WO2020203580A1 - ヘテロ型単分散ポリエチレングリコール誘導体の製造方法 - Google Patents

ヘテロ型単分散ポリエチレングリコール誘導体の製造方法 Download PDF

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昭英 小野澤
貴志 市川
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日油株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a heterozygous monodisperse polyethylene glycol used for pharmaceutical purposes.
  • ADCs antibody-drug conjugates
  • the hetero-dispersed polyethylene glycol is a mono-dispersed polyethylene glycol containing hetero-polyethylene glycol having different functional groups at both ends as a main component and having a constant molecular weight.
  • the hetero-type monodisperse polyethylene glycol is used as a linker, and an antibody and a drug are separately bound to each end thereof. Therefore, in the hetero-type monodisperse polyethylene glycol, the same functional groups are provided at both ends.
  • the compound homogeneous polyethylene glycol or the like
  • a compound in which two antibodies are bound does not have an effect as an ADC because the drug is not bound, and a compound in which two antibodies are bound is transported to a place other than the antigen-presenting cell because the antibody is not bound. It causes side effects.
  • hetero-type monodisperse polyethylene glycol contains only one hetero-type monodisperse polyethylene glycol having different functional groups at both ends with high purity. Is.
  • the hetero-type monodisperse polyethylene glycol used as the linker material of the ADC is a hetero-type polyethylene glycol having different functional groups at both ends as a main component, and the ethylene glycol chain length between the hetero-type polyethylene glycols. It has been desired to contain compounds having the same content with particularly high purity.
  • the hetero-type monodisperse polyethylene glycol having an amino group and a carboxyl group at the ends can be used as it is as the linker of the ADC, and further, the hetero-type monodisperse obtained by functional group conversion using this as a raw material. Dispersed polyethylene glycol can also be used as a linker for the ADC.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a method of introducing a carboxyl group into the terminal of monomethoxypolyethylene glycol.
  • monomethoxypolyethylene glycol and acrylonitrile are subjected to a Michael addition reaction, the nitrile is converted to an amide under concentrated hydrochloric acid conditions, and the amide is hydrolyzed under potassium hydroxide aqueous solution conditions to convert it into a carboxyl group.
  • Patent Document 3 As a method for introducing an amino group, in Patent Document 3, an octaethylene glycol derivative having a terminal vinyl group is converted into an aldehyde group by ozone oxidation, and a reducing amino using sodium cyanoborochloride in an ammonium chloride solution. It is converted to an amino group by a chemical reaction.
  • Patent Document 3 there are problems in industrial production from the viewpoint of the formation of explosive peroxide by ozone oxidation and the toxicity of sodium cyanoborohydride.
  • Patent Document 4 a hydroxyl group of an octaethylene glycol derivative is reacted with tosyl lolide to introduce a tosyl group, and phthalimide potassium is reacted to convert it into a phthalimide group, and a deprotection reaction using hydrazine monohydrate is performed. Is converted to an amino group.
  • Gabrielamine synthesis is a general method for converting an amino group, but in order to introduce an amino group, a step of once introducing a leaving group such as a tosyl group into a hydroxyl group is required. In such a reaction step, the residual unreacted raw material and the formation of reaction by-products are unavoidable, and generally, the larger the number of reaction steps, the lower the yield of the target compound.
  • Non-Patent Document 3 discloses a method for synthesizing a compound having an ethylene glycol chain length of 8 having a one-terminal 4,4'-dimethoxytrityl group and the other one-terminal having a hydroxyl group, and both ends are different from each other. ..
  • a part of the synthetic pathway is as follows: DmtrO-(CH 2 CH 2 O) 4 -Ts + HO- (CH 2 CH 2 O) 4 -H ⁇ DmtrO- (CH 2 CH 2 O) 8 -H + DmtrO- (CH 2 CH 2 O) 12 -Dmtr (In the formula, Dmtr represents a 4,4'-dimethoxytrityl group)
  • Dmtr represents a 4,4'-dimethoxytrityl group
  • both terminal Dmtr bodies of the dodecer are produced.
  • a heterotype polyethylene glycol having an amino group and a carboxyl group at both ends is synthesized using such a mixture containing a compound having a Dmtr group at both ends, a compound having an amino group at both ends or both ends A compound having a carboxyl group is produced as an impurity. Therefore, when heterozygous monodisperse polyethylene glycol containing such impurities is used in the production of ADC, a compound in which two drugs are bound or two antibodies are bound is produced, which causes a decrease in effectiveness as a drug. become.
  • Patent Document 3 As a method for producing the heterotype polyethylene glycol having functional groups at both ends different from each other, in Patent Document 3, a triethylene glycol derivative having an amino protecting group at one end and an ethylene glycol derivative having a carboxyl protecting group at one end are used. It is described that hetero-type monodisperse polyethylene glycol having an amino group and a carboxyl group at each end is obtained by coupling with and deprotecting each end. However, in the coupling between polyethylene glycol derivatives having such a protecting group introduced, one of them is excessively used, which increases the cost.
  • a hetero-type monodisperse polyethylene glycol having a leaving group at one end and a hydroxyl group at the other end is prepared by sequential synthesis using an easily available commercially available tetraethylene glycol as a starting material.
  • a method for obtaining a hetero-type monodisperse polyethylene glycol having an amino group and a carboxyl group at the ends as intermediates with high purity is described.
  • a hetero-type monodisperse polyethylene glycol having a protecting group at one end and a hydroxyl group at the other end has a single protecting group at both ends.
  • An object of the present invention is to provide a production method capable of industrially producing a heterozygous monodisperse polyethylene glycol derivative used for pharmaceutical purposes in high yield.
  • the present invention is as follows.
  • a method for producing a hetero-type monodisperse polyethylene glycol represented by the formula (1) wherein the following steps (A), (B), (C), (D), (E) and (F) A method for producing a heterozygous monodisperse polyethylene glycol, which comprises.
  • a indicates an integer of 6 to 12
  • R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and a represents an integer of 6 to 12).
  • the compound of the formula (7) is purified using an aqueous solution having a concentration of water or an inorganic salt of 10% by weight or less, according to (1) or (2). the method of.
  • step (D) includes a cleaning step at a temperature of 1 to 25 ° C.
  • a method for producing a hetero-type monodisperse polyethylene glycol represented by the formula (1) wherein the following steps (A), (B), (C), (E), (F) and (G) A method for producing a heterozygous monodisperse polyethylene glycol, which comprises.
  • a indicates an integer of 13 to 40
  • R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and a represents an integer of 13 to 40).
  • R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and a represents an integer of 13 to 40.
  • R 2 of the compound of the formula (5) is an isopropyl group or a tert-butyl group.
  • the present invention is a novel method for producing a high-purity hetero-type monodisperse polyethylene glycol having an amino group and a carboxyl group at both ends, respectively.
  • high-purity hetero-type monodisperse polyethylene glycol can be produced by simple liquid separation extraction without using a purification method such as column chromatography during the step.
  • the impurities can be removed without once converting the hydroxyl group into a tosyl group. It is possible.
  • the hetero-type monodisperse polyethylene glycol derivative according to the present invention is represented by the following formula (1).
  • the "monodisperse polyethylene glycol” is a compound containing 90% or more of a component having a specific ethylene glycol chain length.
  • a in the formula (1) of the present invention is an integer of 6 to 12 or 13 to 40 representing a repeating unit of ethylene glycol. From the viewpoint of using as a linker for ADC, a is preferably an integer of 6 to 12 or 13 to 24.
  • High-purity hetero-type monodisperse polyethylene glycol (1) having an amino group and a carboxyl group at both ends can be produced as follows.
  • the step (A) according to the present invention includes the following formula (2): HO- (CH 2 CH 2 O) b -H ⁇ ⁇ ⁇ (2)
  • the nucleophilic substitution reaction was carried out so as to satisfy the condition represented by the following equation (4): R 1 O-(CH 2 CH 2 O) a -H ⁇ ⁇ ⁇ (4) This is a step of obtaining the compound represented by.
  • b represents an integer of 3 to 9 or 3 to 37, and is preferably an integer of 3 to 9 or 10 to 21.
  • R 1 represents a trityl group or a benzyl group
  • L represents a mesyl group or a tosyl group
  • c represents an integer of 3 to 9 or 3 to 37, preferably 3 to 9 or 10. It is an integer of ⁇ 21.
  • b + c 6 to 12 or 13 to 24.
  • the compound represented by the formula (2) and the compound represented by the formula (3) can be obtained by a known synthetic method in addition to commercially available products. Further, as the compound represented by the formula (3), an ethylene glycol chain is used by using a compound obtained by mesylating or tosylating the compound represented by the formula (4) obtained in the present step (A). It is possible to synthesize a compound having a long length, that is, a large value of a in the above formula (4).
  • R 1 represents a trityl group or a benzyl group
  • a represents an integer of 6 to 12 or 13 to 40, and preferably an integer of 6 to 12 or 13 to 24.
  • R 1 in the formula (4) R 1 in the formula in (3) in represent the same substituent.
  • the reaction mixture the following formula (9): R 1 O-(CH 2 CH 2 O) d -R 1 ⁇ ⁇ ⁇ (9)
  • the compound represented by is contained as an impurity.
  • R 1 represents a trityl group or a benzyl group
  • d represents an integer of 3 to 80.
  • R 1 in the formula (9) R 1 in the formula in (3) in represent the same substituent.
  • the nucleophilic substitution reaction can be carried out in a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it does not react with the compound represented by the formula (2) and the compound represented by the formula (3), but specifically, acetonitrile, dimethylformamide, tetrahydrofuran, etc.
  • Aprotonic polar solvents such as dichloromethane and chloroform, and mixed solvents thereof can be used, preferably acetonitrile and dimethylformamide.
  • the amount of the solvent used is usually 1 to 100 times, preferably 2 to 50 times, more preferably 3 to 30 times the weight ratio of the compound represented by the formula (3).
  • the compound represented by the formula (3) is bonded to both ends of the compound represented by the formula (2) according to the formula (9).
  • the amount of the represented compound tends to be increased, while when the amount exceeds the upper limit, the progress of the nucleophilic substitution reaction tends to be slowed down.
  • the amount of the compound represented by the formula (2) to be used is usually 1.1 to 50 times, preferably 1.1 to 50 times, the molar ratio of the compound represented by the formula (3). Is 5.0 to 30 times, more preferably 5.0 to 20 times.
  • the amount of the compound represented by the formula (2) used is less than the above, the compound represented by the formula (3) is bound to both ends of the compound represented by the formula (2).
  • the amount of the compound represented by the formula (9) tends to be increased, while when the amount exceeds the upper limit, the progress of the nucleophilic substitution reaction tends to be slowed down.
  • the base used in the nucleophilic substitution reaction is not particularly limited as long as the reaction proceeds, but specifically, sodium hydride, sodium metal, potassium tert-butoxide, and preferably hydrogenation. Sodium and metallic sodium.
  • the amount of the base used is usually 1.1 to 10 times, preferably 1.2 to 5 times, the molar ratio of the compound represented by the formula (3).
  • the reaction temperature varies depending on the solvent used and the like, but is usually 0 to 100 ° C, preferably 50 to 90 ° C. If the reaction temperature is less than the lower limit, the reaction may be slowed down, while if the reaction temperature exceeds the upper limit, the side reaction may proceed due to the excessive temperature.
  • the reaction time varies depending on the conditions such as the reaction temperature, but is usually 0.2 to 48 hours, preferably 2 to 24 hours. If the reaction time is short, the reaction will be insufficient.
  • the reaction mixture containing the compound represented by the formula (4) and the compound represented by the formula (9) is not purified as it is and is as follows. It may be used in the step (B), or may be used after purifying the compound represented by the above formula (4) by silica gel column chromatography, liquid separation extraction treatment, adsorption treatment or the like. Since the compound represented by the formula (9) is not reactive in the reaction in the next step (B) and can be purified and removed in the step described later, it can be used unpurified.
  • Step (B) In the step (B) according to the present invention, the compound represented by the above formula (4) is subjected to the following formula (5): The compound represented by is added by Michael under a temperature condition of 10 ° C. or lower, and the following formula (6): This is a step of obtaining the compound represented by.
  • R 2 in the above formula (5) represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a tert-butyl group, an isobutyl group and a sec-butyl group.
  • An isopropyl group or a tert-butyl group is preferable as R 2 because of its stability under basic conditions. Even more preferably, R 2 is a tert-butyl group from the viewpoint of increasing the efficiency of the purification step described later.
  • R 1 represents a trityl group or a benzyl group
  • R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • a represents an integer of 6 to 12 or 13 to 40, which is preferable. Indicates an integer of 6 to 12 or 13 to 24.
  • R 1 in the formula (4) as R 1 in the formula (6) is the same substituent group
  • the Michael addition reaction can be carried out in a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it does not react with the compound represented by the formula (4) and the compound represented by the formula (5), but specifically, tetrahydrofuran, acetonitrile, dichloromethane, chloroform.
  • An organic solvent such as toluene, and a mixed solvent thereof can be used, and dichloromethane and chloroform are preferable.
  • the amount of the solvent used is usually 1 to 100 times, preferably 3 to 50 times, more preferably 5 to 30 times the weight ratio of the compound represented by the formula (4).
  • the amount of the compound represented by the formula (5) used is usually 1 to 50 times, preferably 1.50 times, the molar ratio of the compound represented by the formula (4). It is 5 to 25 times. If the amount of the compound represented by the formula (5) used is less than the lower limit, the Michael addition reaction may not be completed, while if it exceeds the upper limit, the formula (5) There is a risk of side reactions such as the formation of a polymer of the compound represented by.
  • the base used is not particularly limited as long as the reaction proceeds, but specifically, it is an inorganic catalyst such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, and potassium hydroxide is preferable. From the viewpoint of reactivity, flaky potassium hydroxide or powdery potassium hydroxide is more preferable.
  • the amount of the base catalyst used is usually 0.1 to 10 times, preferably 0.1 to 5 times, the molar ratio of the compound represented by the formula (4).
  • the reaction temperature is usually 10 ° C. or lower, preferably 5 ° C. or lower. When the reaction temperature exceeds the upper limit, an excessive reaction may occur in which the compound represented by the formula (6) is further subjected to a Michael addition reaction with the compound represented by the formula (5).
  • the reaction time varies depending on the conditions such as the reaction temperature and the base catalyst, but is usually 0.2 to 12 hours, preferably 0.5 to 6 hours.
  • the reaction mixture containing the compound represented by the formula (6) obtained by such a Michael addition reaction and the compound represented by the formula (9) produced in the step (A) It may be used as it is in the next step (C) without purification, or it may be used after purifying the compound represented by the above formula (6) by silica gel column chromatography, liquid separation extraction treatment, adsorption treatment or the like. However, in the present invention, since purification is possible in the step described later, it can be used unpurified.
  • Step (C) In the step (C) according to the present invention, the compound represented by the formula (6) is detritylated or debenzylated, and the following formula (7): This is a step of obtaining the compound represented by.
  • R 1 in the formulas (6) and (9) is a trityl group, it can be detritylated by a conversion reaction under acidic conditions, catalytic hydrogenation, or the like.
  • the conversion reaction under the acidic conditions there is no problem as long as the conversion reaction does not decompose the target compound (7), but specifically, a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid / monohydration in a methanol solvent.
  • the method by catalytic hydrogenation there is a method of performing a debenzylation reaction by adding a catalytic amount of palladium / carbon in a methanol solvent in a hydrogen atmosphere.
  • R 2 in the formulas (6) and (9) is a benzyl group, it can be debenzylated by catalytic hydrogenation. Specifically, in a methanol solvent under a hydrogen atmosphere, It can be debenzylated by adding it to a catalytic amount of palladium / carbon.
  • step (C) such detritylation or debenzylation can give a reaction mixture containing the compound represented by the formula (7) and the compound represented by the formula (10).
  • This reaction mixture may be used in the next step (D) as it is unpurified, and the compound represented by the above formula (6) is purified by silica gel column chromatography, liquid separation extraction treatment, adsorption treatment and the like.
  • the compound represented by the above formula (6) is purified by silica gel column chromatography, liquid separation extraction treatment, adsorption treatment and the like.
  • purification since purification is possible in the step described later, it can be used unpurified.
  • the step (D) is a step of purifying a reaction mixture containing a compound represented by the formula (7) obtained in the step (C), in which a is an integer of 6 to 12 in particular. is there.
  • This purification step is a step of removing the compound represented by the formula (10) generated as an impurity in the step (C), and determines an appropriate amount of reagent added for the reaction and complicates the purification step. From the viewpoint of suppression and the like, it is preferable as an industrial production method to remove the impurity compound represented by the formula (10) in this step (D).
  • a represented by the formula (7) is an integer of 6 to 12. Since a polar difference occurs as compared with a certain compound, the impurities of the above formula (10) can be removed only by simple liquid separation extraction without purification by silica gel chromatography. On the other hand, in the case of a compound in which a represented by the formula (7) is an integer of 13 to 40, the polar difference from the compound impurities represented by the formula (10) becomes small, so that the removal efficiency is lowered.
  • the reaction product obtained in the step (C) is dissolved in an organic solvent and then separated and washed with water or an aqueous solution at 25 ° C. or lower.
  • the organic solvent includes dichloromethane, chloroform, and toluene, and preferably dichloromethane and chloroform from the viewpoint of the solubility of the compound represented by the formula (7).
  • the amount of the organic solvent used is usually 2 to 30 times by weight with respect to the reaction mixture containing the compound represented by the formula (7) and the compound represented by the formula (10). It is preferably 3 to 20 times.
  • the compound represented by the formula (7) may dissolve in the aqueous layer, while if the upper limit is exceeded, the compound represented by the formula (10) may be dissolved.
  • the compound to be produced may dissolve in the organic layer, and the liquid separation cleaning efficiency is lowered.
  • the water or aqueous solution used for the washing is not particularly limited as long as the compound represented by the formula (10) can be dissolved, but specifically, water such as ion-exchanged water or distilled water.
  • water such as ion-exchanged water or distilled water.
  • aqueous solutions of inorganic salts such as sodium chloride and potassium chloride.
  • the concentration of the inorganic salt is not particularly limited as long as the inorganic salt is dissolved in the aqueous solution, but is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less. When the concentration of the inorganic salt in the aqueous solution exceeds the upper limit, the cleaning efficiency of the compound represented by the formula (10) decreases.
  • the amount of water or aqueous solution used is usually 2 to 30 times the weight ratio of the reaction mixture containing the compound represented by the formula (7) and the compound represented by the formula (10). , Preferably 3 to 20 times.
  • the amount of water or aqueous solution used is less than the lower limit, the cleaning efficiency of the compound represented by the formula (10) decreases, while when the upper limit is exceeded, it is represented by the formula (7).
  • the compound may dissolve in the aqueous layer, and the yield of the target compound decreases.
  • the ratio of the organic solvent to the water or the aqueous solution is usually such that the value of the organic solvent / water or the aqueous solution is 0.2 to 3.5 by weight, preferably 1.0. It is ⁇ 3.5.
  • the cleaning temperature is 1 to 25 ° C, preferably 5 to 20 ° C.
  • the temperature is less than the lower limit, water or an aqueous solution is solidified and purification becomes difficult.
  • the temperature exceeds the upper limit the compound represented by the formula (10) is dissolved in the organic layer. It tends to be difficult to remove.
  • the number of times the liquid separation washing is performed is not particularly limited, and it is preferable to perform the liquid separation washing a plurality of times while confirming the compound represented by the formula (10) contained in the organic solvent by TLC or MS measurement.
  • step (D) impurities generated in the steps (A) to (C) can be removed by such a simple liquid separation extraction treatment, so that purification by silica gel chromatography or the like can be performed in each step. Not needed.
  • the obtained compound represented by the formula (7) can be used as it is in the step (E), and is further purified by crystallization, adsorbent treatment, silica gel chromatography and the like before use. You may.
  • Step (E) In the step (E) according to the present invention, the hydroxyl group of the compound represented by the formula (7) obtained in the step (C) or the step (D) and the phthalimide are bonded by a Mitsunobu reaction and deprotected with a polyvalent amine.
  • the following equation (8) This is a step of obtaining the compound represented by.
  • the reaction product is represented by the formula (10) produced in the step (C).
  • the compound to be subjected to phthalimide is bound and deprotected by the following formula (11): H 2 N- (CH 2 CH 2 O) d-1 -CH 2 CH 2 -NH 2 ⁇ ⁇ ⁇ (11)
  • the compound represented by is contained as an impurity.
  • d represents an integer of 3 to 80.
  • the reaction with phthalimide in step (E) can be carried out in a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it does not react with the compound represented by the formula (7) and phthalimide, but specifically, an organic solvent such as dichloromethane, chloroform, toluene or the like, and a mixed solvent thereof can be used. It can be used, preferably dichloromethane or chloroform.
  • the amount of the solvent used is usually 1 to 50 times, preferably 3 to 30 times, and more preferably 5 to 20 times the weight ratio of the compound represented by the formula (7).
  • the amount of phthalimide used is usually 1.0 to 10 times, preferably 1.3 to 10 times the molar ratio of the compound represented by the above formula (7). It is five times. If the amount of phthalimide used is less than the lower limit, the reaction may not be completed, while if it exceeds the upper limit, unreacted phthalimide remains, so a step of removing it is necessary. And the yield decreases.
  • the azo reagents used in the reaction with phthalimide in step (E) include 1,1'-azobis (N, N-dimethylformamide), 1,1'-(azodicarbonyl) dipiperidin, and dibenzyl azodicarboxylate.
  • the amount of the azo reagent used is usually 1.0 to 10 times, preferably 1.1 to 5 times, the molar ratio of the compound represented by the formula (7).
  • the phosphine-based reagents used include dicyclohexylphenylphosphine, diethylphenylphosphine, 4- (dimethylamino) phenyldiphenylphosphine, diphenyl-2-pyridylphosphine, isopropyldiphenylphosphine, triisobutylphosphine, tri-n-butylphosphine, and tri.
  • Examples thereof include -t-butylphosphine, tricyclohexylphosphine, tri-n-hexylphosphine, tri-n-octylphosphine, triphenylphosphine and the like, and triphenylphosphine is preferable.
  • the amount of the phosphine-based reagent used is usually 1.0 to 10 times, preferably 1.3 to 5 times, the molar ratio of the compound represented by the formula (7).
  • the reaction temperature is usually 0 ° C to 100 ° C, preferably 10 ° C to 50 ° C.
  • the reaction time is usually 10 minutes to 12 hours, preferably 0.5 to 6 hours.
  • any method described in GREENE WUTS and Protective Groups in Organic Synthesis is not particularly limited, but it is preferable to use a polyvalent amine.
  • examples of the solvent used include dichloromethane, chloroform, methanol, ethanol and the like, preferably methanol.
  • the amount of the solvent used is usually 1 to 50 times, preferably 2 to 30 times, more preferably 3 to 20 times the weight ratio of the compound represented by the formula (7).
  • the polyvalent amine used includes hydrazine / monohydrate, ethylenediamine / ethylenediamine / monohydrate.
  • the amount of the polyvalent amine used is usually 1 to 50 times, preferably 5 to 30 times, the molar ratio of the compound represented by the above formula (7). If the amount of the polyvalent amine used is less than the lower limit, the deprotection reaction becomes insufficient.
  • the reaction temperature is usually 10 ° C to 80 ° C, preferably 20 ° C to 60 ° C.
  • the reaction time is usually 0.5 to 24 hours, preferably 1.0 to 12 hours.
  • the reaction mixture containing the compound represented by the formula (8) and the compound represented by the formula (11) obtained by such a photon reaction and deprotection is unpurified as it is. It may be used in the next step (F), or may be used after purifying the compound represented by the above formula (8) by silica gel column chromatography, liquid separation extraction treatment, adsorption treatment or the like. In, since purification is possible in the step described later, it can be used unpurified.
  • Step (F) In the step (F) according to the present invention, the reaction product represented by the formula (8) obtained in the step (E) is subjected to acid hydrolysis treatment and contains the compound represented by the formula (1). This is a step of obtaining the heteromonodisperse polyethylene glycol.
  • the hydrolysis treatment can be carried out in a solvent.
  • the solvent include water, a solvent such as tetrahydrofuran, acetonitrile, chloroform, dichloromethane, and a mixed solvent thereof. Water or dichloromethane is preferred.
  • the amount of the solvent used is usually 0.5 to 50 times, preferably 0.8 to 40 times, more preferably 1 in terms of weight ratio with respect to the compound represented by the formula (8). ⁇ 30 times the amount. If the amount of the solvent used is less than the lower limit, the viscosity of the reaction solution becomes high, the stirring efficiency may decrease, and the reaction may not be completed. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the progress of the reaction becomes slow. There is a tendency.
  • the acid catalyst is not particularly limited as long as the reaction proceeds, and specific examples thereof include hydrochloric acid, phosphoric acid, trifluoroacetic acid and the like. Hydrochloric acid is preferable from the viewpoint of suppressing side reactions.
  • the amount of the acid catalyst used varies depending on the type of acid catalyst used, but specifically, when 1M hydrochloric acid is used, it is usually in a weight ratio with respect to the compound represented by the formula (8). The amount is 0.5 to 10 times.
  • the reaction temperature of the acid hydrolysis varies depending on the acid catalyst used, but is usually 10 to 100 ° C.
  • the reaction time for acid hydrolysis varies depending on conditions such as reaction temperature, but is usually about 0.5 to 12 hours.
  • reaction mixture containing the compound represented by the formula (1) and the compound represented by the formula (11) can be obtained. Since this reaction mixture can be purified in the step described later, it can be used unpurified.
  • the step (G) is a step of purifying the reaction mixture containing the compound represented by the formula (1) obtained in the step (F). As long as the compound in which a in the formula (1) is an integer of 6 to 12 is purified in the step (D), this step (G) does not necessarily have to be carried out, but may be carried out. However, the step (G) is a purification step necessary for the compound in which a in the formula (1) is an integer of 13 to 40.
  • the reaction product obtained in the step (F) is dissolved in an aqueous solution and then separated and washed with an organic solvent at 30 ° C. or lower.
  • the aqueous solution is a basic aqueous solution having a pH of 8 or higher, and specifically, a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution adjusted to pH 9 to 11 is preferable.
  • the amount of the basic aqueous solution used is usually 2 to 30 times by weight of the reaction mixture containing the compound represented by the formula (1) and the compound represented by the formula (11). , Preferably 3 to 20 times.
  • the amount of the basic aqueous solution used is less than the lower limit, the compound represented by the formula (1) may dissolve in the organic solvent, while when the upper limit is exceeded, the liquid separation cleaning efficiency is reduced. It may decrease.
  • the organic solvent used for the washing is not particularly limited as long as the impurity compound represented by the formula (11) can be dissolved, but specific examples thereof include ethyl acetate, toluene, chloroform and dichloromethane. Chloroform and dichloromethane are preferable from the viewpoint of solubility of impurities.
  • the amount of the organic solvent used is usually 2 to 30 times by weight of the reaction mixture containing the compound represented by the formula (8) and the compound represented by the formula (11). It is preferably 3 to 20 times. When the amount of the organic solvent used is less than the lower limit, the removal efficiency of the compound represented by the formula (11) decreases, while when the upper limit is exceeded, it is represented by the formula (1).
  • the compound may dissolve in the organic layer, and the yield of the target compound decreases.
  • the ratio of the organic solvent to the basic aqueous solution is usually such that the value of the organic solvent / basic aqueous solution is 0.2 to 3.0 by weight, preferably 0.5. ⁇ 2.0.
  • the number of times of the liquid separation washing is not particularly limited, and it is preferable to carry out the liquid separation washing a plurality of times while confirming the compound represented by the formula (11) contained in the aqueous solution by TLC or MS measurement.
  • high-purity hetero-type monodisperse polyethylene glycol can be produced by simple liquid separation extraction without using a purification method such as column chromatography during the process. Further, in order to purify the impurities of both terminal protectors having a specific molecular weight and different chain lengths, which are by-produced in the conventional chain length extension step, the impurities can be removed without once converting the hydroxyl group into a tosyl group. It is possible. In this way, since the number of steps is smaller than in the past, it is possible to suppress the residual unreacted raw material and the formation of reaction by-products, which cause a decrease in yield, so that the yield is good and both ends are respectively. It can be provided as an industrial method for producing high-purity heterozygous monodisperse polyethylene glycol having an amino group and a carboxyl group.
  • the hydroxyl group of the one-terminal trityl group monodisperse polyethylene glycol is methane chloride. From the 1 H-NMR measurement result of the obtained compound by reacting with sulfonyl, the content of both-terminal trityl group monodisperse polyethylene glycol impurities contained in each step was estimated.
  • Tetraethylene glycol 1 (3416 g, 17.6 mol) and toluene (3.7 L) were added to a reactor equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer to dissolve in a nitrogen atmosphere, and then at 110 to 120 ° C. , Azeotropic dehydration. After azeotropic dehydration, the mixture was cooled, triethylamine (736 ml, 5.3 mol), DMAP (54 g, 0.44 mol) and trityl chloride (TrtCl, 1226 g, 4.4 mol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours.
  • reaction product containing compound 2 (compound 2: 1672 g, less than 3.83 mol) and toluene (8.4 L) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer under a nitrogen atmosphere.
  • triethylamine (643 ml, 4.62 mol) was added.
  • Methanesulfonyl chloride (326 mL, 4.22 mol) was added dropwise at 10 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After 2 hours, the disappearance of compound 2 was confirmed by TLC analysis, and a 5% aqueous sodium dihydrogen phosphate solution (8.4 L) was added and the solution was separated.
  • reaction product containing compound 4 was washed once with saturated brine (5.5 L).
  • the organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain a reaction product containing compound 4 as a pale yellow transparent liquid. Moreover, it was confirmed from the TLC analysis and the 1 H-NMR measurement result that the obtained reaction products contained the above compounds 3 and 6.
  • a reaction product containing compound 7 (compound 7: 2588 g, less than 3.49 mol) and methanol (12.9 L) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, p-toluenesulfonic acid monohydrate (338 g, 1.78 mol) and hexane (10 L) were added. After stirring at room temperature for 30 minutes, the hexane layer was removed, hexane (6.5 L) was added again, and the mixture was stirred for 30 minutes.
  • step (E) Synthesis of compound 9 in formula (8) where a is 8 and R 2 is a tert-butyl group
  • a reaction product containing compound 5 (compound 5: 841 g, less than 1.37 mol) and toluene (4.2 L) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, triethylamine (267 ml, 1.92 mol) was added. Methanesulfonyl chloride (128 mL, 1.65 mol) was added dropwise at 10 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After 2 hours, the disappearance of compound 5 was confirmed by TLC analysis, and a 5% aqueous sodium dihydrogen phosphate solution (4.2 L) was added and the solution was separated.
  • reaction mixture was heated to 75 ° C. and stirred for 3 hours. After 3 hours, it was confirmed by 1 H-NMR that compound 11 had disappeared, and the mixture was allowed to cool until the temperature became 40 ° C. or lower.
  • a saturated aqueous solution of ammonium chloride (1.9 L) and hexane (1.4 L) were added to the reaction mixture solution to separate the solutions.
  • the lower layer from which the hexane layer (upper layer) had been removed was concentrated under reduced pressure, and toluene (4.7 L) was added to the residue. This toluene solution was washed once with saturated aqueous ammonium chloride solution (2.8 L) and three times with saturated brine (4.7 L).
  • reaction products contained the above compounds 3, 6 and 13.
  • step (B) Synthesis of compound 14 in formula (6) where a is 12, R 1 is a trityl group and R 2 is a tert-butyl group.
  • a reaction product containing compound 12 (compound 12: 200 g, less than 253 mmol) and dichloromethane (1000 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer to dissolve in a nitrogen atmosphere, and then powder. Potassium hydroxide (1.4 g, 25 mmol) was added. After cooling to 5 ° C., (Compound R 2 is a tert- butyl group of the formula (5), 55mL, 380mmol) tert- butyl acrylate was added dropwise and reacted for 2 hours at 5 ° C..
  • reaction products contained the above compounds 3, 6 and 13.
  • step (E) Synthesis of compound 17 in formula (8) where a is 12 and R 2 is a tert-butyl group.
  • reaction mixture was heated to 75 ° C. and stirred for 3 hours. After 3 hours, it was confirmed by 1 H-NMR that compound 19 had disappeared, and the mixture was allowed to cool until the temperature became 40 ° C. or lower.
  • a saturated aqueous ammonium chloride solution (170 mL) and hexane (146 mL) were added to the reaction mixture solution to separate the solutions.
  • the lower layer from which the hexane layer (upper layer) had been removed was concentrated under reduced pressure, and toluene (481 mL) was added to the residue.
  • the toluene solution was washed once with saturated aqueous ammonium chloride solution (260 mL) and three times with saturated brine (480 mL).
  • reaction products contained the above compounds 3, 6, 13 and 21.
  • reaction product containing compound 20 (compound 20: 100 g, less than 0.10 mol) and toluene (500 mL) to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolving in a nitrogen atmosphere.
  • Triethylamine (20 ml, 0.14 mol) was added.
  • Methanesulfonyl chloride (9.6 mL, 0.12 mol) was added dropwise at 10 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After 2 hours, the disappearance of compound 14 was confirmed by TLC analysis, and a 5% aqueous sodium dihydrogen phosphate solution (500 mL) was added and the solution was separated.
  • step (A) Synthesis of compound 23 in which a in formula (4) is 20 and R 1 is a trityl group.
  • MeCN Sodium hydride (5.7 g) was placed in a reactor equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and after nitrogen substitution, MeCN (208 mL) was added and the mixture was cooled to 0 ° C. MeCN (105 mL) was mixed with tetraethylene glycol 1 (97 g, 0.50 mol) azeotropically dehydrated with toluene (48 mL), and this mixed solution was added dropwise over 30 minutes. After completion of the dropwise addition, MeCN (105 mL) was mixed with the reaction product containing compound 22 (compound 22: 109 g, less than 0.10 mol), and this mixed solution was added dropwise over 15 minutes.
  • reaction mixture was heated to 75 ° C. and stirred for 3 hours. After 3 hours, it was confirmed by 1 H-NMR that compound 22 had disappeared, and the mixture was allowed to cool until the temperature became 40 ° C. or lower.
  • a saturated aqueous solution of ammonium chloride (190 mL) and hexane (159 mL) were added to the reaction mixture solution to separate the solutions.
  • the lower layer from which the hexane layer (upper layer) had been removed was concentrated under reduced pressure, and toluene (524 mL) was added to the residue.
  • the toluene solution was washed once with saturated aqueous ammonium chloride solution (285 mL) and three times with saturated brine (520 mL).
  • reaction product containing compound 23 which is a pale yellow transparent liquid.
  • TLC analysis and 1 H-NMR measurement result that the obtained reaction products contained the above compounds 3, 6, 13, 21 and 24.
  • step (A) Synthesis of compound 26 in which a in formula (4) is 24 and R 1 is a trityl group.
  • reaction mixture was heated to 75 ° C. and stirred for 3 hours. After 3 hours, it was confirmed by 1 H-NMR that the compound 25 had disappeared, and the mixture was allowed to cool until the temperature became 40 ° C. or lower.
  • a saturated aqueous ammonium chloride solution (200 mL) and hexane (168 mL) were added to the reaction mixture solution to separate the solutions.
  • the lower layer from which the hexane layer (upper layer) had been removed was concentrated under reduced pressure, and toluene (556 mL) was added to the residue.
  • the toluene solution was washed once with saturated aqueous ammonium chloride solution (300 mL) and three times with saturated brine (555 mL).
  • reaction product containing compound 26 which is a pale yellow transparent liquid.
  • TLC analysis and 1 H-NMR measurement results that the obtained reaction products contained the above compounds 3, 6, 13, 21, 24 and 27.
  • step (B) Synthesis of compound 28 in formula (6) where a is 24, R 1 is a trityl group and R 2 is a tert-butyl group.
  • a reaction product containing compound 28 (compound 28: 5.02 g, less than 3.79 mmol) and dichloromethane (25 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, flake-shaped potassium hydroxide (128 mg, 2.28 mmol) was added. After cooling to 5 ° C., (Compound R 2 is a tert- butyl group of the formula (5), 1.1mL, 7.58mmol) tert- butyl acrylate was added dropwise and reacted for 4 hours at 5 ° C..
  • reaction products contained the above compounds 3, 6, 13, 21, 24 and 27.
  • a reaction product containing compound 28 (compound 28: 5.01 g, less than 3.46 mmol) and methanol (25 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, p-toluenesulfonic acid monohydrate (329 mgg, 1.72 mmol) and hexane (20 mL) were added. After stirring at room temperature for 30 minutes, the hexane layer was removed, hexane (13 mL) was added again, and the mixture was stirred for 30 minutes.
  • step (E) Synthesis of compound 33 in formula (8) where a is 24 and R 2 is a tert-butyl group.
  • a reaction product containing compound 29 (compound 29: 3.00 g, less than 2.49 mmol) and dichloromethane (12 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, phthalimide (641 mg, 4.36 mmol) and triphenylphosphine (1.14 g, 4.35 mmol) were added. After stirring at room temperature for 30 minutes, diisopropyl azodicarboxylate (756 mg, 3.74 mmol) diluted with dichloromethane (3 mL) was added dropwise, and the mixture was stirred for 3 hours.
  • reaction products contained the above compounds 34, 35, 36, 37, 38 and 39.
  • a reaction product containing compound 33 (compound 33: 1.22 g, less than 1.00 mmol) and 1 M hydrochloric acid (6 mL) were added and dissolved in a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and then dissolved. The mixture was stirred at 50 to 55 ° C. for 2 hours. After 2 hours, the disappearance of compound 33 was confirmed by TLC. Cooled to room temperature.
  • Example 4 The compound in which R 1 in the formula (4) is a trityl group when the content of the compound having a trityl group at both ends is removed from the reaction product containing the compound 5 obtained in Example 1-2. Derivatization of compound 42 was carried out in order to calculate the content of compound 5 in which a is 8.
  • a reaction product containing compound 42 (Compound 42: 6.1 g, less than 8.0 mmol) and methanol (25 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer under a nitrogen atmosphere. After dissolution, p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.78 g, 4.1 mmol) and hexane (20 mL) were added. After stirring at room temperature for 30 minutes, the hexane layer was removed, hexane (13 mL) was added again, and the mixture was stirred for 30 minutes.
  • Example 5 The compound in which R 1 in the formula (4) is a trityl group when the content of the compound having a trityl group at both ends is removed from the reaction product containing the compound 12 obtained in Example 2-2. Derivation of compound 44 was carried out to calculate the content of compound 12 in which a is 12.
  • a reaction product containing compound 43 (compound 43: 6.1 g, less than 6.5 mmol) and methanol (25 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer under a nitrogen atmosphere. After dissolution, p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.60 g, 3.2 mmol) and hexane (20 mL) were added. After stirring at room temperature for 30 minutes, the hexane layer was removed, hexane (13 mL) was added again, and the mixture was stirred for 30 minutes.
  • Tetraethylene glycol 1 200 mL, 1.15 mol
  • toluene 50 mL
  • Tetraethylene glycol 1 200 mL, 1.15 mol
  • toluene 50 mL
  • azeotropically 110 to 120 ° C. It was dehydrated by boiling.
  • pyridine 18 ml, 0.22 mol
  • TrtCl 40 g, 0.14 mol
  • the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After 3 hours, the disappearance of TrtCl was confirmed using TLC, and ion-exchanged water (200 mL) was added.
  • a reaction product containing compound 2 (Compound 2: 62.8 g, less than 0.14 mol) and toluene (314 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer under a nitrogen atmosphere. After dissolution, triethylamine (24 mL, 0.17 mol) was added. Methanesulfonyl chloride (12.2 mL, 0.16 mol) was added dropwise at 10 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After 2 hours, the disappearance of compound 2 was confirmed by TLC analysis, and a 1 M aqueous hydrochloric acid solution (314 mL) was added to separate the solutions.
  • reaction mixture was heated to 80 ° C. and stirred for 3 hours. After 3 hours, it was confirmed by 1 H-NMR that Compound 4 had disappeared, and the mixture was allowed to cool until the temperature became 40 ° C. or lower.
  • the reaction mixture was concentrated under reduced pressure, and toluene (352 mL) was added to the residue. The toluene solution was washed twice with saturated aqueous ammonium chloride solution (352 mL) and three times with saturated brine (352 mL). Sodium sulfate was added to the organic layer, dehydrated, and then filtered. The filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain a reaction product containing compound 5 as a pale yellow transparent liquid.
  • Tetrahydrofuran 200 mL was added to a reaction product containing compound 5 (compound 5: 77.8 g, less than 0.14 mol) in a reactor equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, it was cooled to 0 ° C. An aqueous sodium hydroxide solution (20 g, 0.5 mol / 60 mL) was added, and the mixture was stirred at 0 ° C. for 20 minutes.
  • a tosyl lolide / tetrahydrofuran solution (30 g, 0.16 mnol / 60 mL) was added dropwise to the reaction mixture over 30 minutes, and the mixture was stirred at 0 ° C. for 1.5 hours. After 1.5 hours, after confirming the disappearance of compound 5 by TLC, the mixture was stirred at room temperature for 12.5 hours in order to eliminate excess tosyl lolide. After 12.5 hours, the disappearance of tosyl lolide was confirmed by TLC, and ion-exchanged water (30 mL) and diethyl ether (50 mL) were added.
  • Reaction product containing compound 41 in a reaction vessel equipped with a thermometer, nitrogen blowing tube, and stirrer (Compound 41: 85.6 g, less than 0.144 mol), methanol (20 mL), palladium carbon (Pd / C, 2 g) ) was added, the mixture was replaced with hydrogen, and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours. After 18 hours, the disappearance of compound 42 was confirmed by TLC, and Pd / C was removed by Celite filtration. Ion-exchanged water (130 mL) was added to the filtrate, and the triphenylmethane produced was filtered.
  • a reaction product containing compound 5 (compound 5: 72.7 g, less than 0.12 mol) and toluene (350 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, triethylamine (20 mL, 0.14 mol) was added. Methanesulfonyl chloride (10 mL, 0.13 mol) was added dropwise at 10 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After 2 hours, the disappearance of compound 5 was confirmed by TLC analysis, and a 1 M aqueous hydrochloric acid solution (100 mL) was added to separate the solutions.
  • reaction mixture was heated to 80 ° C. and stirred for 3 hours. After 3 hours, it was confirmed by 1 H-NMR that compound 11 had disappeared, and the mixture was allowed to cool until the temperature became 40 ° C. or lower.
  • the reaction mixture was concentrated under reduced pressure, and toluene (200 mL) was added to the residue. The toluene solution was washed twice with saturated aqueous ammonium chloride solution (100 mL) and three times with saturated brine (100 mL). Sodium sulfate was added to the organic layer, dehydrated, and then filtered. The filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain a reaction product containing compound 12 as a pale yellow transparent liquid.
  • a reaction product containing compound 12 (compound 12: 57.3 g, less than 72.7 mmol) and dichloromethane (280 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, triethylamine (10 mL, 73 mol), 4-dimethylaminopyridine (888 mg, 7.27 mmol) and TsCl (12.5 g, 65.5 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 4.5 hours.
  • a reaction product containing compound 43 (compound 43: 69.1 g, less than 73.3 mmol) and methanol (550 L) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer, and dissolved in a nitrogen atmosphere. After that, p-toluenesulfonic acid monohydrate (6.97 g, 36.7 mmol) and hexane (200 mL) were added. After stirring at room temperature for 30 minutes, the hexane layer was removed, hexane (200 mL) was added again, and the mixture was stirred for 30 minutes.
  • a reaction product containing compound 12 (compound 12: 25 g, less than 317 mmol) and toluene (125 mL) were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen blow tube, and a stirrer to dissolve in a nitrogen atmosphere, and then triethylamine. (5.3 mL, 38 mmol) was added.
  • Methanesulfonyl chloride (2.7 mL, 35 mmol) was added dropwise at 10 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After 2 hours, the disappearance of compound 12 was confirmed by TLC analysis, and a 1 M aqueous hydrochloric acid solution (50 mL) was added to separate the solutions.
  • Table 1 shows the total yield when the formula (1) was produced from the formula (4) when a was 8 or 12.
  • the pure content of the compound 5 in which a is 8 is the compound 3 having a trityl group at both ends based on the amount of the reaction product containing the compound 5 obtained in Example 1-2.
  • 6 is a value obtained by multiplying the value excluding the content of 6 and the purity of the compound 42 obtained in Example 4. Further, the value obtained by subtracting the contents of compounds 3 and 6 having a trityl group at both ends from the amount of the reaction product containing the compound 5 obtained in Comparative Example 1-2 was obtained in Comparative Example 1-4. It is a value multiplied by the purity of compound 42.
  • the pure content of the compound 12 in which a is 12 is the compound 3 having a trityl group at both ends based on the amount of the reaction product containing the compound 12 obtained in Example 2-2.
  • 6 and 13 are subtracted from the values obtained by multiplying the values obtained in Example 5 by the purity of the compound 44. Further, the value obtained by subtracting the contents of compounds 3, 6 and 13 having a trityl group at both ends from the amount of the reaction product containing the compound 5 obtained in Comparative Example 2-2 was obtained in Comparative Example 2-4. It is a value obtained by multiplying the purity of the compound 44 obtained.
  • the hydroxyl group was once converted to a tosyl group in order to purify impurities containing trityl groups at both ends of specific molecular weights having different chain lengths, which are by-produced in the chain length extension step.
  • the number of steps is smaller than before, and it is possible to suppress the residual unreacted raw material and the formation of reaction by-products, which cause a decrease in yield. , The yield could be improved.

Abstract

本発明により、式(2)の化合物と式(3)の化合物を式(F1)の条件を満たすように求核置換反応させ、式(4)の化合物を得る工程(A)、式(4)の化合物に式(5)の化合物を10℃以下の温度条件でマイケル付加反応させ、式(6)の化合物を得る工程(B)、式(6)の化合物を脱トリチル化または脱ベンジル化し、式(7)の化合物を含む反応生成物を得る工程(C)、上記反応生成物から式(7)の化合物を精製する工程(D)、式(7)の化合物とフタルイミドを反応させて脱フタルイミド化し、式(8)の化合物を得る工程(E)および式(8)の化合物を酸加水分解処理し、式(1)で表される化合物を得る工程(F)を有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの製造方法が提供される。

Description

ヘテロ型単分散ポリエチレングリコール誘導体の製造方法
 本発明は、医薬用用途に用いられるヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの製造方法に関するものである。
 近年、医薬品分野においては、リンカーを介して薬剤と抗体とを結合させ、抗原提示細胞に薬物を能動的に運搬することが可能な抗体結合医薬(Antibody-Drug Conjugate:ADC)が実用化されて高い注目を集めている(Toxins、2011年、3月、p.848-883(非特許文献1)、J.Med.Chem.、2011年、54、p.3606-3623(非特許文献2)。
 このADCのリンカー材料として利用が進められているものの1つが、ヘテロ型単分散ポリエチレングリコールである。ヘテロ型単分散ポリエチレングリコールは、両末端に互いに異なる官能基を有するヘテロ型ポリエチレングリコールを主成分として含有し、かつ分子量が一定である単分散ポリエチレングリコールである。
 前記ADCでは、前記へテロ型単分散ポリエチレングリコールをリンカーとして、その各末端に抗体と薬剤とを区別して結合させるため、前記へテロ型単分散ポリエチレングリコール中に、両末端に互いに同じ官能基を有する化合物(ホモ型ポリエチレングリコール等)が不純物として存在すると、抗体が2つ結合した化合物または薬剤が2つ結合した化合物が生成する。抗体が2つ結合した化合物は薬剤が結合していないためにADCとしての効果が奏されず、薬剤が2つ結合した化合物は抗体が結合してないために抗原提示細胞以外の箇所に運搬されて副作用を引き起こす原因となる。また、目的の官能基を有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールと異なる組み合わせで官能基を有する他のヘテロ型化合物が不純物として含有する場合も、目的とする抗体または薬剤の一方が欠損した化合物が生成するため、上記と同様な問題が生じる。したがって、薬剤の使用、効果の観点から、前記へテロ型単分散ポリエチレングリコールとしては、両末端に互いに異なる官能基を有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを1種のみ、高純度で含有することが重要である。
 また、前記ADCの効果を向上させることを目的として、抗体に対して複数個の薬剤を結合させたADCを使用することが試みられている。このADCを製造する際は、通常、薬剤の結合個数を質量分析計やHPLCを用いて確認するため、リンカー材料として用いる前記へテロ型単分散ポリエチレングリコール中にエチレングリコール鎖長の異なる化合物が存在すると、その確認が困難になるという製造上の問題が生じる。その他にも前記エチレングリコール鎖長の異なる化合物が不純物として存在する場合、前記ADC製造時に添加する抗体や薬剤の当量が不明確になるために高価な抗体や薬剤を過剰に使用する必要が生じるという問題や、前記エチレングリコール鎖長の異なる化合物は医薬品申請の際に主の薬剤とは別の化合物として取り扱われるために、化合物の同定や各種試験の実施、許容量の評価等が更に必要になるという問題がある。従って、前記ヘテロ型単分散ポリエチレングリコールとしては、エチレングリコール鎖長が同じポリエチレングリコールを1種のみ、高純度で含有することが重要である。
 このように、ADCのリンカー材料として用いるヘテロ型単分散ポリエチレングリコールとしては、主成分として両末端に互いに異なる官能基を有するヘテロ型ポリエチレングリコールであって、前記ヘテロ型ポリエチレングリコール間でエチレングリコール鎖長が同じである化合物を特に高純度で含有することが望まれていた。
 前記官能基として、アミノ基およびカルボキシル基をそれぞれ末端に有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールは、前記ADCのリンカーとしてそのまま使用可能であり、さらにこれを原料として官能基変換して得られたヘテロ型単分散ポリエチレングリコールもADCのリンカーとして使用することが可能である。
 前記へテロ型単分散ポリエチレングリコールを製造する上で、効率よく末端官能基化を行うことが必要である。末端官能基化工程として、特許文献1および特許文献2には、モノメトキシポリエチレングリコールの末端にカルボキシル基を導入する方法が開示されている。特許文献1では、モノメトキシポリエチレングリコールとアクリロニトリルとをマイケル付加反応させ、濃塩酸条件下でニトリルをアミドに変換し、水酸化カリウム水溶液条件下でアミドを加水分解することでカルボキシル基に変換している。しかし、このような強酸、強塩基条件下では、マイケル付加反応の逆反応によってカルボキシル基ではなく水酸基を有する化合物の生成やエチレングリコール鎖の切断によってエチレングリコール鎖長が短い化合物等の生成により、純度や収率が低下する。特許文献2では、モノメトキシポリエチレングリコールとtert-ブチルアクリレートとをマイケル付加反応させ、トリフルオロ酢酸条件下でカルボキシル基に変換している。しかし、同文献中に開示されている方法では、tert-ブチルアクリレートの導入率は70%以下と低く、末端が水酸基である化合物が残存する問題がある。
 また、アミノ基を導入する方法として、特許文献3では、末端ビニル基を有するオクタエチレングリコール誘導体をオゾン酸化によりビニル基をアルデヒド基に変換し、塩化アンモニウム溶液中でシアノホウ素化ナトリウムによる還元的アミノ化反応によりアミノ基に変換している。しかし、オゾン酸化による爆発性のある過酸化物の生成やシアノホウ素化ナトリウムの毒性の観点から、工業的な生産には課題がある。また、特許文献4では、オクタエチレングリコール誘導体の水酸基とトシルクロリドとを反応させトシル基を導入し、フタルイミドカリウムとを反応させてフタルイミド基に変換し、ヒドラジン一水和物を用いた脱保護反応によりアミノ基に変換している。このようなガブリエルアミン合成は一般的なアミノ基の変換方法であるが、アミノ基を導入するために、一度水酸基にトシル基などの脱離基を導入する工程が必要となる。このような反応工程では、未反応原料の残存や反応副生物の生成が避けられず、一般的に反応工程が多くなるほど、目的の化合物の収率が低下する。
 また、非特許文献3では、エチレングリコール鎖長が8の片末端4,4’-ジメトキシトリチル基、他方の片末端が水酸基である、両末端が互いに異なる化合物を合成する方法が開示されている。前記合成経路の一部は次式:
  DmtrO-(CH2CH2O)4-Ts + HO-(CH2CH2O)4-H
→ DmtrO-(CH2CH2O)8-H + DmtrO-(CH2CH2O)12-Dmtr
(式中、Dmtrは4,4’-ジメトキシトリチル基を示す)
で表され、片末端トシル体とテトラエチレングリコールとの1:1の反応により8量体の片末端Dmtr体が得られる際に、片末端トシル体とテトラエチレングリコールとの2:1の反応により12量体の両末端Dmtr体が生成することが記載されている。
 しかし、このような両末端にDmtr基を有する化合物を含む混合物を用いて両末端にそれぞれアミノ基とカルボキシル基とを有するヘテロ型ポリエチレングリコールを合成すると、両末端にアミノ基を有する化合物または両末端にカルボキシル基を有する化合物が不純物として生成する。そのため、このような不純物を含有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールをADCの製造に用いると、薬剤が2つ結合したまたは抗体が2つ結合した化合物が生成し、薬剤としての有効性が低下する原因になる。
 また、両末端の官能基が互いに異なる前記へテロ型ポリエチレングリコール製造する方法として、特許文献3では、片末端がアミノ保護基を有するトリエチレングリコール誘導体と片末端がカルボキシル保護基を有するエチレングリコール誘導体とをカップリングし、片末端ごとに脱保護をし、アミノ基およびカルボキシル基をそれぞれ末端に有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを得ることが記載されている。しかし、このような保護基を導入したポリエチレングリコール誘導体同士のカップリングにおいて、一方を過剰に使用するため、コストが増加する。
 また、特許文献4では、容易に入手可能な市販のテトラエチレングリコールを出発物質として逐次合成によって、片末端に脱離基を有し、他方の片末端に水酸基を有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを中間体にして、アミノ基およびカルボキシル基をそれぞれ末端に有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを高純度に得る方法が記載されている。
 しかし、この製法では目的のエチレングリコール鎖長まで逐次合成を繰り返した後に、片末端に保護基を有し、他方の片末端に水酸基を有するヘテロ型単分散ポリエチレングリコールから両末端保護基を有する単分散ポリエチレングリコール不純物を除去するために、水酸基をトシル基に一度変換している。前述のように、このような反応工程を追加するほど目的の化合物の収率が低下する。そのため工業的な生産には更なる改良の余地がある。
米国特許第5672622号明細書 日本国特表2007-538111号公報 国際特許9201474号公報 日本国特開2017-14371号公報
Toxins、2011年、3月、p.848-883 J.Med.Chem.、2011年、54、p.3606-3623 Polym. Chem.、2014年、5、p.694-697
 本発明の課題は、医薬用用途に用いられるヘテロ型単分散ポリエチレングリコール誘導体を工業的に収率良く製造できる製法を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、下記の構成からなるヘテロ型単分散ポリエチレングリコール誘導体の製造方法を確立した。
 即ち、本発明は以下の通りである。
(1) 式(1)で表されるヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを製造する方法であって、下記工程(A)、(B)、(C)、(D)、(E)および(F)を有することを特徴とする、ヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

(式(1)中、aは6~12の整数を示す)
 
工程(A): 式(2)の化合物と式(3)の化合物を式(F1)の条件を満たすように求核置換反応させ、式(4)の化合物を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

(式(2)中、bは3~9の整数を示す)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

(式(3)中、Lはメシル基またはトシル基を示し、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、cは3~9の整数を示す)
 
6≦b+c≦12      (F1)
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

(式(4)中、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、aは6~12の整数を示す)
 
工程(B): 前記工程(A)で得られた前記式(4)の化合物に式(5)の化合物を10℃以下の温度条件でマイケル付加反応させ、式(6)の化合物を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

(式(5)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示す)
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

(式(6)中、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは6~12の整数を示す)
 
工程(C): 前記工程(B)で得られた前記式(6)の化合物を脱トリチル化または脱ベンジル化し、式(7)の化合物を含む反応生成物を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

(式(7)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは6~12の整数を示す)
 
工程(D): 前記工程(C)で得られた前記反応生成物から前記式(7)の化合物を精製する工程
 
工程(E): 前記工程(D)で得られた前記式(7)の化合物とフタルイミドを反応させて脱フタルイミド化し、式(8)の化合物を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

(式(8)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは6~12の整数を示す)
 
工程(F): 前記工程(E)で得られた前記式(8)の化合物を酸加水分解処理し、前記式(1)で表される化合物を得る工程。
(2) 前記工程(D)において、前記式(7)の化合物をジクロロメタンまたはクロロホルムを用いて精製することを特徴とする、(1)の方法。
(3) 前記工程(D)において、前記式(7)の化合物を水または無機塩の濃度が10重量%以下である水溶液を用いて精製することを特徴とする、(1)または(2)の方法。
(4) 前記工程(D)が、1~25℃の温度での洗浄工程を有することを特徴とする、(1)~(3)のいずれかの方法。
(5) 式(1)で表されるヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを製造する方法であって、下記工程(A)、(B)、(C)、(E)、(F)および(G)を有することを特徴とする、ヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

(式(1)中、aは13~40の整数を示す)
 
工程(A): 式(2)の化合物と式(3)の化合物を式(F1)の条件を満たすように求核置換反応させ、式(4)の化合物を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

(式(2)中、bは3~37の整数を示す)
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027

(式(3)中、Lはメシル基またはトシル基を示し、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、cは3~37の整数を示す)
 
13≦b+c≦40      (F1)
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028

(式(4)中、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、aは13~40の整数を示す)
 
工程(B): 前記工程(A)で得られた前記式(4)の化合物に式(5)の化合物を10℃以下の温度条件でマイケル付加反応させ、式(6)の化合物を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029

(式(5)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示す)
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030

(式(6)中、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは13~40の整数を示す)
 
工程(C): 前記工程(B)で得られた化合物を脱トリチル化または脱ベンジル化し、式(7)の化合物を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031

(式(7)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは13~40の整数を示す)
 
工程(E): 前記工程(C)で得られた前記式(7)の化合物とフタルイミドを反応させ、脱フタルイミド化し、式(8)で表される化合物を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032

(式(8)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは13~40の整数を示す)
 
工程(F): 前記工程(E)で得られた前記式(8)の化合物を酸加水分解処理し、前記式(1)の化合物を含む反応生成物を得る工程
 
工程(G): 前記工程(F)で得られた前記反応生成物から前記式(1)の化合物を精製する工程
(6) 前記工程(G)において、精製に使用する有機溶媒がジクロロメタンまたはクロロホルムであることを特徴とする、(5)の方法。
(7) 前記工程(G)において、精製に使用する水溶液がpH8以上の塩基性水溶液であることを特徴とする、(5)または(6)の方法。
(8) 前記工程(B)において、前記式(5)の化合物のRがイソプロピル基またはtert-ブチル基であることを特徴とする、(1)~(7)のいずれかの方法。
(9) 前記工程(B)において、塩基として、フレーク状の水酸化カリウムまたはパウダー状の水酸化カリウムを用いることを特徴とする、(1)~(8)のいずれかの方法。
 本発明は、両末端にそれぞれアミノ基およびカルボキシル基を有する高純度なヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの新規な製造方法である。この製造方法では、工程中にカラムクロマトグラフィー等の精製方法を用いなくとも、簡便な分液抽出により、高純度なヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを製造することができる。さらに、従来の鎖長延長工程で副生する鎖長の異なる特定分子量の両末端保護体不純物を精製するために、一度水酸基をトシル基に変換する工程を経ずに当該不純物を除去することが可能である。このように、従来よりも工程数が少ないことで、収率低下の原因となる未反応原料の残存や反応副生物の生成を抑制することが可能であるため、収率良く、両末端にそれぞれアミノ基およびカルボキシル基を有する高純度なヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの工業的な製造方法として提供することが可能である。
 本発明に係るヘテロ型単分散ポリエチレングリコール誘導体は、下式(1)で示される。「単分散ポリエチレングリコール」とは、特定のエチレングリコール鎖長を有する成分が90%以上含まれる化合物のことである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 本発明の式(1)におけるaは、エチレングリコールの繰り返し単位を表す6~12または13~40の整数である。ADC用のリンカーとして使用する観点からは、aとしては6~12または13~24の整数であることが好ましい。
 両末端にそれぞれアミノ基およびカルボキシル基を有する高純度なヘテロ型単分散ポリエチレングリコール(1)は、以下のようにして製造できる。
(工程(A))
 本発明に係る工程(A)は、下記式(2):
HO-(CH2CH2O)b-H ・・・(2)
で表される化合物と下記式(3):
R1O-(CH2CH2O)c-L ・・・(3)
で表される化合物を下記式(F1):
6≦b+c≦12または13≦b+c≦40・・・(F1)
で表される条件を満たすように求核置換反応させ、下記式(4):
R1O-(CH2CH2O)a-H ・・・(4)
で表される化合物を得る工程である。
 前記式(2)中におけるbは、3~9または3~37の整数を示し、好ましくは3~9または10~21の整数である。前記式(3)中におけるR1は、トリチル基またはベンジル基を示し、Lはメシル基またはトシル基を示し、cは3~9または3~37の整数を示し、好ましくは3~9または10~21の整数である。また、前記式(2)中のbおよび式(3)中のcは、b+c=6~12または13~40であり、前記式(F1)で表される条件を満たし、好ましくは、b+c=6~12または13~24である。
 前記式(2)で表される化合物および式(3)で表される化合物は、市販品を利用できる他、公知の合成方法により得ることができる。また、前記式(3)で表される化合物としては、本工程(A)で得られる前記式(4)で表される化合物をメシル化またはトシル化した化合物を利用することで、エチレングリコール鎖長の長い、すなわち前記式(4)におけるaの値が大きい化合物を合成することが可能である。
 前記式(2)で表される化合物と前記式(3)で表される化合物とを塩基存在下で求核置換反応させることで、前記式(4)で表される化合物を含む反応混合物を得ることができる。前記式(4)中、Rはトリチル基またはベンジル基を示し、aは6~12または13~40の整数を示し、好ましくは6~12または13~24の整数を示す。また、前記式(4)中のR1と前記式(3)中のR1は同一の置換基を示す。なお、前記反応混合物中には、下記式(9):
R1O-(CH2CH2O)d-R1 ・・・(9)
で表される化合物を不純物として含有する。
 前記式(9)におけるRはトリチル基またはベンジル基を示し、dは3~80の整数を示す。また、前記式(9)中のR1と前記式(3)中のR1は同一の置換基を示す。
 前記求核置換反応は、溶媒中で反応を行うことができる。前記溶媒として、前記式(2)で表される化合物および前記式(3)で表される化合物と反応しない溶媒であれば特に制限はないが、具体的には、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルムなどの非プロトン性極性溶媒、およびこれらの混合溶媒を用いることができ、好ましくはアセトニトリル、ジメチルホルムアミドである。前記溶媒の使用量としては、前記式(3)で表される化合物に対して、通常、重量比で1~100倍、好ましくは2~50倍、より好ましくは3~30倍量である。前記溶媒量の使用量が前記下限値未満である場合には、前記式(2)で表される化合物の両末端に前記式(3)で表される化合物が結合した前記式(9)で表される化合物の生成量が多くなる傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、求核置換反応の進行が遅くなる傾向にある。
 前記求核置換反応において、前記式(2)で表される化合物の使用量としては、前記式(3)で表される化合物に対して、通常、モル比で1.1~50倍、好ましくは5.0~30倍、より好ましくは5.0~20倍である。前記式(2)で表される化合物の使用量が前記未満である場合には、前記式(2)で表される化合物の両末端に前記式(3)で表される化合物が結合した、前記式(9)で表される化合物の生成量が多くなる傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、求核置換反応の進行が遅くなる傾向にある。
 前記求核置換反応において、使用する塩基としては、反応が進行するものであれば特に制限はないが、具体的には、水素化ナトリウム、金属ナトリウム、カリウムtert-ブトキシドであり、好ましくは水素化ナトリウム、金属ナトリウムである。前記塩基の使用量としては、前記式(3)で表される化合物に対して、通常、モル比で1.1~10倍、好ましくは1.2~5倍量である。
 反応温度としては、使用する溶媒等により異なるが、通常0~100℃、好ましくは、50~90℃である。反応温度が前記下限未満である場合は、反応が遅くなる恐れがあり、他方、前記上限超過の場合は、過剰な温度によって副反応が進行する恐れがある。また、反応時間としては、前記反応温度等の条件により異なるが、通常0.2~48時間、好ましくは2~24時間である。反応時間が短いと反応が不十分となる。 
 工程(A)においては、このような求核置換反応により、前記式(4)で表される化合物および前記式(9)で表される化合物を含有する反応混合物は、そのまま未精製で次の工程(B)に用いてもよく、シリカゲルカラムクロマトグラフィーや分液抽出処理および吸着処理等によって前記式(4)で表される化合物を精製してから使用してもよい。前記式(9)で表される化合物は、次の工程(B)における反応において反応性がなく、また、後述する工程で精製除去が可能であるため、未精製で用いることができる。
(工程(B))
 本発明に係る工程(B)は、前記式(4)で表される化合物に、下記式(5):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034

で表される化合物を10℃以下の温度条件でマイケル付加させ、下記式(6):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035

で表される化合物を得る工程である。
 前記式(5)におけるRは炭素数1~6の炭化水素基を示す。前記炭素数1~6の炭化水素基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基が挙げられる。塩基性条件下での安定性から、R2としてはイソプロピル基またはtert-ブチル基が好ましい。さらにより好ましくは、後述する精製工程の効率を上げる観点から、R2としてはtert-ブチル基である。
 また、前記式(6)中、Rはトリチル基またはベンジル基を示し、Rは炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは6~12または13~40の整数を示し、好ましくは6~12または13~24の整数を示す。前記式(6)中のR1と前記式(4)中のR1は同一の置換基であり、前記式(6)中のR2と前記式(5)中のR2は同一の置換基である。
 前記マイケル付加反応は、溶媒中で反応を行うことができる。前記溶媒として、前記式(4)で表される化合物および前記式(5)で表される化合物と反応しない溶媒であれば特に制限はないが、具体的には、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジクロロメタン、クロロホルム、トルエンなどの有機溶媒、およびこれらの混合溶媒を用いることができ、好ましくはジクロロメタン、クロロホルムである。前記溶媒の使用量としては、前記式(4)で表される化合物に対して、通常、重量比で1~100倍、好ましくは3~50倍、より好ましくは5~30倍量である。前記溶媒量の使用量が前記下限値未満である場合には、前記式(6)で表される化合物に前記式(5)で表される化合物が更にマイケル付加反応した化合物が生成するといった過剰反応が生じる恐れがあり、他方、前記上限を超える場合には、マイケル付加反応の進行が遅くなる傾向にある。
 前記マイケル付加反応において、前記式(5)で表される化合物の使用量としては、前記式(4)で表される化合物に対して、通常、モル比で1~50倍、好ましくは1.5~25倍である。前記式(5)で表される化合物の使用量が前記下限値未満である場合には、マイケル付加反応が完結しない可能性があり、他方、前記上限を超える場合には、前記式(5)で表される化合物の重合体が生成するといった副反応が生じる恐れがある。
 前記マイケル付加反応において、使用する塩基としては、反応が進行するものであれば特に制限はないが、具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機触媒であり、好ましくは水酸化カリウム、反応性の観点から、より好ましくはフレーク状の水酸化カリウムまたはパウダー状の水酸化カリウムである。前記塩基触媒の使用量としては、前記式(4)で表される化合物に対して、通常、モル比で0.1~10倍、好ましくは0.1~5倍量である。
 反応温度としては、通常、10℃以下、好ましくは5℃以下である。反応温度が前記上限超過の場合は、前記式(6)で表される化合物に前記式(5)で表される化合物が更にマイケル付加反応した化合物が生成するといった過剰反応が生じる恐れがある。また、反応時間としては、前記反応温度、前記塩基触媒等の条件により異なるが、通常0.2~12時間、好ましくは0.5~6時間である。 
 工程(B)において、このようなマイケル付加反応により得られた前記式(6)で表される化合物および工程(A)で生成した前記式(9)で表される化合物を含有する反応混合物は、そのまま未精製で次の工程(C)に用いてもよく、シリカゲルカラムクロマトグラフィーや分液抽出処理および吸着処理等によって前記式(6)で表される化合物を精製してから使用してもよいが、本発明においては、後述する工程で精製が可能であるため、未精製で使用することができる。
(工程(C))
 本発明に係る工程(C)は、前記式(6)で表される化合物を脱トリチル化または脱ベンジル化し、下記式(7):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036

で表される化合物を得る工程である。
 前記式(6)中における、Rがトリチル基である場合には脱トリチル化を、R1がベンジル基である場合には脱ベンジル化をすることにより、前記式(7)で表される化合物を含む反応生成物を得ることができる。なお、前記反応生成物中には、工程(A)で生成した前記式(9)で表される化合物が脱トリチル化または脱ベンジル化された、下記式(10):
HO-(CH2CH2O)d-H  ・・・(10)
で表される化合物を不純物として含有する。前記式(10)中、dは3~80の整数を示す。
 前記脱トリチル化および脱ベンジル化の方法としては、公知の方法が利用可能であり、例えば、GREENE WUTS著、Protective Groups in Organic Synthesisに記載されている方法が有効である。また、前記式(6)および(9)中のRがトリチル基である場合は、酸性条件下での変換反応、接触水素添加などにより脱トリチル化させることが可能である。前記酸性条件下での変換反応としては、目的の化合物(7)を分解しない酸性条件下であれば問題ないが、具体的にはメタノール溶媒中、触媒量のp-トルエンスルホン酸・1水和物を添加することで脱トリチル化反応を行う方法がある。
 また、前記接触水素添加による方法としては、メタノール溶媒中、水素雰囲気下、触媒量のパラジウム/炭素を加えて脱ベンジル化反応を行う方法がある。他方、前記式(6)および(9)中のR2がベンジル基である場合は、接触水素添加により脱ベンジル化させることが可能であり、具体的には、メタノール溶媒中、水素雰囲気下、触媒量のパラジウム/炭素に加えることで脱ベンジル化させることができる。
 工程(C)において、このような脱トリチル化または脱ベンジル化により、前記式(7)で表される化合物および前記式(10)で表される化合物を含有する反応混合物を得ることができる。この反応混合物は、未精製のままで次の工程(D)に用いてもよく、シリカゲルカラムクロマトグラフィーや分液抽出処理および吸着処理等によって前記式(6)で表される化合物を精製してから使用してもよいが、本発明においては、後述する工程で精製が可能であるため、未精製で使用することができる。
(工程(D))
 本発明に係る工程(D)は、前記工程(C)で得られた前記式(7)で表される、特にaが6~12の整数である化合物を含有する反応混合物を精製する工程である。この精製工程は、前記工程(C)で不純物として生成した前記式(10)で表される化合物を除去する工程であり、反応に使用する適正な試薬添加量の決定や精製工程の煩雑化の抑制などの観点から、この工程(D)において、式(10)で表される不純物化合物を除去することが工業的な製造方法としても好ましい。
 前記工程(C)で不純物として生成した前記式(10)で表される化合物は、両末端がどちらも水酸基であることから、前記式(7)で表されるaが6~12の整数である化合物と比較して極性差が生じるため、シリカゲルクロマトグラフィーによる精製をしなくとも、簡便な分液抽出のみで、前記式(10)の不純物を除去することができる。一方で、前記式(7)で表されるaが13~40の整数である化合物では前記式(10)で表される化合物不純物との極性差が小さくなるため、除去効率が低下する。
 工程(D)において、前記工程(C)で得られた反応生成物を有機溶媒に溶解させた後に、25℃以下において水または水溶液で分液洗浄する工程である。前記有機溶媒としてはジクロロメタン、クロロホルム、トルエンがあり、好ましくは前記式(7)で表される化合物の溶解性の観点から、ジクロロメタン、クロロホルムである。前記有機溶媒の使用量としては、前記式(7)で表される化合物と前記式(10)で表される化合物とを含む前記反応混合物に対して、通常、重量比で2~30倍、好ましくは3~20倍である。前記有機溶媒の使用量が前記下限未満である場合は、前記式(7)で表される化合物が水層に溶け込む恐れがあり、他方、前記上限超過の場合は、前記式(10)で表される化合物が有機層に溶け込む恐れがあり、分液洗浄効率が低下する。
 また、前記洗浄に使用する水または水溶液としては、前記式(10)で表される化合物を溶解可能であれば特に制限はないが、具体的には、イオン交換水や蒸留水などの水、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムなどの無機塩の水溶液がある。無機塩の濃度としては、無機塩が水溶液に溶解すれば特に限定されないが、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。前記水溶液の無機塩の濃度が前記上限超過の場合は、前記式(10)で表される化合物の洗浄効率が低下する。前記水または水溶液の使用量としては、前記式(7)で表される化合物と前記式(10)で表される化合物とを含む前記反応混合物に対して、通常、重量比で2~30倍、好ましくは3~20倍である。前記水または水溶液の使用量が前記下限未満である場合は、前記式(10)で表される化合物の洗浄効率が低下し、他方、前記上限超過の場合は、前記式(7)で表される化合物が水層に溶け込む恐れがあり、目的の化合物の収率が低下する。
 工程(D)において、前記有機溶媒と前記水または水溶液との比率としては、通常、重量比で有機溶媒/水または水溶液の値が、0.2~3.5であり、好ましくは1.0~3.5である。
 工程(D)において、洗浄温度としては、1~25℃であり、好ましくは5~20℃である。前記温度が前記下限未満である場合は、水または水溶液が固まり精製が困難になり、他方、前記温度が前記上限超過の場合には、前記式(10)で表される化合物が有機層に溶解して除去することが困難になる傾向にある。また、前記分液洗浄を行う回数としては、特に限定はなく、TLCやMS測定などによって有機溶媒中に含まれる前記式(10)で表される化合物を確認しながら複数回行うことが好ましい。
 工程(D)において、このような簡便な分液抽出処理によって、工程(A)~(C)で生成する不純物を除去することが可能であるため、各工程において、シリカゲルクロマトグラフィー等による精製が不要である。なお、得られた前記式(7)で表される化合物は、そのまま工程(E)に用いることが可能であり、さらに晶析、吸着剤処理、シリカゲルクロマトグラフィー等の処理により精製をして用いてもよい。
(工程(E))
 本発明に係る工程(E)は、工程(C)または工程(D)で得られた前記式(7)で表される化合物の水酸基とフタルイミドを光延反応で結合させ、多価アミンで脱保護することで、下記式(8):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037

で表される化合物を得る工程である。
 なお、工程(D)の精製工程を経ていない場合(式(7)のaが13~40の場合)、前記反応生成物中には、工程(C)で生成した前記式(10)で表される化合物とフタルイミドが結合し、脱保護された、下記式(11):
H2N-(CH2CH2O)d-1-CH2CH2-NH2  ・・・(11)
で表される化合物を不純物として含有する。前記式(11)中、dは3~80の整数を示す。
 工程(E)のフタルイミドとの反応は、溶媒中で行うことができる。前記溶媒として、前記式(7)で表される化合物とフタルイミドと反応しない溶媒であれば特に制限はないが、具体的には、ジクロロメタン、クロロホルム、トルエンなどの有機溶媒、およびこれらの混合溶媒を用いることができ、好ましくはジクロロメタン、クロロホルムである。前記溶媒の使用量としては、前記式(7)で表される化合物に対して、通常、重量比で1~50倍、好ましくは3~30倍、より好ましくは5~20倍量である。
 工程(E)のフタルイミドとの反応において、フタルイミドの使用量としては、前記式(7)で表される化合物に対して、通常、モル比で1.0~10倍、好ましくは1.3~5倍である。フタルイミドの使用量が前記下限値未満である場合には、反応が完結しない可能性があり、他方、前記上限を超える場合には、未反応のフタルイミドが残存するため、これを除去する工程が必要となり、収率が低下する。
 工程(E)のフタルイミドとの反応において、使用するアゾ系試薬としては、1,1’-アゾビス(N ,N-ジメチルホルムアミド)、1,1’-(アゾジカルボニル)ジピペリジン、アゾジカルボン酸ジベンジル、アゾジカルボン酸ジエチル、アゾジカルボン酸ジイソプロピル、アゾジカルボン酸ジメチル、1,1’-アゾビス(N ,N-ジイソプロピルホルムアミド)、1,6-ジメチル-1,5,7-ヘキサヒドロ-1,4,6,7-テトラゾシン-2,5-ジオンなどが挙げられ、好ましくはアゾジカルボン酸ジエチル、アゾジカルボン酸ジイソプロピル、より好ましくはアゾジカルボン酸ジイソプロピルである。アゾ系試薬の使用量としては、前記式(7)で表される化合物に対して、通常、モル比で1.0~10倍、好ましくは1.1~5倍である。また、使用するホスフィン系試薬としてはジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、4-(ジメチルアミノ)フェニルジフェニルホスフィン、ジフェニル-2-ピリジルホスフィン、イソプロピルジフェニルホスフィン、トリイソブチルホスフィン、トリ-n-ブチルホスフィン、トリ-t-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリ-n-ヘキシルホスフィン、トリ-n-オクチルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどが挙げられ、好ましくはトリフェニルホスフィンである。ホスフィン系試薬の使用量としては、前記式(7)で表される化合物に対して、通常、モル比で1.0~10倍、好ましくは1.3~5倍である。
 また、反応温度としては、通常、0℃~100℃、好ましくは10℃~50℃である。また、反応時間としては、通常、10分~12時間、好ましくは0.5~6時間である。 
 工程(E)の脱保護において、GREENE WUTS著、Protective Groups in Organic Synthesisに記載されている方法であれば、特に制限はないが、多価アミンを用いることが好ましい。
 工程(E)の脱保護においては、使用する溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、メタノール、エタノールなどが挙げられ、好ましくはメタノールである。前記溶媒の使用量としては、前記式(7)で表される化合物に対して、通常、重量比で1~50倍、好ましくは2~30倍、より好ましくは3~20倍量である。
 工程(E)の脱保護においては、使用する多価アミンとしては、ヒドラジン・1水和物、エチレンジアミン、エチレンジアミン・1水和物がある。多価アミンの使用量としては、前記式(7)で表される化合物に対して、通常、モル比で1~50倍、好ましくは5~30倍である。多価アミンの使用量が前記下限値未満である場合には、脱保護反応が不十分となる。また、反応温度としては、通常、10℃~80℃、好ましくは20℃~60℃である。また、反応時間としては、通常、0.5~24時間、好ましくは1.0~12時間である。 
 工程(E)において、このような光延反応および脱保護により得られた前記式(8)で表される化合物および前記式(11)で表される化合物を含有する反応混合物は、そのまま未精製で次の工程(F)に用いてもよく、シリカゲルカラムクロマトグラフィーや分液抽出処理および吸着処理等によって前記式(8)で表される化合物を精製してから使用してもよいが、本発明においては、後述する工程で精製が可能であるため、未精製で使用することができる。
(工程(F))
 本発明に係る工程(F)は、工程(E)で得られた前記式(8)で表される反応生成物に酸加水分解処理を行い、前記式(1)で表される化合物を含有する前記へテロ単分散ポリエチレングリコールを得る工程である。
 前記加水分解処理は、溶媒中で反応を行うことができる。前記溶媒としては、水、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、クロロホルム、ジクロロメタン等の溶媒、およびこれらの混合溶媒である。好ましくは、水またはジクロロメタンである。前記溶媒量の使用量としては、前記式(8)で表される化合物に対して、通常、重量比で0.5倍~50倍、好ましくは0.8倍~40倍、より好ましくは1~30倍量である。前記溶媒の使用量が前記下限未満である場合は反応溶液の粘度が高くなって、撹拌効率が低下し反応が完了しない恐れがあり、他方、前記上限超過の場合は、反応の進行が遅くなる傾向にある。
 前記加水分解においては、酸触媒を用いる。前記酸触媒としては、反応が進行すれば特に制限はなく、具体的には、塩酸、リン酸、トリフルオロ酢酸等である。副反応を抑制する観点から、好ましくは塩酸が好ましい。前記酸触媒の使用量としては、使用する酸触媒の種類により異なるが、具体的には、1M塩酸を使用する場合、前記式(8)で表される化合物に対して、通常、重量比で0.5~10倍量である。
 前記酸加水分解の反応温度としては、使用する酸触媒により異なるが、通常10~100℃である。また、前記酸加水分解の反応時間としては、反応温度等の条件により異なるが、通常0.5~12時間程度である。
 工程(F)において、このような酸加水分解処理、前記式(1)で表される化合物および前記式(11)で表される化合物を含有する反応混合物を得ることができる。この反応混合物は、後述する工程で精製が可能であるため、未精製で使用することができる。
(工程(G))
 本発明に係る工程(G)は、前記工程(F)で得られた前記式(1)で表される化合物を含有する反応混合物を精製する工程である。前記式(1)中のaが6~12の整数である化合物は前記工程(D)に精製していれば、この工程(G)を必ずしも実施する必要はないが実施しても良い。しかし、工程(G)は、前記式(1)中のaが13~40の整数である化合物に対しては必要な精製工程である。
 工程(G)において、前記工程(F)で得られた反応生成物を水溶液に溶解させた後に、30℃以下において有機溶媒で分液洗浄する工程である。前記水溶液としてはpH8以上の塩基性水溶液であり、具体的には、pH9~11に調整した水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液等が好ましい。前記塩基性水溶液の使用量としては、前記式(1)で表される化合物と前記式(11)で表される化合物とを含む前記反応混合物に対して、通常、重量比で2~30倍、好ましくは3~20倍である。前記塩基性水溶液の使用量が前記下限未満である場合は、前記式(1)で表される化合物が有機溶媒中に溶け込む恐れがあり、他方、前記上限超過の場合は、分液洗浄効率が低下する恐れがある。
 また、前記洗浄に使用する有機溶媒としては、前記式(11)で表される不純物化合物を溶解可能であれば特に制限はないが、具体的には、酢酸エチル、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタンであり、不純物の溶解性の観点からは、クロロホルム、ジクロロメタンが好ましい。前記有機溶媒の使用量としては、前記式(8)で表される化合物と前記式(11)で表される化合物とを含む前記反応混合物に対して、通常、重量比で2~30倍、好ましくは3~20倍である。前記有機溶媒の使用量が前記下限未満である場合は、前記式(11)で表される化合物の除去効率が低下し、他方、前記上限超過の場合は、前記式(1)で表される化合物が有機層に溶け込む恐れがあり、目的の化合物の収率が低下する。
 工程(G)において、前記有機溶媒と前記塩基性水溶液との比率としては、通常、重量比で有機溶媒/塩基性水溶液の値が、0.2~3.0であり、好ましくは0.5~2.0である。前記分液洗浄を行う回数としては、特に限定はなく、TLCやMS測定などによって水溶液中に含まれる前記式(11)で表される化合物を確認しながら複数回行うことが好ましい。 
 本発明により、工程中にカラムクロマトグラフィー等の精製方法を用いなくとも、簡便な分液抽出により、高純度なヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを製造することができる。さらに、従来の鎖長延長工程で副生する鎖長の異なる特定分子量の両末端保護体不純物を精製するために、一度水酸基をトシル基に変換する工程を経ずに当該不純物を除去することが可能である。このように、従来よりも工程数が少ないことで、収率低下の原因となる未反応原料の残存や反応副生物の生成を抑制することが可能であるため、収率良く、両末端にそれぞれアミノ基およびカルボキシル基を有する高純度なヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの工業的な製造方法として提供することが可能である。
 以下に、実施例に挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
 本発明で得られる単分散ポリエチレングリコールの測定については、1H-NMR分析では、日本電子データム(株)製JNM-ECP400またはJNM-ECP600を用いた。測定にはφ5mmチューブを用い、重水素化溶媒としてCDCl3またはCDOD3を使用し、内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を使用した。
 工程(A)の製造方法にて得られた、aが8、12の前記式(4)で表される化合物(Rがトリチル基)である片末端トリチル基単分散ポリエチレングリコールには、前記式(9)で表される化合物である両末端トリチル基単分散ポリエチレングリコール不純物が含まれ、含有量の正確な定量は困難であるが、片末端トリチル基単分散ポリエチレングリコールの水酸基を、塩化メタンスルホニルと反応させて、得られた化合物の1H-NMR測定結果から、各段階で含まれる両末端トリチル基単分散ポリエチレングリコール不純物の含量を概算した。
 なお各実施例の反応においては、片末端トリチル基単分散ポリエチレングリコールの正確なモル数が不明であるため、全量が片末端トリチル基単分散ポリエチレングリコールあると仮定し、試薬当量を算出した。
(実施例1)
式(1)中のaが8である化合物10の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(実施例1-1)
式(3)中のaが4であり、Rがトリチル基であり、Lがメシル基である化合物4の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器にテトラエチレングリコール1(3416g、17.6mol)、トルエン(3.7L)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、110~120℃で、共沸脱水した。共沸脱水後に冷却し、トリエチルアミン(736ml、5.3mol)、DMAP(54g、0.44mol)およびトリチルクロリド(TrtCl、1226g、4.4mol)を加え、室温で3時間撹拌した。3時間後、薄層クロマトグラフィー(TLC)を用いてTrtClの消失を確認し、5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(6.1L)を加え、分液した。有機層を5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(6.1L)で1回、飽和重曹水(6.1L)で1回、飽和食塩水(6.1L)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物2を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3が含まれていることを確認した。
 
化合物2
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.4 (1H, t, -C-(OCH2CH24-OH)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)、
3.45-3.85 (14H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)3-OH、化合物3由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)
収量:1687g
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 次いで、温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物2を含有する反応生成物(化合物2:1672g、3.83mol未満)、トルエン(8.4L)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(643ml、4.62mol)を加えた。10℃で塩化メタンスルホニル(326mL、4.22mol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。2時間後、TLC分析により化合物2の消失を確認し、5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(8.4L)を加え、分液した。有機層を5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(8.4L)で1回、飽和重曹水(8.4L)で2回、飽和食塩水(8.4L)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物4を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3が含まれていることを確認した。
 
化合物4
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.98 (3H, s, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)、
3.45-3.85 (12H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)2-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)、
4.33 (2H, t, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)
収量:1942g
 実施例1-1の化合物4の1H-NMR測定結果から、化合物3は約6.2mol%含まれていることを確認した。
 なお、δ3.23ピークを基準とした場合の化合物3含有量算出式は下式で表される。
(((2-[δ4.32])/4H)/( [δ4.32]/2H))×100 (mol%)
 また、実施例1-1にて得られた反応生成物2には化合物3を約8.8wt%含有していることになる。
(実施例1-2、工程(A))
 式(4)中のaが8であり、Rがトリチル基である化合物5の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器に水素化ナトリウム(215g)を入れ、窒素置換後、MeCN(3.9L)を加えて、0℃に冷却した。トルエン(1.8L)で共沸脱水したテトラエチレングリコール1(3660g、18.8mol)にMeCN(2.1L)を混合して、この混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、化合物4を含有する反応生成物(化合物4:1942g、3.77mol未満)にMeCN(2.1L)を混合し、この混合溶液を20分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を75℃に昇温し、3時間撹拌した。3時間後TLCを用いて化合物4が消失したことを確認し、40℃以下になるまで放冷した。反応混合溶液に飽和塩化アンモニウム水溶液(3.9L)、ヘキサン(3L)を加えて分液した。ヘキサン層(上層)を除去した下層を減圧濃縮し、残渣にトルエン(9.7L)を加えた。このトルエン溶液を飽和塩化アンモニウム水溶液(5.8L)で1回、飽和食塩水(9.7L)で3回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物5を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6が含まれていることを確認した。
 
化合物4
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.52 (1H, t, -C-(OCH2CH28-OH)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
3.45-3.85 (30H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)7-OH、化合物3,6由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)
収量:2195g
(実施例1-3、工程(B))
 式(6)中のaが8であり、Rがトリチル基であり、Rがtert-ブチル基である化合物7の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物5を含有する反応生成物(化合物5:2190g、3.58mol未満)、ジクロロメタン(11L)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、パウダー状の水酸化カリウム(21g、0.37mol)を加えた。5℃まで冷却した後、アクリル酸tert-ブチル(式(5)のRがtert-ブチル基である化合物、780mL、5.38mol)を滴下し、5℃で1時間反応させた。反応後、飽和塩化アンモニウム水溶液(4.0L)を加え、分液した。有機層を飽和食塩水(5.5L)で1回洗浄した。有機層を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物4を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6が含まれていることを確認した。
 
化合物7
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.49 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
3.45-3.85 (32H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)7-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)
収量:2588g (収率:98%)
(実施例1-4、工程(C)、(D))
 式(7)中のaが8であり、Rがtert-ブチル基である化合物8の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物7を含有する反応生成物(化合物7:2588g、3.49mol未満)、メタノール(12.9L)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、p-トルエンスルホン酸・1水和物(338g、1.78mol)、ヘキサン(10L)を加えた。室温で30分撹拌した後、ヘキサン層を除去し、再度ヘキサン(6.5L)を加えて30分撹拌した。同様の操作を5回行った後、1H-NMR測定の結果、化合物7および3、6の消失を確認し、飽和重曹水(5.2L)を加えた。この混合溶液をヘキサン(6.5L)で1回洗浄し、トリチルメチルエーテルを除去した。メタノール溶液を減圧濃縮し、化合物8を含む粗生成物を得た。TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた粗生成物には上記化合物1、9が含まれていることを確認した。
 次いで、上記粗生成物にジクロロメタン(12.9L)を加え、10℃の条件下、イオン交換水(12.9L)で3回、飽和食塩水(12.9L)で1回洗浄し、TLC分析により、化合物1および9の消失を確認した。有機層に硫酸マグネシウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物8を含有する精製物を得た。
 
化合物8
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.50 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.6 (1H, t, H-(OCH2CH28-OCH2CH2-)、
3.45-3.85 (34H, m, H-(OCH2CH2)8-OCH2CH2-)
収量:1229g (収率:71%)
(実施例1-5、工程(E))
 式(8)中のaが8であり、Rがtert-ブチル基である化合物9の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物8(1229g、2.46mol)、ジクロロメタン(4.9L)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、フタルイミド(508g、3.45mol)、トリフェニルホスフィン(906g、3.45mol)を加えた。室温で30分撹拌した後、ジクロロメタン(1.2L)で希釈したアゾジカルボン酸ジイソプロピル(599g、2.96mol)を滴下し、1時間撹拌した。1時間後、TLCにより化合物8の消失を確認し、減圧にて溶剤を留去し、メタノール(5.4L)、エチレンジアミン一水和物(2L、24.7mol)を加え、40℃で2時間反応した。これに6N塩酸水溶液を加え中和し、減圧にて溶媒を留去し、食塩、クロロホルム(6.1L)を加え抽出を行い、この抽出溶液に飽和食塩水(6.2L)を加えて2回洗浄した。この有機層に1%リン酸二水素ナトリウム水溶液(6.2L)を加えて3回抽出した。抽出した水溶液にクロロホルム(2.2L)とトルエン(4L)の混合溶媒を加えて7回洗浄した。これに5N水酸化ナトリウム水溶液を加え中和後、食塩を加え、ジクロロメタン(6.2L)で4回抽出を行った。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物9を得た。
 
化合物9
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.50 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
3.1 (2H, t, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)7-)、
3.45-3.85 (32H, m, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)7-CH2CH2-)
収量:1149g (収率:94%)
(実施例1-6、工程(F))
 式(1)中のaが8であり、化合物10の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物9(850g、1.71mol)、1M塩酸(4.2L)を加えて溶解させた後、50~55℃で1時間撹拌した。15℃に冷却後、10M水酸化ナトリウム水溶液で中和し、食塩、ジクロロメタン(4.3L)を加え洗浄した。さらに、この水層をジクロロメタン(4.3L)で2回洗浄し、6M塩酸にてpH2に調整し、減圧濃縮した。ジクロロメタン(2.6L)、エタノール(2.2L)を加え撹拌し、ろ過後、減圧濃縮した。次いで、ジクロロメタン(2.6L)を加えて減圧濃縮する操作を3回繰り返した後、ジクロロメタン(2.6L)を加えて溶解後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物10を得た。
 
化合物10
1H-NMR(CD3OD、内部標準TMS);δ(ppm):
2.56 (2H, t, -CH2CH2-COOH)、
3.17 (2H, t, H2N-CH2CH2O-)、
3.6-3.9 (32H, m, -CH2CH2O-(CH2CH2O)7-CH2CH2-)
収量:710g (収率:87%)
純度:99.8% (HPLC-RI)
 純度測定に用いたHPLC測定条件を以下に示す。
装置:Waters社製のalliance
カラム:ジーエルサイエンス社製のInertsil ODS-3 (カラムサイズ:4.6mm×25cm,粒子径5μm)
検出器:RI
展開溶媒:メタノール/5mM酢酸アンモニウム溶液 = 15/85
流速:1.0mL/min
カラム温度:40℃
サンプル濃度:1mg/mL
注入量:50μL
(実施例2)
 式(1)中のaが12である化合物18の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(実施例2-1)
 式(3)中のaが8であり、Rがトリチル基であり、Lがメシル基である化合物11の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物5を含有する反応生成物(化合物5:841g、1.37mol未満)、トルエン(4.2L)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(267ml、1.92mol)を加えた。10℃で塩化メタンスルホニル(128mL、1.65mol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。2時間後、TLC分析により化合物5の消失を確認し、5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(4.2L)を加え、分液した。有機層を5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(4.2L)で1回、飽和重曹水(4.2L)で2回、飽和食塩水(4.2L)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物11を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6が含まれていることを確認した。
 
化合物11
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
3.07 (3H, s, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
3.45-3.85 (28H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)6-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
4.37 (2H, t, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)
収量:945g
 実施例2-1の化合物11の1H-NMR測定結果から、化合物3および6は約11mol%(化合物3: 6mol%、化合物6: 5mol%、概算)含まれていることを確認した。
 なお、δ3.23ピークを基準とした場合の化合物3、6含有量算出式は下式で表される。
 (((2-[δ4.32])/4H)/([δ4.32]/2H))×100 (mol%)
 化合物3の含有量は実施例1-1で算出した値を適用 
 また、実施例2-1で使用した反応生成物5には化合物3および6が約12.6wt%含有していることになる。
(実施例2-2、工程(A))
 式(4)中のaが12であり、Rがトリチル基である化合物12の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器に水素化ナトリウム(78g)を入れ、窒素置換後、MeCN(1.9L)を加えて、0℃に冷却した。トルエン(660mL)で共沸脱水したテトラエチレングリコール1(1327g、6.83mol)にMeCN(940mL)を混合して、この混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、化合物11を含有する反応生成物(化合物11:944g、1.37mol未満)にMeCN(940mL)を混合し、この混合溶液を20分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を75℃に昇温し、3時間撹拌した。3時間後1H-NMRを用いて化合物11が消失したことを確認し、40℃以下になるまで放冷した。反応混合溶液に飽和塩化アンモニウム水溶液(1.9L)、ヘキサン(1.4L)を加えて分液した。ヘキサン層(上層)を除去した下層を減圧濃縮し、残渣にトルエン(4.7L)を加えた。このトルエン溶液を飽和塩化アンモニウム水溶液(2.8L)で1回、飽和食塩水(4.7L)で3回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物12を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13が含まれていることを確認した。
 
化合物12
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.56 (1H, t, -C-(OCH2CH212-OH)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
3.45-3.85 (46H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)11-OH、化合物3,6,13 由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)
収量:1027g
(実施例2-3、工程(B))
 式(6)中のaが12であり、Rがトリチル基であり、Rがtert-ブチル基である化合物14の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物12を含有する反応生成物(化合物12:200g、253mmol未満)、ジクロロメタン(1000mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、パウダー状の水酸化カリウム(1.4g、25mmol)を加えた。5℃まで冷却した後、アクリル酸tert-ブチル(式(5)のRがtert-ブチル基である化合物、55mL、380mmol)を滴下し、5℃で2時間反応させた。反応後、飽和塩化アンモニウム水溶液(400mL)を加え、分液した。有機層を飽和食塩水(600mL)で1回洗浄した。有機層を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物14を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13が含まれていることを確認した。
 
化合物14
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.49 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
3.45-3.85 (48H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)11-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)
収量:226g (収率97%)
(実施例2-4、工程(C)、(D))
 式(7)中のaが12であり、Rがtert-ブチル基である化合物15の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物14を含有する反応生成物(化合物14:226g、246mmol未満)、メタノール(1.1L)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、p-トルエンスルホン酸・1水和物(23g、123mmol)、ヘキサン(900mL)を加えた。室温で30分撹拌した後、ヘキサン層を除去し、再度ヘキサン(565mL)を加えて30分撹拌した。同様の操作を4回行った後、1H-NMR測定の結果、化合物14および3、6、13の消失を確認し、飽和重曹水(452mL)を加えた。この混合溶液をヘキサン(565mL)で1回洗浄し、トリチルメチルエーテルを除去した。メタノール溶液を減圧濃縮し、化合物15を含む粗生成物を得た。TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた粗生成物には上記化合物1、9、16が含まれていることを確認した。
 次いで、上記粗生成物にジクロロメタン(1.1L)を加え、10℃の条件下、イオン交換水(1.1L)で3回、飽和食塩水(1.1L)で1回洗浄し、TLC分析により、化合物1、9、13の消失を確認した。有機層に硫酸マグネシウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物15を含有する精製物を得た。
 
化合物15
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.50 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.6 (1H, t, H-(OCH2CH212-OCH2CH2-)、
3.45-3.85 (50H, m, H-(OCH2CH2)12-OCH2CH2-)
収量:118g (収率:71%)
(実施例2-5、工程(E))
 式(8)中のaが12であり、Rがtert-ブチル基である化合物17の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物15(117g、173mmol)、ジクロロメタン(469mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、フタルイミド(36g、245mmol)、トリフェニルホスフィン(64g、244mmol)を加えた。室温で30分撹拌した後、ジクロロメタン(118mL)で希釈したアゾジカルボン酸ジイソプロピル(42g、208mmol)を滴下し、1時間撹拌した。1時間後、TLCにより化合物15の消失を確認し、減圧にて溶剤を留去し、メタノール(518mL)、エチレンジアミン一水和物(141mL、1.73mol)を加え、40℃で3時間反応した。これに6N塩酸水溶液を加え中和し、減圧にて溶媒を留去し、食塩、クロロホルム(585mL)を加え抽出を行い、この抽出溶液に飽和食塩水(585mL)を加えて2回洗浄した。この有機層に1%リン酸二水素ナトリウム水溶液(585mL)を加えて4回抽出した。抽出した水溶液にクロロホルム(293mL)とトルエン(293mL)の混合溶媒を加えて7回洗浄した。これに5N水酸化ナトリウム水溶液を加え中和後、食塩を加え、ジクロロメタン(590mL)で4回抽出を行った。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物17を得た。
 
化合物17
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.50 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
3.1 (2H, t, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)11-)、
3.45-3.85 (48H, m, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)11-CH2CH2-)
収量:113g (収率:97%)
(実施例2-6、工程(F))
 式(1)中のaが12であり、化合物18の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物17(50g、74mmol)、1M塩酸(250mL)を加えて溶解させた後、50~55℃で1時間撹拌した。15℃に冷却後、10M水酸化ナトリウム水溶液で中和し、食塩、ジクロロメタン(250mL)を加え洗浄した。再度、水層をジクロロメタン(250mL)で1回洗浄し、6M塩酸にてpH2に調整し、ジクロロメタン(250mL)で4回抽出した。回収した有機層を混合し、硫酸ナトリウムで脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色固体の化合物18を得た。
 
化合物18
1H-NMR(CD3OD、内部標準TMS);δ(ppm):
2.56 (2H, t, -CH2CH2-COOH)、
3.17 (2H, t, H2N-CH2CH2O-)、
3.6-3.9 (48H, m, -CH2CH2O-(CH2CH2O)11-CH2CH2-)
収量:44g (収率:91%)
純度:99.8% (HPLC-RI)
 純度測定に用いたHPLC測定条件を以下に示す。
装置:Waters社製のalliance
カラム:ジーエルサイエンス社製のInertsil ODS-3 (カラムサイズ:4.6mm×25cm,粒子径5μm)
検出器:RI
展開溶媒:メタノール/5mM酢酸アンモニウム溶液 = 27.5/72.5
流速:1.0mL/min
カラム温度:40℃
サンプル濃度:2mg/mL
注入量:50μL
(実施例3)
式(1)中のaが24である化合物40の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
(実施例3-1)
 式(3)中のaが12であり、Rがトリチル基であり、Lがメシル基である化合物19の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物12を含有する反応生成物(化合物12:90g、0.11mol未満)、トルエン(451mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(29ml、0.21mol)を加えた。10℃で塩化メタンスルホニル(14mL、0.18mol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。2時間後、TLC分析により化合物12の消失を確認し、5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(450mL)を加え、分液した。有機層を5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(450mL)で1回、飽和重曹水(450mL)で2回、飽和食塩水(450mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物19を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13が含まれていることを確認した。
 
化合物19
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
3.07 (3H, s, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
3.45-3.85 (44H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)10-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
4.37 (2H, t, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)
収量:96g
 実施例3-1の化合物19の1H-NMR測定結果から、化合物3、6および13は約15mol%(化合物3: 6mol%、化合物6: 5mol%、化合物13: 4mol%、概算)含まれていることを確認した。
 なお、δ3.23ピークを基準とした場合の化合物3、6および13含有量算出式は下式で表される。
(((2-[δ4.32])/4H)/([δ4.32]/2H))×100 (mol%)
化合物3、6の含有量は実施例1-1、2―1で算出した値を適用
 また、実施例3-1で使用した反応生成物12には化合物3、6および13が約15.9wt%含有していることになる。
(実施例3-2、工程(A))
 式(4)中のaが16であり、Rがトリチル基である化合物20の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器に水素化ナトリウム(6.3g)を入れ、窒素置換後、MeCN(192mL)を加えて、0℃に冷却した。トルエン(53mL)で共沸脱水したテトラエチレングリコール1(108g、0.56mol)にMeCN(96mL)を混合して、この混合溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、化合物19を含有する反応生成物(化合物19:96g、0.11mol未満)にMeCN(96mL)を混合し、この混合溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を75℃に昇温し、3時間撹拌した。3時間後1H-NMRを用いて化合物19が消失したことを確認し、40℃以下になるまで放冷した。反応混合溶液に飽和塩化アンモニウム水溶液(170mL)、ヘキサン(146mL)を加えて分液した。ヘキサン層(上層)を除去した下層を減圧濃縮し、残渣にトルエン(481mL)を加えた。このトルエン溶液を飽和塩化アンモニウム水溶液(260mL)で1回、飽和食塩水(480mL)で3回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物20を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13および21が含まれていることを確認した。
 
化合物20
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.78 (1H, b, -C-(OCH2CH216-OH)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21由来を含む)、
3.45-3.85 (62H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)15-OH、化合物3,6,13,21由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21由来を含む)
収量:103g
(実施例3-3)
 式(3)中のaが16であり、Rがトリチル基であり、Lがメシル基である化合物22の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物20を含有する反応生成物(化合物20:100g、0.10mol未満)、トルエン(500mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(20ml、0.14mol)を加えた。10℃で塩化メタンスルホニル(9.6mL、0.12mol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。2時間後、TLC分析により化合物14の消失を確認し、5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(500mL)を加え、分液した。有機層を5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(500mL)で1回、飽和重曹水(500mL)で2回、飽和食塩水(500mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物22を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13および21が含まれていることを確認した。
 
化合物22
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
3.07 (3H, s, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21由来を含む)、
3.45-3.85 (60H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)14-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21由来を含む)、
4.37 (2H, t, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21由来を含む)
収量:106g
(実施例3-4、工程(A))
 式(4)中のaが20であり、Rがトリチル基である化合物23の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器に水素化ナトリウム(5.7g)を入れ、窒素置換後、MeCN(208mL)を加えて、0℃に冷却した。トルエン(48mL)で共沸脱水したテトラエチレングリコール1(97g、0.50mol)にMeCN(105mL)を混合して、この混合溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、化合物22を含有する反応生成物(化合物22:109g、0.10mol未満)にMeCN(105mL)を混合し、この混合溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を75℃に昇温し、3時間撹拌した。3時間後1H-NMRを用いて化合物22が消失したことを確認し、40℃以下になるまで放冷した。反応混合溶液に飽和塩化アンモニウム水溶液(190mL)、ヘキサン(159mL)を加えて分液した。ヘキサン層(上層)を除去した下層を減圧濃縮し、残渣にトルエン(524mL)を加えた。このトルエン溶液を飽和塩化アンモニウム水溶液(285mL)で1回、飽和食塩水(520mL)で3回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物23を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13、21および24が含まれていることを確認した。
 
化合物22
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.64 (1H, b, -C-(OCH2CH220-OH)、
3.23 (2H, t, (C-6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24由来を含む)、
3.45-3.85 (78H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)19-OH、化合物3,6,13,21,24由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24由来を含む)
収量:109g
(実施例3-5)
 式(3)中のaが20であり、Rがトリチル基であり、Lがメシル基である化合物25の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物23を含有する反応生成物(化合物23:107g、0.094mol未満)、トルエン(585mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(18ml、0.13mol)を加えた。10℃で塩化メタンスルホニル(8.7mL、0.11mol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。2時間後、TLC分析により化合物14の消失を確認し、5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(535mL)を加え、分液した。有機層を5%リン酸二水素ナトリウム水溶液(535mL)で1回、飽和重曹水(535mL)で2回、飽和食塩水(535mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物25を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13、21および24が含まれていることを確認した。
 
化合物25
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
3.07 (3H, s, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24由来を含む)、
3.45-3.85 (76H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)18-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24由来を含む)、
4.37 (2H, t, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24由来を含む)
収量:113g
(実施例3-6、工程(A))
 式(4)中のaが24であり、Rがトリチル基である化合物26の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器に水素化ナトリウム(5.2g)を入れ、窒素置換後、MeCN(221mL)を加えて、0℃に冷却した。トルエン(44mL)で共沸脱水したテトラエチレングリコール1(88g、0.46mol)にMeCN(111mL)を混合して、この混合溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、化合物25を含有する反応生成物(化合物25:113g、0.092mol未満)にMeCN(111mL)を混合し、この混合溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を75℃に昇温し、3時間撹拌した。3時間後1H-NMRを用いて化合物25が消失したことを確認し、40℃以下になるまで放冷した。反応混合溶液に飽和塩化アンモニウム水溶液(200mL)、ヘキサン(168mL)を加えて分液した。ヘキサン層(上層)を除去した下層を減圧濃縮し、残渣にトルエン(556mL)を加えた。このトルエン溶液を飽和塩化アンモニウム水溶液(300mL)で1回、飽和食塩水(555mL)で3回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物26を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13、21、24および27が含まれていることを確認した。
 
化合物26
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.66 (1H, b, -C-(OCH2CH224-OH)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24,27由来を含む)、
3.45-3.85 (94H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)23-OH、化合物3,6,13,21,24,27由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24,27由来を含む)
収量:115g
(実施例3-7、工程(B))
 式(6)中のaが24であり、Rがトリチル基であり、Rがtert-ブチル基である化合物28の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物28を含有する反応生成物(化合物28:5.02g、3.79mmol未満)、ジクロロメタン(25mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、フレーク状の水酸化カリウム(128mg、2.28mmol)を加えた。5℃まで冷却した後、アクリル酸tert-ブチル(式(5)のRがtert-ブチル基である化合物、1.1mL、7.58mmol)を滴下し、5℃で4時間反応させた。反応後、飽和塩化アンモニウム水溶液(10mL)を加え、分液した。有機層を飽和食塩水(15mL)で1回洗浄した。有機層を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物28を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13、21、24および27が含まれていることを確認した。
 
化合物28
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.49 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24,27由来を含む)、
3.45-3.85 (96H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)23-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24,27由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13,21,24,27由来を含む)
収量:5.31g
(実施例3-8、工程(C))
 式(7)中のaが24であり、Rがtert-ブチル基である化合物29の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物28を含有する反応生成物(化合物28:5.01g、3.46mmol未満)、メタノール(25mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、p-トルエンスルホン酸・1水和物(329mg、1.72mmol)、ヘキサン(20mL)を加えた。室温で30分撹拌した後、ヘキサン層を除去し、再度ヘキサン(13mL)を加えて30分撹拌した。同様の操作を4回行った後、1H-NMR測定の結果、化合物28および3、6、13、21、24および27の消失を確認し、飽和重曹水(11mL)を加えた。この混合溶液をヘキサン(13mL)で1回洗浄し、トリチルメチルエーテルを除去した。メタノール溶液を減圧濃縮し、20%食塩水(10mL)、ジクロロメタン(10mL)を加え、分液した。有機層に硫酸マグネシウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物29を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物1、9、16、30、31および32が含まれていることを確認した。
 
化合物29
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.50 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.7 (1H, b, H-(OCH2CH224-OCH2CH2-)、
3.45-3.85 (98H, m, H-(OCH2CH2)24-OCH2CH2-、化合物1,9,16,30,31,32由来を含む)
収量:3.13g
(実施例3-9、工程(E))
 式(8)中のaが24であり、Rがtert-ブチル基である化合物33の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物29を含有する反応生成物(化合物29:3.00g、2.49mmol未満)、ジクロロメタン(12mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、フタルイミド(641mg、4.36mmol)、トリフェニルホスフィン(1.14g、4.35mmol)を加えた。室温で30分撹拌した後、ジクロロメタン(3mL)で希釈したアゾジカルボン酸ジイソプロピル(756mg、3.74mmol)を滴下し、3時間撹拌した。3時間後、TLC分析により化合物29の消失を確認し、減圧にて溶剤を留去し、メタノール(13mL)、エチレンジアミン一水和物(2mL、24.8mol)を加え、40℃で4時間反応した。これに6N塩酸水溶液を加え中和し、減圧にて溶媒を留去し、食塩、クロロホルム(15mL)を加え抽出を行い、この抽出溶液に飽和食塩水(15mL)を加えて2回洗浄した。この有機層に1%リン酸二水素ナトリウム水溶液(15mL)を加えて4回抽出した。抽出した水溶液にクロロホルム(8mL)とトルエン(8mL)の混合溶媒を加えて7回洗浄した。これに5N水酸化ナトリウム水溶液を加え中和後、食塩を加え、ジクロロメタン(15mL)で4回抽出を行った。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物33を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物34、35、36、37、38および39が含まれていることを確認した。
 
化合物33
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.50 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
3.1 (2H, t, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)23-)、
3.45-3.85 (96H, m, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)23-CH2CH2-、化合物34,35,36,37,38,39由来を含む)
収量:2.45g
(実施例3―10、工程(F)、(G))
 式(1)中のaが24であり、化合物40の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物33を含有する反応生成物(化合物33:1.22g、1.00mmol未満)、1M塩酸(6mL)を加えて溶解させた後、50~55℃で2時間撹拌した。2時間後、TLCにより化合物33の消失を確認した。室温まで冷却した。
 次いで、反応溶液に10M水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH10に調整して、ジクロロメタン(6mL)を加え2回洗浄した。6M塩酸にてpH2に調整し、食塩を添加後、ジクロロメタン(6mL)で3回抽出した。回収した有機層を混合し、硫酸ナトリウムで脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色油状固体の化合物40(1.16g)を得た。得られた化合物40にテトラヒドロフラン(5mL)を加え溶解後、10℃まで冷却し、10℃に冷却したヘキサン(24mL)を加えて、結晶化させた。結晶をろ取し、10℃に冷却したヘキサン(10mL)で結晶を洗浄した。結晶をろ取して真空下で乾燥して、白色粉末結晶の化合物40を得た。
 
化合物40
1H-NMR(CD3OD、内部標準TMS);δ(ppm):
2.56 (2H, t, -CH2CH2-COOH)、
3.17 (2H, t, H2N-CH2CH2O-)、
3.6-3.9 (96H, m, -CH2CH2O-(CH2CH2O)23-CH2CH2-)
収量:893mg
(実施例4)
 実施例1-2で得られた化合物5を含有する反応生成物から、両末端がトリチル基である化合物の含有量を除いたときの、式(4)中のR1がトリチル基である化合物中のaが8である化合物5の含有量を算出するために、化合物42の誘導化を実施した。
 式(3)中のaが8であり、Rがトリチル基であり、Lがトシル基である化合物41の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物5を含有する反応生成物(化合物5:5g、8.2mmol未満)、ジクロロメタン(25mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(1.2mL、8.6mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(100mg、0.82mmol)およびTsCl(1.4g、7.3mmol)を加え、室温で4時間撹拌した。4時間後、1H-NMR分析によりTsClの消失を確認し、1M塩酸水溶液(25mL)を加え、分液した。有機層を1M塩酸水溶液(25mL)で1回、飽和重曹水(25mL)で2回、飽和食塩水(25mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物41を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6が含まれていることを確認した。
 
化合物41
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.45 (3H, s, -OSO2-Ph-CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
3.45-3.85 (28H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)6-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
4.16 (2H, t, -OCH2CH2-OSO2-Ph-CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む),
7.35 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)、
7.80 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3
収量:6.1g
 片末端水酸基、片末端トシル基を有するエチレングリコール鎖長が8ユニットの化合物42の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 次いで、温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物42を含有する反応生成物(化合物42:6.1g、8.0mmol未満)、メタノール(25mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、p-トルエンスルホン酸・1水和物(0.78g、4.1mmol)、ヘキサン(20mL)を加えた。室温で30分撹拌した後、ヘキサン層を除去し、再度ヘキサン(13mL)を加えて30分撹拌した。同様の操作を6回行った後、1H-NMR測定の結果、化合物42および3、6の消失を確認し、飽和重曹水(10mL)を加えた。この混合溶液をヘキサン(13mL)で2回洗浄し、トリチルメチルエーテルを除去した。メタノール溶液を減圧濃縮し、ジクロロメタン(25mL)を加え抽出した。有機層に硫酸マグネシウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物42を得た。
 
化合物42    
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.45 (3H, s, -OSO2-Ph-CH3)、
2.73 (1H, t, H-(OCH2CH2)8-)、
3.45-3.85 (30H, m, -(OCH2CH2)7-OCH2CH2-)、
4.16 (2H, t, -(OCH2CH2)7-OCH2CH2-OSO2-Ph-CH3),
7.35 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)、
7.80 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3
収量:3.0g
純度:99.7% (HPLC-RI)
 純度測定に用いたHPLC測定条件を以下に示す。
装置:Waters社製のalliance
カラム:ジーエルサイエンス社製のInertsil ODS-3 (カラムサイズ:4.6mm×25cm,粒子径5μm)
検出器:RI
展開溶媒:メタノール/5mM酢酸アンモニウム溶液 = 50/50
流速:0.6mL/min
カラム温度:40℃
サンプル濃度:0.2mg/mL
注入量:40μL
 純度の値は保持時間10~40minで検出される全ピーク面積に対する化合物43のピーク面積の割合。
(実施例5)
 実施例2-2で得られた化合物12を含有する反応生成物から、両末端がトリチル基である化合物の含有量を除いたときの、式(4)中のR1がトリチル基である化合物中のaが12である化合物12の含有量を算出するために、化合物44の誘導化を実施した。
 式(3)中のaが12であり、Rがトリチル基であり、Lがトシル基である化合物43の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物12を含有する反応生成物(化合物12:5g、6.3mmol未満)、ジクロロメタン(25mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(0.93mL、6.6mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(77mg、0.63mmol)およびTsCl(0.97g、5.4mmol)を加え、室温で4時間撹拌した。4時間後、1H-NMR分析によりTsClの消失を確認し、1M塩酸水溶液(25mL)を加え、分液した。有機層を1M塩酸水溶液(25mL)で1回、飽和重曹水(25mL)で2回、飽和食塩水(25mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物43を含有する反応生成物を得た。また、TLC分析および1H-NMR測定結果により、得られた反応生成物には上記化合物3、6および13が含まれていることを確認した。
 
化合物43
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.45 (3H, s, -OSO2-Ph-CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
3.45-3.85 (44H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)10-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
4.16 (2H, t, -OCH2CH2-OSO2-Ph-CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む),
7.35 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)、
7.80 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3
収量:6.1g
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 次いで、温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物43を含有する反応生成物(化合物43:6.1g、6.5mmol未満)、メタノール(25mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、p-トルエンスルホン酸・1水和物(0.60g、3.2mmol)、ヘキサン(20mL)を加えた。室温で30分撹拌した後、ヘキサン層を除去し、再度ヘキサン(13mL)を加えて30分撹拌した。同様の操作を6回行った後、1H-NMR測定の結果、化合物43および3、6、13の消失を確認し、飽和重曹水(10mL)を加えた。この混合溶液をヘキサン(13mL)で2回洗浄し、トリチルメチルエーテルを除去した。メタノール溶液を減圧濃縮し、ジクロロメタン(25mL)を加え抽出した。有機層に硫酸マグネシウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物44を得た。
 
化合物44    
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.45 (3H, s, -OSO2-Ph-CH3)、
2.73 (1H, t, H-(OCH2CH2)8-)、
3.45-3.85 (46H, m, -(OCH2CH2)11-OCH2CH2-)、
4.16 (2H, t, -(OCH2CH2)7-OCH2CH2-OSO2-Ph-CH3),
7.35 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)、
7.80 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3
収量:3.3g
純度:99.7% (HPLC-RI)
 純度測定に用いたHPLC測定条件を以下に示す。
装置:Waters社製のalliance
カラム:ジーエルサイエンス社製のInertsil ODS-3 (カラムサイズ:4.6mm×25cm,粒子径5μm)
検出器:RI
展開溶媒:メタノール/5mM酢酸アンモニウム溶液 = 55/45
流速:0.6mL/min
カラム温度:40℃
サンプル濃度:0.2mg/mL
注入量:40μL
 純度の値は保持時間11~40minで検出される全ピーク面積に対する化合物44のピーク面積の割合。
(比較例1、トシル化工程を経由して、化合物10を得る製造方法)
 特許文献4記載の製造方法にて、式(1)中のaが8である化合物10の合成を行なった。
(比較例1-1)
 式(3)中のaが4であり、Rがトリチル基であり、Lがトシル基である化合物41の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器にテトラエチレングリコール1(200mL、1.15mol)、トルエン(50mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、110~120℃で、共沸脱水した。共沸脱水後に冷却し、ピリジン(18ml、0.22mol)およびトリチルクロリド(TrtCl、40g、0.14mol)を加え、室温で3時間撹拌した。3時間後、TLCを用いてTrtClの消失を確認し、イオン交換水(200mL)を加えた。得られた混合溶液にトルエン(100mL)を加えて分液し、有機層にイオン交換水(80mL)と飽和食塩水(20mL)の混合溶液で1回、1M塩酸水溶液(50mL)で1回、飽和食塩水(50mL)で4回洗浄した。得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え、乾燥・ろ過し、ろ液にトルエン(50mL)を加えて共沸脱水を3回行い、淡黄色透明液体の化合物2を含有する反応生成物を得た。また、ESI-MS測定により、得られた反応生成物には上記化合物3が含まれていることを確認した。
 
化合物2
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.4 (1H, t, -C-(OCH2CH24-OH)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)、
3.45-3.85 (14H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)3-OH、化合物3由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)
MS(ESI+):化合物2 454.5 [M+NH4]+、 化合物3 696.9 [M+NH4]+
収量:63.8g
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 次いで、温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物2を含有する反応生成物(化合物2:62.8g、0.14mol未満)、トルエン(314mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(24mL、0.17mol)を加えた。10℃で塩化メタンスルホニル(12.2mL、0.16mol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。2時間後、TLC分析により化合物2の消失を確認し、1M塩酸水溶液(314mL)を加え、分液した。有機層を1M塩酸水溶液(314mL)で1回、飽和重曹水(314mL)で2回、飽和食塩水(314mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物4を含有する反応生成物を得た。また、ESI-MS測定により、得られた反応生成物には上記化合物3が含まれていることを確認した。
 
化合物4
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.98 (3H, s, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)、
3.45-3.85 (12H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)2-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)、
4.33 (2H, t, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3由来を含む)
MS(ESI+):化合物4 532.4 [M+NH4]+、 化合物3 696.8 [M+NH4]+
収量:70.4g
 比較例1-1の化合物4の1H-NMR測定結果から、化合物3は約4.8mol%含まれていることを確認した。
 なお、δ3.23ピークを基準とした場合の化合物3含有量算出式は下式で表される。
 (((2-[δ4.32])/4H)/([δ4.32]/2H))×100 (mol%) 
 また、比較例1-1にて得られた反応生成物2には化合物3が約6.9wt%含有していることになる。
(比較例1-2)
 式(4)中のaが8であり、Rがトリチル基である化合物5の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器に水素化ナトリウム(7.8g)を入れ、窒素置換後、MeCN(141mL)を加えて、0℃に冷却した。トルエン(107mL)で共沸脱水したテトラエチレングリコール1(213g、1.10mol)にMeCN(70mL)を混合して、この混合溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、化合物4を含有する反応生成物(化合物4:70.4g、0.14mol未満)にMeCN(70mL)を混合し、この混合溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を80℃に昇温し、3時間撹拌した。3時間後1H-NMRを用いて化合物4が消失したことを確認し、40℃以下になるまで放冷した。反応混合溶液を減圧濃縮し、残渣にトルエン(352mL)を加えた。このトルエン溶液を飽和塩化アンモニウム水溶液(352mL)で2回、飽和食塩水(352mL)で3回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物5を含有する反応生成物を得た。また、ESI-MS測定により、得られた反応生成物中には上記化合物3および6も含まれていることを確認した。
 
化合物5
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.52 (1H, t, -C-(OCH2CH28-OH)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
3.45-3.85 (30H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)7-OH、化合物3,6由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む) 
MS(ESI+):化合物5 630.8 [M+NH4]+、 化合物3 696.8 [M+NH4]+、 化合物6 1048.4[M+NH4]+
収量:82.4g
(比較例1-3)
 式(3)中のaが8であり、Rがトリチル基であり、Lがトシル基である化合物41の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器に化合物5を含有する反応生成物(化合物5: 77.8g、0.14mol未満)にテトラヒドロフラン(200mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、0℃に冷却した。水酸化ナトリウム水溶液(20g、0.5mol/60mL)を加え、0℃で20分撹拌した。反応混合液にトシルクロリド/テトラヒドロフラン溶液(30g、0.16mnol/60mL)を30分かけて滴下し、0℃で1.5時間撹拌した。1.5時間後、TLCにより化合物5の消失を確認した後、過剰のトシルクロリドの消失させるため室温で12.5時間撹拌した。12.5時間後、TLCでトシルクロリドの消失を確認し、イオン交換水(30mL)とジエチルエーテル(50mL)を加えた。混合液を飽和重曹水(50mL)で1回、飽和食塩水(50mL)で3回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え、脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物41を含有する反応生成物を得た。また、ESI-MS測定により、得られた反応生成物には上記化合物3、6が含まれていることを確認した。
 
化合物41
MS(ESI+):化合物41 785.2 [M+NH4]+、 化合物3 697.0 [M+NH4]+、 化合物6 1048.7 [M+NH4]+
収量:86.1g (収率:88%)
(比較例1-4)
 片末端水酸基、片末端トシル基を有するエチレングリコール鎖長が8ユニットの化合物42の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物41を含有する反応生成物(化合物41:85.6g、0.144mol未満)、メタノール(20mL)、パラジウム炭素(Pd/C、2g)を加えて水素置換して室温で18時間撹拌した。18時間後、TLCにより化合物42の消失を確認し、Pd/Cをセライトろ過により除去した。ろ液にイオン交換水(130mL)を加え、生成したトリフェニルメタンをろ過した。ろ液にトリフェニルメタンを残存していたために、ヘキサン(100mL)で5回洗浄し、トリフェニルメタンを除去した。メタノール/イオン交換水層を減圧濃縮し、化合物41を含む粗生成物を得た。次いで、その粗生成物にジクロロメタン(120mL)を加え、20℃の条件下、イオン交換水(100mL)で3回、飽和食塩水(100mL)で2回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え、乾燥、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物42の精製物を得た。
 
化合物42
精製物
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.45 (3H, s, -OSO2-Ph-CH3)、
2.73 (1H, t, H-(OCH2CH2)8-)、
3.45-3.85 (30H, m, -(OCH2CH2)7-OCH2CH2-)、
4.16 (2H, t, -(OCH2CH2)7-OCH2CH2-OSO2-Ph-CH3)、
7.35 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)、
7.80 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3
MS(ESI+):化合物42 542.4 [M+NH4]+
粗生成物
MS(ESI+):化合物42 542.4 [M+NH4]+、 化合物1 212.7 [M+NH4]+、 化合物9 564.5 [M+NH4]+ 
収量:52.0g (収率:89%)
純度:96.7% (HPLC-RI)
 純度測定に用いたHPLC測定条件を以下に示す。
装置:Waters社製のalliance、
カラム:ジーエルサイエンス社製のInertsil ODS-3 (カラムサイズ:4.6mm×25cm,粒子径5μm)、
検出器:RI、
展開溶媒:メタノール/5mM酢酸アンモニウム溶液 = 50/50、流速:0.6mL/min、
カラム温度:40℃、
サンプル濃度:0.2mg/mL、
注入量:40μL。
 純度の値は保持時間10~40minで検出される全ピーク面積に対する化合物42のピーク面積の割合。
(比較例1-5)
 片末端トシル基、片末端tertブチルエステル基を有するエチレングリコール鎖長が8ユニットの化合物45の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物45(1.0g、1.91mmol)、アクリル酸tert-ブチル(1.8mL、19mmol)、トルエン(25mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、0℃まで冷却後、パウダー状の水酸化カリウム(53mg、0.9mmol)を加え、0℃で1時間反応させた。反応後、イオン交換水(20mL)を加え分液した。有機層を飽和食塩水(20mL)で1回洗浄した。有機層を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物45を得た。
 
化合物45
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.45 (9H, s, (CH3)3C-O-CO-CH2CH2-)、
2.45 (3H, s, -OSO2-Ph-CH3)、
2.50 (2H, t, (CH3)3C-O-CO-CH2CH2-)、
3.45-3.85 (32H, m, -CH2CH2-(OCH2CH2)7-OCH2CH2-)、
4.16 (2H, t, -OCH2CH2-OSO2-Ph-CH3)、
7.34 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)、
7.80 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)
MS(ESI+):化合物45 670.6 [M+NH4]+
収量:1.06g (収率:85%)
(比較例1-6)
 片末端フタルイミド基、片末端tertブチルエステル基を有するエチレングリコール鎖長が8ユニットの化合物46の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物45(1.06g、1.60mmol)、アセトニトリル(25mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、フタルイミドカリウム塩(520mg、2.80mmol)を加え、80℃で8時間撹拌した。NMRにより化合物45の消失を確認し、反応溶液を濃縮した。ジクロロメタン(7mL)を加え固形分をろ過した後に、ろ液を0.1M水酸化ナトリウム水溶液(7mL)で1回、飽和食塩水(10mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物46を得た。
 
化合物46
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.45 (9H, s, (CH3)3C-O-CO-CH2CH2-)、
2.50 (2H, t, (CH3)3C-O-CO-CH2CH2-)、
3.45-3.85 (32H, m, -CH2CH2-(OCH2CH2)7-OCH2CH2-)、
3.90 (2H, t, -OCH2CH2-phthalimide)、
7.71 (2H, dd, -phthalimide)、
7.80 (2H, dd, -phthalimide)
MS(ESI+):化合物46 945.7 [M+NH4]+
収量:965mg (収率:95%)
(比較例1-7)
 式(8)中のaが8であり、Rがtert-ブチル基である化合物9の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物46(510mg、0.80mmol)、エタノール(10mL)およびヒドラジン1水和物(334mg、6.70mmol)を加えて85℃で45分反応した。室温まで冷却後、析出した白色固体を溶解させるために、12%炭酸カリウ水溶液(5mL)を加えた後に混合溶液を減圧濃縮した。次いで、イオン交換水(3mL)を加え濃塩酸(0.6mL)を添加し、pH3に調整し、固形分をろ過した。ろ液をジクロロメタンで3回洗浄し、水層に食塩を添加し飽和させた。この水溶液をジクロロメタンで5回抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで脱水、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物9を得た。
 
化合物9
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.50 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
3.1 (2H, t, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)7-)、
3.45-3.85 (32H, m, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)7-CH2CH2-)
収量:400mg (収率:99%)
(比較例1-8)
 式(1)中のaが8であり、化合物10の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物9(400mg、0.80mmol)、1M塩酸(0.5mL)を加えて溶解させた後、55℃で5時間撹拌した。15℃に冷却後、10M水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH5に調整した。水分をトルエン(5mL)で2回共沸脱水して得られた固形分にジクロロメタン(10mL)を加え、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物10を得た。
 
化合物10
1H-NMR(CD3OD、内部標準TMS);δ(ppm):
2.56 (2H, t, -CH2CH2-COOH)、
3.17 (2H, t, H2N-CH2CH2O-)、
3.6-3.9 (32H, m, -CH2CH2O-(CH2CH2O)7-CH2CH2-)
収量:320mg (収率:83%)
純度:95.6% (HPLC-RI)
 純度測定に用いたHPLC測定条件を以下に示す。
装置:Waters社製のalliance、
カラム:ジーエルサイエンス社製のInertsil ODS-3 (カラムサイズ:4.6mm×25cm,粒子径5μm)、
検出器:RI、
展開溶媒:メタノール/5mM酢酸アンモニウム溶液 = 15/85、
流速:1.0mL/min、
カラム温度:40℃、
サンプル濃度:1mg/mL、
注入量:50μL
(比較例2、トシル化工程を経由して、化合物18を得る製造方法)
 特許文献4記載の製造方法にて、式(1)中のaが12である化合物18の合成を行なった。
(比較例2-1)
 式(3)中のaが8であり、Rがトリチル基であり、Lがメシル基である化合物11の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物5を含有する反応生成物(化合物5:72.7g、0.12mol未満)、トルエン(350mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(20mL、0.14mol)を加えた。10℃で塩化メタンスルホニル(10mL、0.13mol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。2時間後、TLC分析により化合物5の消失を確認し、1M塩酸水溶液(100mL)を加え、分液した。有機層を1M塩酸水溶液(100mL)で1回、飽和重曹水(100mL)で2回、飽和食塩水(100mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物11を含有する反応生成物を得た。また、ESI-MS測定により、得られた反応生成物には上記化合物3、6が含まれていることを確認した。
 
化合物11
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
3.07 (3H, s, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
3.45-3.85 (28H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)6-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)、
4.37 (2H, t, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6由来を含む)
MS(ESI+):化合物11 708.3 [M+NH4]+、 化合物3 696.4 [M+NH4]+、 化合物6 1048.5 [M+NH4]+
収量:80.1g
 比較例2-1の化合物11の1H-NMR測定結果から、化合物3および6は約9.5mol%(化合物3: 4.8mol%、化合物6: 4.7mol%、概算)含まれていることを確認した。
 なお、δ3.23ピークを基準とした場合の化合物3、6含有量算出式で表される。
 (((2-[δ4.32])/4H)/([δ4.32]/2H))×100 (mol%)
 化合物3の含有量は比較例1-1で算出した値を適用
 また、比較例2-1にて使用した反応生成物5には化合物3および6が約11.7wt%含有していることになる。
(比較例2-2)
 式(4)中のaが12であり、Rがトリチル基である化合物12の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応器に水素化ナトリウム(6.6g)を入れ、窒素置換後、MeCN(200mL)を加えて、0℃に冷却した。トルエン(50mL)で共沸脱水したテトラエチレングリコール1(180g、0.93mol)にMeCN(50mL)を混合して、この混合溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、化合物11を含有する反応生成物(化合物11:80.1g、0.12mol未満)にMeCN(50mL)を混合し、この混合溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を80℃に昇温し、3時間撹拌した。3時間後1H-NMRを用いて化合物11が消失したことを確認し、40℃以下になるまで放冷した。反応混合溶液を減圧濃縮し、残渣にトルエン(200mL)を加えた。このトルエン溶液を飽和塩化アンモニウム水溶液(100mL)で2回、飽和食塩水(100mL)で3回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物12を含有する反応生成物を得た。また、ESI-MSおよび1H-NMR測定より、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13が含まれていることを確認した。
 
化合物12
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.56 (1H, t, -C-(OCH2CH212-OH)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
3.45-3.85 (46H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)11-OH、化合物3,6,13 由来を含む)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)
MS(ESI+):化合物12 806.4 [M+NH4]+、 化合物3 696.8 [M+NH4]+、 化合物6 1048.1 [M+NH4]+、 化合物13 1400.9 [M+NH4]+
収量:85.4g
(比較例2-3)
 式(3)中のaが12であり、Rがトリチル基であり、Lがトシル基である化合物43の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物12を含有する反応生成物(化合物12:57.3g、72.7mmol未満)、ジクロロメタン(280mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(10mL、73mol)、4-ジメチルアミノピリジン(888mg、7.27mmol)およびTsCl(12.5g、65.5mmol)を加え、室温で4.5時間撹拌した。4.5時間後、1H-NMR分析によりTsClの消失を確認し、1M塩酸水溶液(150mL)を加え、分液した。有機層を1M塩酸水溶液(150mL)で1回、飽和重曹水(150mL)で2回、飽和食塩水(150mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物43を含有する反応生成物を得た。また、ESI-MS測定により、得られた反応生成物には上記化合物3、6、13が含まれていることを確認した。
 
化合物43
MS(ESI+):化合物43 960.3 [M+NH4]+、 化合物3 696.3 [M+NH4]+、 化合物6 1048.2 [M+NH4]+、 化合物13 1400.8 [M+NH4]+
収量:69.1g (収率:101%)
(比較例2-4)
 片末端水酸基、片末端トシル基を有するエチレングリコール鎖長が12ユニットの化合物44の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物43を含有する反応生成物(化合物43:69.1g、73.3mmol未満)、メタノール(550L)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、p-トルエンスルホン酸・1水和物(6.97g、36.7mmol)、ヘキサン(200mL)を加えた。室温で30分撹拌した後、ヘキサン層を除去し、再度ヘキサン(200mL)を加えて30分撹拌した。同様の操作を6回行った後、1H-NMR測定の結果、化合物43および3、6、13の消失を確認し、飽和重曹水(200mL)を加えた。この混合溶液をヘキサン(200mL)で2回洗浄し、トリチルメチルエーテルを除去した。メタノール溶液を減圧濃縮し、ジクロロメタン(200mL)を加え、20℃以下の条件下、イオン交換水(200mL)で3回、飽和食塩水(200mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物44の精製物を得た。
 
化合物44
精製物
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
2.45 (3H, s, -OSO2-Ph-CH3)、
2.73 (1H, t, H-(OCH2CH2)8-)、
3.45-3.85 (46H, m, -(OCH2CH2)11-OCH2CH2-)、
4.16 (2H, t, -(OCH2CH2)7-OCH2CH2-OSO2-Ph-CH3),
7.35 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)、
7.80 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)
MS(ESI+):化合物44 718.3 [M+NH4]+
粗生成物
MS(ESI+):化合物44 718.3 [M+NH4]+、 化合物1 212.3 [M+NH4]+、 化合物9 564.5 [M+NH4]+、 化合物16 916.4 [M+NH4]+
収量:30.3g (収率:59%)
純度:94.9% (HPLC-RI)
 純度測定に用いたHPLC測定条件を以下に示す。
装置:Waters社製のalliance、
カラム:ジーエルサイエンス社製のInertsil ODS-3 (カラムサイズ:4.6mm×25cm,粒子径5μm)、
検出器:RI、
展開溶媒:メタノール/5mM酢酸アンモニウム溶液 = 55/45、
流速:0.6mL/min、
カラム温度:40℃、
サンプル濃度:0.2mg/mL、
注入量:40μL。
 純度の値は保持時間11~40minで検出される全ピーク面積に対する化合物44のピーク面積の割合。
(比較例2-5)
 片末端トシル基、片末端tertブチルエステル基を有するエチレングリコール鎖長が12ユニットの化合物47の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物44(4.96g、7.08mmol)、アクリル酸tert-ブチル(3.09mL、21.2mmol)、トルエン(100mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、0℃まで冷却後、パウダー状の水酸化カリウム(199mg、3.54mmol)を加え、0℃で1時間反応させた。反応後、飽和塩化アンモニウム水溶液(50mL)を加え分液した。有機層を飽和食塩水(50mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物47を得た。
 
化合物47
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.45 (9H, s, (CH3)3C-O-CO-CH2CH2-)、
2.45 (3H, s, -OSO2-Ph-CH3)、
2.50 (2H, t, (CH3)3C-O-CO-CH2CH2-)、
3.45-3.85 (48H, m, -CH2CH2-(OCH2CH2)11-OCH2CH2-)、
4.16 (2H, t, -OCH2CH2-OSO2-Ph-CH3)、
7.34 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)、
7.80 (2H, d, -OSO2-Ph-CH3)
MS(ESI+):化合物47 847.0 [M+NH4]+
収量:5.43g (収率:93%)
(比較例2-6)
 片末端フタルイミド基、片末端tertブチルエステル基を有するエチレングリコール鎖長が12ユニットの化合物48の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物47(5.43g、6.55mmol)、アセトニトリル(45mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、フタルイミドカリウム塩(1.58g、8.52mmol)を加え、80℃で18時間撹拌した。NMRにより化合物48の消失を確認し、反応溶液を濃縮した。残渣にジクロロメタン(50mL)を加え固形分をろ過した後に、ろ液を0.1M水酸化ナトリウム水溶液(50mL)で1回、飽和食塩水(50mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物48を得た。
 
化合物48
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.45 (9H, s, (CH3)3C-O-CO-CH2CH2-)、
2.50 (2H, t, (CH3)3C-O-CO-CH2CH2-)、
3.45-3.85 (48H, m, -CH2CH2-(OCH2CH2)11-OCH2CH2-)、
3.90 (2H, t, -OCH2CH2-phthalimide)、
7.71 (2H, dd, -phthalimide)、
7.80 (2H, dd, -phthalimide)
MS(ESI+):化合物48 828.1 [M+NH4]+
収量:4.26g (収率:81%)
(比較例2-7)
 式(8)中のaが12であり、Rがtert-ブチル基である化合物17の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物48(4.26g、5.30mmol)、エタノール(60mL)およびヒドラジン1水和物(3.86mL、79.5mmol)を加えて85℃で1時間反応させた。室温まで冷却後、析出した白色固体を溶解させるために、12%炭酸カリウ水溶液(5mL)を加えた後に混合溶液を減圧濃縮した。残渣にイオン交換水(20mL)を加え濃塩酸を添加し、pH3に調整し、固形分をろ過した。ろ液に食塩を加えてジクロロメタン(20mL)で2回抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで脱水、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物17を得た。
 
化合物17
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
1.44 (9H, s, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
2.50 (2H, t, -CH2CH2-COO-C(CH3)3)、
3.1 (2H, t, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)11-)、
3.45-3.85 (48H, m, H2N-CH2CH2O-(CH2CH2O)11-CH2CH2-)
収量:3.13g (収率:88%)
(比較例2-8)
 式(1)中のaが12であり、化合物18の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物17(3.13g、4.65mmol)、1M塩酸(3mL)を加えて溶解させた後、55℃で2時間撹拌した。15℃に冷却後、イオン交換水(5mL)で希釈し、ジクロロメタン(10mL)で3回洗浄した。水層に2M水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH9に調整した。この水溶液をジクロロメタン(10mL)で3回洗浄し、水層に食塩を加えて飽和させた。この水溶液をクロロホルム(10mL)で3回抽出し、有機層に硫酸ナトリウムで脱水し、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色固体の化合物18を得た。
 
化合物18
1H-NMR(CD3OD、内部標準TMS);δ(ppm):
2.56 (2H, t, -CH2CH2-COOH)、
3.17 (2H, t, H2N-CH2CH2O-)、
3.6-3.9 (48H, m, -CH2CH2O-(CH2CH2O)11-CH2CH2-)
収量:2.32g (収率76%)
純度:98.0% (HPLC-RI)
 純度測定に用いたHPLC測定条件を以下に示す。
 装置:Waters社製のalliance、
カラム:ジーエルサイエンス社製のInertsil ODS-3 (カラムサイズ:4.6mm×25cm, 粒子径5μm)、
検出器:RI、
展開溶媒:メタノール/5mM酢酸アンモニウム溶液 = 27.5/72.5、
流速:1.0mL/min、
カラム温度:40℃、
サンプル濃度:2mg/mL、注入量:50μL
(比較例3)
 比較例2-2で得られた化合物12を含有する反応生成物中の両末端にトリチル基を有する化合物3、6および13の含有量の算出式
 (3)中のaが12であり、Rがトリチル基であり、Lがメシル基である化合物19の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
 温度計、窒素吹き込み管、撹拌機を付した反応容器に化合物12を含有する反応生成物(化合物12:25g、317mmol未満)、トルエン(125mL)を加えて窒素雰囲気下で溶解させた後、トリエチルアミン(5.3mL、38mmol)を加えた。10℃で塩化メタンスルホニル(2.7mL、35mmol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。2時間後、TLC分析により化合物12の消失を確認し、1M塩酸水溶液(50mL)を加え、分液した。有機層を1M塩酸水溶液(50mL)で1回、飽和重曹水(50mL)で2回、飽和食塩水(50mL)で1回洗浄した。有機層に硫酸ナトリウムを加え脱水後、ろ過した。ろ液を減圧濃縮し、淡黄色透明液体の化合物19を含有する反応生成物を得た。また、ESI-MS測定により、得られた反応生成物には上記化合物3、6および13が含まれていることを確認した。
 
化合物19
1H-NMR(CDCl3、内部標準TMS);δ(ppm):
3.07 (3H, s, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
3.23 (2H, t, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
3.45-3.85 (44H, m, -OCH2CH2-(OCH2CH2)10-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)、
4.37 (2H, t, -OCH2CH2-O-SO2CH3)、
7.21-7.47 (15H, m, (C6H5)3C-OCH2CH2-、化合物3,6,13由来を含む)
MS(ESI+):化合物19 884.9 [M+NH4]+、 化合物3 696.8 [M+NH4]+、 化合物6 1049.4 [M+NH4]+、 化合物13 1401.3 [M+NH4]+
収量:26g
 比較例3の化合物19の1H-NMR測定結果から、化合物3、6および13は約9.8mol%(化合物3: 4.8mol%、化合物6: 4.7mol%、化合物13: 0.3mol%、概算)含まれていることを確認した。
 なお、δ3.23ピークを基準とした場合の化合物3、6、13含有量算出式は下式で表される。
 (((2-[δ4.32])/4H)/([δ4.32]/2H))×100 (mol%)
 化合物3、6の含有量は比較例1-1、2―1で算出した値を適用
 また、比較例3にて使用した反応生成物12には化合物3、6および13が約9.7wt%含有していることになる。
 両末端にそれぞれ水酸基とトリチル基を有するヘテロ単分散ポリエチレングリコールの化合物5を原料に両末端にそれぞれアミノ基とカルボキシル基を有するヘテロ単分散ポリエチレングリコールの化合物10を得るまでの総収率の比較
 aが8または12において、式(4)から式(1)を製造した場合の総収率を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000086
 前記総収率は下式で求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000087
 前記総収率を求める式において、aが8である化合物5の純分とは、実施例1-2で得られた化合物5を含有する反応生成物量から、両末端にトリチル基を有する化合物3、6の含有量を除いた値に、実施例4で得られた化合物42の純度を乗じた値である。また、比較例1-2で得られた化合物5を含有する反応生成物量から、両末端にトリチル基を有する化合物3、6の含有量を除いた値に、比較例1-4で得られた化合物42の純度を乗じた値である。
 前記総収率を求める式において、aが12である化合物12の純分とは、実施例2-2で得られた化合物12を含有する反応生成物量から、両末端にトリチル基を有する化合物3、6および13の含有量を除いた値に、実施例5で得られた化合物44の純度を乗じた値である。また、比較例2-2で得られた化合物5を含有する反応生成物量から、両末端にトリチル基を有する化合物3、6および13の含有量を除いた値に、比較例2-4で得られた化合物44の純度を乗じた値である。
 前記総収率を求める式において、aが8である化合物10およびaが12である化合物18の純分とは、各々HPLCで求められた純度に相当する。
 従来の製造方法では、鎖長延長工程で副生する鎖長の異なる特定分子量の両末端にトリチル基を含有する不純物を精製するために、一度水酸基をトシル基に変換していた。一方で、この工程を経ずに当該不純物を除去することで、従来よりも工程数が少なくなり、収率低下の原因となる未反応原料の残存や反応副生物の生成を抑制することができ、収率を向上させることができた。
 本発明により、両末端にそれぞれアミノ基およびカルボキシル基を有する高純度なヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの新規な製造方法を提供することができる。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2019年3月29日出願の日本特許出願(特願2019-065528)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 

Claims (9)

  1.  式(1)で表されるヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを製造する方法であって、下記工程(A)、(B)、(C)、(D)、(E)および(F)を有することを特徴とする、ヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式(1)中、aは6~12の整数を示す)
     
    工程(A): 式(2)の化合物と式(3)の化合物を式(F1)の条件を満たすように求核置換反応させ、式(4)の化合物を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    (式(2)中、bは3~9の整数を示す)
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    (式(3)中、Lはメシル基またはトシル基を示し、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、cは3~9の整数を示す)
     
    6≦b+c≦12      (F1)
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

    (式(4)中、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、aは6~12の整数を示す)
     
    工程(B): 前記工程(A)で得られた前記式(4)の化合物に式(5)の化合物を10℃以下の温度条件でマイケル付加反応させ、式(6)の化合物を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

    (式(5)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示す)
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

    (式(6)中、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは6~12の整数を示す)
     
    工程(C): 前記工程(B)で得られた前記式(6)の化合物を脱トリチル化または脱ベンジル化し、式(7)の化合物を含む反応生成物を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

    (式(7)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは6~12の整数を示す)
     
    工程(D): 前記工程(C)で得られた前記反応生成物から前記式(7)の化合物を精製する工程
     
    工程(E): 前記工程(D)で得られた前記式(7)の化合物とフタルイミドを反応させて脱フタルイミド化し、式(8)の化合物を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

    (式(8)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは6~12の整数を示す)
     
    工程(F): 前記工程(E)で得られた前記式(8)の化合物を酸加水分解処理し、前記式(1)で表される化合物を得る工程。
     
  2.  前記工程(D)において、前記式(7)の化合物をジクロロメタンまたはクロロホルムを用いて精製することを特徴とする、請求項1記載の方法。
     
  3.  前記工程(D)において、前記式(7)の化合物を水または無機塩の濃度が10重量%以下の水溶液を用いて精製することを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
  4.  前記工程(D)が、1~25℃の温度での洗浄工程を有することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一つの請求項に記載の方法。
  5.  式(1)で表されるヘテロ型単分散ポリエチレングリコールを製造する方法であって、下記工程(A)、(B)、(C)、(E)、(F)および(G)を有することを特徴とする、ヘテロ型単分散ポリエチレングリコールの製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

    (式(1)中、aは13~40の整数を示す)
     
    工程(A): 式(2)の化合物と式(3)の化合物を式(F1)の条件を満たすように求核置換反応させ、式(4)の化合物を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

    (式(2)中、bは3~37の整数を示す)
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

    (式(3)中、Lはメシル基またはトシル基を示し、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、cは3~37の整数を示す)
     
    13≦b+c≦40      (F1)
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

    (式(4)中、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、aは13~40の整数を示す)
     
    工程(B): 前記工程(A)で得られた前記式(4)の化合物に式(5)の化合物を10℃以下の温度条件でマイケル付加反応させ、式(6)の化合物を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

    (式(5)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示す)
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

    (式(6)中、R1はトリチル基またはベンジル基を示し、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは13~40の整数を示す)
     
    工程(C): 前記工程(B)で得られた化合物を脱トリチル化または脱ベンジル化し、式(7)の化合物を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

    (式(7)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは13~40の整数を示す)
     
    工程(E): 前記工程(C)で得られた前記式(7)の化合物とフタルイミドを反応させ、脱フタルイミド化し、式(8)で表される化合物を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

    (式(8)中、R2は炭素数1~6の炭化水素基を示し、aは13~40の整数を示す)
     
    工程(F): 前記工程(E)で得られた前記式(8)の化合物を酸加水分解処理を実施し、前記式(1)の化合物を含む反応生成物を得る工程
     
    工程(G): 前記工程(F)で得られた前記反応生成物から前記式(1)の化合物を精製する工程
  6.  前記工程(G)において、精製に使用する有機溶媒がジクロロメタンまたはクロロホルムであることを特徴とする、請求項5記載の方法。
  7.  前記工程(G)において、精製に使用する水溶液がpH8以上の塩基性水溶液であることを特徴とする、請求項5または6記載の方法。
  8.  前記工程(B)において、前記式(5)の化合物のRがイソプロピル基またはtert-ブチル基であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一つの請求項に記載の方法。
  9.  前記工程(B)において、塩基として、フレーク状の水酸化カリウムまたはパウダー状の水酸化カリウムを用いることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一つの請求項に記載の方法。
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