여과액을 10 L 스텐레스 강철 냄비(pot)에 옮겼고, 1,488 g의 에틸아세테이트, 1,488 g의 에탄올 및 2,976 g의 헥산을 첨가하여 결정화를 수행했다. 침전된 결정을 여과하여 용매를 제거한 후에, 결정들을 10 L 스텐레스 강철 냄비에 옮겼다. 1,488 g의 에틸아세테이트 및 1,488 g의 에탄올을 첨가하고 가열하여 결정을 40℃에서 용해시킨 후에, 용액을 20℃로 냉각시킨 뒤, 2,976 g의 헥산을 사용하여 결정화를 수행했다. 그 이후에, 유사한 결정화를 3회 반복했고, 헥산으로 세척한 후에 결정을 여과하여 수집하고 건조하여 하기 화합물(a8)를 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
3.40-3.90(1728H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 O-CH2Ph), 4.54(2H, s, - CH 2 Ph), 7.27-7.38(5H, m, -CH2 PH),　7.65-7.95(4H, m, Ph(CO)2N-)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,398, 중량-평균 분자량 (Mw): 19,824, 다분산도: 1.022
Figure 112012106619730-pct00032
(a8) n = 약 215
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기 및 냉각 튜브가 구비된 1 L의 네 개의 목을 가진 플라스크에 50 g의 상기 화합물(a8) 및 25 g의 5% 팔라듐-탄소(50% 수화 산물)를 채웠다. 질소로 교체한 후에, 500 g의 메탄올 및 68 g의 시클로헥센을 첨가했고, 온도를 승온시켰고, 온화한 환류를 52℃ 내지 55℃에서 수행하여 5시간 동안 반응을 시행했다. 반응 용액을 실온까지 냉각한 후에, 팔라듐-탄소를 여과하여 제거하고, 여과액을 농축했다. 농축물에 400 g의 톨루엔 및 200 g의 헥산을 첨가하고, 결정화를 수행했다. 결과로 얻은 결정을 여과하여 수집하고 건조하여 하기 화합물(a9)를 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
3.40-3.90(1684H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 OH), 7.65-7.95(4H, m, Ph(CO)2N-)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 18,817, 중량-평균 분자량 (Mw): 19,171, 다분산도: 1.019
Figure 112012106619730-pct00033
(a9) n = 약 210
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기, 딘-스탁 튜브 및 냉각 튜브가 구비된 1 L의 네 개의 목을 가진 플라스크에 200 g(10.0 밀리몰)의 상기 화합물(a1) 및 600 g의 톨루엔을 채웠다. 전체를 환류 하에서 가열하고 물을 공비화합물로서 제거했다. 40℃로 냉각한 후에, 1,000 g의 무수 클로로포름, 8.83 g(60.0 밀리몰)의 프탈이미드 및 15.7 g(60.0 밀리몰)의 트리페닐포스파인을 첨가했고, 이어서 교반 및 용해시켰다. 실온으로 냉각한 후에, 12.1 g(60.0 밀리몰)의 디이소프로필아조디카복실레이트를 3시간 동안 40℃에서 반응시켰다. 이후에, 나트륨을 2.58 g(112 밀리몰) 용해시킨 것을 함유하는 85.6 g(465 밀리몰)의 3,3-디에톡시-1-프로판올의 톨루엔(256.8 g) 용액을 첨가한 뒤, 5시간 동안 70℃에서 반응시켰다. 반응 용액을 여과한 후에, 여과액을 10 L 스텐레스 강철 냄비(pot)에 옮겼고, 1,488 g의 에틸아세테이트, 1,488 g의 에탄올 및 2,976 g의 헥산을 첨가하여 결정화를 수행했다. 침전된 결정을 여과하여 용매를 제거한 후에, 결정들을 10 L 스텐레스 강철 냄비에 옮겼다. 1,488 g의 에틸아세테이트 및 1,488 g의 에탄올을 첨가하고 가열하여 결정을 40℃에서 용해시킨 후에, 용액을 20℃로 냉각시키고, 2,976 g의 헥산을 사용하여 결정화를 수행했다. 그 이후에, 유사한 결정화를 3회 반복했고, 헥산으로 세척한 후에 결정을 여과하여 수집하고 건조하여 하기 화합물(a10)를 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
2.83-2.89(4H, t, NH2-CH 2 CH2-), 3.40-3.90(1676H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 OH)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 18,559, 중량-평균 분자량 (Mw): 19,264, 다분산도: 1.038
Figure 112012106619730-pct00034
(a10) n = 약 210
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기, 딘-스탁 튜브 및 냉각 튜브가 구비된 100 mL의 세 개의 목을 가진 플라스크에 5.0 g(0.25 밀리몰)의 상기 화합물(a5), 26 g의 톨루엔, 4.0 g의 아세토니트릴, N-메틸모르폴린(2.50 밀리몰), 및 N-숙신이미딜 3-말레이미도프로피오네이트(0.75 밀리몰)를 채웠고, 이후에 4시간 동안 실온에서 반응시켰다. 용액을 여과한 후에, 실온에서 100 g의 에틸아세테이트 및 50 g의 헥산을 300 mL 비커에 첨가하여 결정화를 수행했다. 그 다음으로, 100 g의 에틸아세테이트를 첨가하고 결정을 40℃에서 용해시킨 후, 용액을 실온까지 냉각시키고 100 g의 헥산을 첨가하여 결정을 침전시켰다. 결정화를 추가적으로 2회 더 반복한 후에, 결정을 헥산으로 세척하고, 여과하여 수집하고, 건조하여 하기 화합물(a11)을 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
2.51(2H, t, CH2 CH 2 CONH-), 3.40-3.90(1767H, m, -(CH 2 CH 2 O)n-CH 2 , -(CH 2 CH 2 O)n-CH, CH 2 OH, CH 2 CH2CONH), 6.50(1H, s, CH2CH2CONH), 6.70(2H, s, CH = CH)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,734, 중량-평균 분자량 (Mw): 21,336, 다분산도: 1.081
Figure 112012106619730-pct00035
(a11) n = 약 220
온도계, 질소-주입 튜브, 교반기, 딘-스탁 튜브 및 냉각 튜브가 구비된 100 mL의 세 개의 목을 가진 플라스크에 4.0 g(0.20 밀리몰)의 상기 화합물(a11), 20 g의 디클로로메탄, 트리에틸아민(2.50 밀리몰), 및 N,N-디숙신이미딜 카보네이트(0.75 밀리몰)를 채웠고, 이어서 4시간 동안 실온에서 반응시켰다. 용액을 여과하고 농축한 후에, 100 g의 에틸아세테이트 및 50 g의 헥산을 300 mL 비커에 첨가하여 결정화를 수행했다. 그 다음에, 100 g의 에틸아세테이트를 첨가하고 결정을 40℃에서 용해한 후에, 용액을 실온까지 냉각시키고 100 g의 헥산을 첨가하여 결정을 침전시켰다. 결정화를 추가적으로 3회 더 반복한 후에, 결정을 헥산으로 세척하고, 여과하여 수집하고, 건조하여 하기 화합물(a12)을 수득했다.
1H-NMR; δ (ppm):
2.51(2H, t, CH2 CH2 CONH-), 2.84(4H, s, -CH2O-COO-succinimide), 3.40-3.90(1751H, m, -(CH2CH2 O)n-CH2 , -(CH2CH2 O)n-CH, CH2 O-COO-succinimide, CH2 CH2CONH), 6.37(1H, s, CH2CH2CONH), 6.70(2H, s, CH=CH)
GPC 분석;
수-평균 분자량 (Mn): 19,659, 중량-평균 분자량 (Mw): 21,450, 다분산도: 1.091
Figure 112017019578136-pct00036
(a12) n = 약 218
2.5 mg(5.1 μ몰)의 GRGDS(Gly-Arg-Gly-Asp-Ser, 분자량:490.5)를 1 mL의 10 mM 인산 완충액(pH=6.4)에 용해시켰다. 200 μL의 용액에 10 mg(0.5 μ몰)의 화합물(a12)을 첨가했고, 1시간 동안 실온에서 반응을 수행하여서, 화합물 중의 하나의 활성 카보네이트기를 GRGDS로 변형시켰다. 이후에, 20 mg(7.4 μ몰)의 Humanin(Met-Ala-Pro-Arg-Gly-Phe-Ser-Cys-Leu-Leu-Leu-Leu-Thr-Ser-Glu-Ile-Asp-Leu-Pr-Val-Lys-Arg-Arg-Ala, 분자량:2,687.2)을 용액에 첨가했고, 반응을 10시간 동안 실온에서 수행하여서, 화합물 중의 두 개의 말레이미드기를 Humanin으로 변형시켰다. 이후에, 200 μL의 반응 용액을 SP-세파로오스 FF(Amersham plc에 의해 제조됨) 컬럼 상에 충전하고, 20 mM Tris-HCL 완충액(pH 8.2)으로 적정을 수행했다. 적정 후에, 1N이 되도록 NaCl이 첨가된 완충액을 컬럼에 통과시켜 하나의 GRGDS 및 두 개의 Humanin을 갖도록 변형된 PEG 화합물의 분획을 수득했다. 20 μL의 분획 및 20 μL의 Tris SHS 샘플 처리액을 혼합한 후에, 혼합물을 2 분 30초 동안 가열된 중탕기에서 가열했고, 20 μL의 용액을 황상 도데실 나트륨-폴리아크릴아미드 겔 전기영동법으로 분석했다. CBB 염색으로 염색을 수행했다. 개별적인 표준 샘플과 비교한 결과, 하나의 GRGDS 및 두 개의 Humanin을 갖도록 변형된 화합물(a12)임을 알 수 있었다.
본 발명이 그의 특정 실시예를 참조하여 구체적으로 설명되었지만, 다양한 변화 및 변형이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 그 안에서 이루어질 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
본원은 2010년 6월 25일에 출원된 일본특허출원 제2010-145383호 및 2011년 3월 28일에 출원된 일본특허출원 제2011-070735호에 기초하고, 그 내용들은 참조로서 본원에 포함된다. 또한, 본원에서 인용된 문헌 모두는 그 전체가 포함된다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 대표되는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜:
    [화학식 1]
    Figure 112017019578136-pct00037

    이때, X 및 Y는 생체기능성 분자에 존재하는 관능기와 반응하여 공유결합을 형성하는 관능기를 적어도 하나 함유하는, 각각의 원자단을 나타내며, 그리고 원자단 X에 함유된 관능기 및 원자단 Y에 함유된 관능기는 서로 상이하고,
    원자단 X의 관능기 및 원자단 Y의 관능기는 각각 아세탈기, 알데히드기, 말레이미드기, 비닐술폰기, 아이오도아세트아미드기, 활성 에스테르기, 활성 카보네이트기, 아미노기, 아미녹시기, 티올기, 알릴기, 비닐기, 아세틸렌기, 아자이드기로 구성된 군으로부터 선택되며;
    s는 2 내지 8의 정수로서, 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 개수를 나타내며;
    n은 폴리에틸렌 글리콜 쇄에 대한 평균 부가 몰수로서, 20≤n≤2000이며; 그리고
    E는 폴리에틸렌 글리콜에 대하여 s-가의 결합가를 갖고 원자단 Y에 대하여는 1가의 결합가를 갖는 분지형 링커 모이어티임.
  2. 제 1 항에 있어서,
    분지형 링커 모이어티 E는 화학식 2로 대표되는 것을 특징으로 하는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜:
    [화학식 2]
    Figure 112012106619730-pct00038

    이때, CH는 원자단 Y에 결합되며;
    L1은 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 p 쇄(들)에 결합하는 결합 모이어티이고, L2는 폴리에틸렌 글리콜 쇄의 q 쇄(들)에 결합하는 결합 모이어티이고, L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하며; L1 및 L2는 각각 에테르 결합, 에스테르 결합, 우레탄 결합, 아미드 결합, 카보네이트 결합, 2차 아미노기 또는 그를 함유하는 포화 탄화수소기, 단일 결합, 또는 포화 탄화수소기이며; 그리고
    p 및 q 각각은 1 내지 7의 정수이고, p≥q이고 p+q=s임.
  3. 제 2 항에 있어서,
    L1 및 L2 각각은 에테르 결합, 우레탄 결합, 아미드 결합 또는 그를 함유하는 포화 탄화수소기, 단일 결합, 또는 포화 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜.
  4. 제 3 항에 있어서,
    L1 및 L2 모두는 에테르 결합을 함유하는 포화 탄화수소기, 단일 결합, 또는 포화 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜.
  5. 제 4 항에 있어서,
    하기 화학식 3 또는 화학식 4로 대표되는 것을 특징으로 하는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜:
    [화학식 3]
    Figure 112012106619730-pct00039

    [화학식 4]
    Figure 112012106619730-pct00040

    이때, v=0 또는 2 이고, w=0 또는 1임.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    원자단 X의 관능기 및 원자단 Y의 관능기 중 적어도 하나는 아미노기, 아미녹시기 및 티올기로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜.
  8. 원자단 X의 관능기 및 원자단 Y의 관능기 중 적어도 하나는 보호기에 의해 보호된 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜의 중간체.
  9. 생체기능성 분자는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 분지형 헤테로 폴리에틸렌 글리콜의 말단에 결합되는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 글리콜 결합 물질.
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