Полиоксиэтилен, имеющий сахар на одном конце и другую функциональную группу на другом конце, и способ его получения

 

Изобретение представляет гетерохелатный олигомер или полимер следующей формулы: где А обозначает остаток сахара, L обозначает связывающую группу, представляемую следующей формулой: где R¹ и R², независимо, обозначают низший алкил, аралкил или арил, Х обозначает одинарную связь или -СН₂-СН₂-, Z обозначает группу, образующую ненасыщенный сложный эфир или простой эфир, или функциональную группу, такую как галоген, которая связана с -СН₂-СН₂-, n обозначает целое число, равное 5-10000, a m обозначает целое число, равное 0 или 2-10000, а также представляет способ получения вышеуказанного олигомера или полимера, и кроме того, высокомолекулярных мицелл с использованием полиэтиленоксид-полиэфирного блоксополимера, который имеет сахаридный остаток на своем конце. Указанный олигомер или полимер проявляет превосходную биодоступность и будет использоваться в таких областях, как производство носителей для доставки лекарственных веществ или диагностических реагентов. 3 с. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Данное изобретение относится к олигомеру или полимеру (гетеротелехелатные олигомер или полимер), который имеет сахар на одном конце и другую функциональную группу на другом конце, и способу получения указанных олигомера или полимера.

Полиэтиленоксид обладает такими свойствами, как растворимость в воде и неиммуногенность, и отмечается его применение в биологических и медицинских разработках, такое как использование в качестве модификатора для биологически активных веществ, таких как белки и лекарственные вещества.

Например, известно, что когда белок модифицируется пропиленгликолем, его иммуногенность заметно снижена (Protein Hybrid, Yuji Inada, Hiromoto Maeda and Kyoritsu Shuppan (1988)). Когда полиэтиленоксид связан с белком таким образом, функциональная группа для реакции с концевой группой белка должна быть на конце полиэтиленоксида. В основном на поверхности белка присутствуют разные функциональные группы, такие как карбоксильные группы, аминогруппы, гидроксильные группы и меркаптогруппы, и выбор функциональной группы для реакции с полиэтиленоксидом часто имеет огромное влияние на физиологическую активацию такого белка.

В настоящее время большинство полиэтиленоксидных производных, которые разрабатываются, имеют на обоих концах гидроксильные группы или нереактивную алкоксильную группу на одном конце и гидроксильную группу на другом конце. Так как гидроксильная группа имеет низкую реактивность по сравнению с альдегидной группой и аминогруппой, были предприняты попытки превратить ее в другую функциональную группу (Synth. Commun. , 22 (16), (1992), 2417-2424 (1992); J. Bioact. Compat. Polym., 5 (2) 227-231 (1990). Путь реакции или использования полиэтиленоксида был к сожалению крайне ограничен, когда он используется в качестве модификатора белка вышеупомянутым образом.

Кроме того, недавно было показано значение гетеросвязывания для связывания белка, имеющего определенную функцию, с соединением, имеющим другую функцию, такую как функция антитела через полиэтиленоксид. В этом случае приобретает большое значение полиэтиленоксидное производное, имеющее разные функциональные группы на двух концах. Метод с использованием полиэтиленоксида, имеющего гидроксильную группу на обоих концах, в качестве сырьевого материала применяется для синтеза этого типа гетерополиэтиленоксида (Poly(ethyleneglycol) Chemistry; JM/Harris, Plenum Press, 1992). Продукт, полученный по этому варианту метода, является, однако, смесью непрореагировавшего вещества, побочных продуктов реакции и перереагировавшего вещества, модифицированного на его обоих концах, и поэтому этот продукт нуждается в очистке с помощью колоночной операции или тому подобного, так чтобы мог быть выделен желаемый продукт, и этот процесс вызывает большие проблемы, связанные с выходом продукта и его чистотой.

Чтобы преодолеть проблемы такого рода, авторы этого изобретения недавно полимеризовали полиэтиленоксид с солью щелочного металла аминосоединения или спирта, имеющих функциональную группу, служащую инициатором, и открыли способ синтезировать гетерополиэтиленоксид, имеющий разные функциональные группы на двух концах, такие как аминогруппа, альдегидная группа, меркаптогруппа, карбоксильная группа и гидроксильная группа, с хорошим количественным выходом (Japanese Patent Application No. 5-009168; Tokugan 5-194977; Tokugan 6-94532; Tokugan 6-117262; and Tokugan 6-228465).

Однако, количественный синтез гетерополиэтиленоксида, имеющего сахарный остаток на одном конце, все же еще не был осуществлен. Из-за характерного взаимодействия и сродства между определенным типом сахара и каждой составляющей частью организма, могут быть получены соединения, имеющие характерное сродство к биологическим компонентам и высокую биодоступность, если сахарная группа может быть количественно введена на один конец полиэтиленоксида и реактивная функциональная группа на другой конец; такое соединение должно стать материалом, который, как можно ожидать, будет применяться для носителей для доставки лекарственных соединений, которые обладают свойствами нацеленной доставки и для предшественников диагностических веществ и тому подобного.

Объектом этого изобретения является поэтому получение (гетеротелехелатных) полиэтиленоксидных производных и полиоксиэтилен-полиэфирных производных, имеющих остаток сахара на одном конце и реактивную функциональную группу, но не сахар, на другом конце, и получение способа производства таких производных селективно, относительно легко и эффективно.

Авторы этого изобретения обнаружили, что с помощью применения живой полимеризации для сахаров, гидроксильные группы которых селективно защищены, и этиленоксида и лактона или лактида в качестве циклических мономеров, можно легко получить гетеротелехелатный олигомер и полимер, которые имеют сахар на одном конце и реактивную функциональную группу, но не сахар, на другом конце, и которые имеют узкое распределение молекулярного веса и желаемую степень полимеризации. Полученное таким образом полиэтиленоксидное производное, как ожидается, проявит превосходную биоактивность и его будет удобно использовать в качестве вещества или предшественника в области биохимии и/или для лечения в медицине.

Это изобретение представляет полиэтиленоксидное производное, которое может быть представлено следующей формулой (I): где А обозначает сахарный остаток, представляемый следующей формулой где группы R независимо обозначают следующее: один из R обозначает связывание ковалентной связью с соседней метиленовой группой через кислородный атом; что касается остальных R, они иногда обозначают водородный атом, C_1-5-алкил, C_1-5-алкилкарбонил или три-С_1-5 -алкилсилил (эти алкилы могут быть одинаковыми или разными), а иногда два из указанных R в соединении в то же время образуя ацеталь вместе с атомом кислорода, с которым эти R связываются, обозначают С_3-5-алкилиден или бензилиден, чей митин может быть замещен C_1-3-алкилом, а обозначает целое число, равное 0 или 1, b обозначает целое число, равное 2 или 3, а с обозначает целое число, равное 0 или 1.

n обозначает целое число, равное 5-10000,
L обозначает связывающую группу, представляемую следующей формулой

где R¹ и R² независимо обозначают атом водорода, C_1-6-алкил, арил или C_1-3-алкиларил,
m обозначает целое число, равное 0 или 2-10000,
Х обозначает одинарную связь или -СН₂-СН₂-, а
когда Х является одинарной связью, Z обозначает атом водорода, щелочной металл, акрилоил, метакрилоил, циннамоил, п-толуолсульфонил, аллил, карбоксиметил, карбоксиэтил, этоксикарбонилметил, этоксикарбонилэтил, 2-аминоэтил, 3-аминопропил, 4-аминобутил, винилбензил, ди-С_1-5-алкилокси-С_2-3-алкил или альдегид-С_2-3-алкил, тогда как, когда Х является -СН₂-СН₂-, a m равно 0, Z обозначает гидроксил, меркаптогруппу, аминогруппу или атом галогена.

В другом аспекте это изобретение представляет способ получения полиэтиленоксидного производного, представляемого вышеприведенной формулой (I), процесс которого состоит из следующих стадий:
Стадия 1:
Этиленоксид полимеризуется в присутствии инициатора полимеризации, представляемого следующей формулой (II)

где группы R независимо обозначают следующее:
один из R обозначает щелочной металл (M), т.е. натрий, калий или цезий;
что касается других R, они иногда обозначают C_1-5-алкил, C_1-5-алкилкарбонил или три-С_1-5-алкилсилил (эти алкилы могут быть одинаковыми или разными),
а иногда два из указанных R в соединении, в то же время образуя ацеталь вместе с атомом кислорода, с которым эти R связываются, обозначают С_3-5-алкилиден или бензилиден, чей митин может быть замещенным C_1-3-алкилом; а обозначает целое число, равное 0 или 1, b обозначает целое число, равное 2 или 3, а с обозначает целое число, равное 0 или 1.

Стадия 2:
Если необходимо, олигомер или полимер, полученные на вышеизложенной стадии 1, представляемые следующей формулой (III)

где А и n имеют те же значения, что и в формуле (I) или
(I) гидролизуется, или
(II) приводится в реакцию с

где R¹ и R² имеют те же определения, что и в формуле I, так что могут быть получены олигомер или полимер, представляемые следующей формулой (IV):

где А, L, m и n имеют те же определения, что и в формуле (I).

Стадия 3:
Если необходимо, олигомер или полимер, полученные на стадии (I) или стадии (2), приводятся в реакцию или с
I) акриловой кислотой, метакриловой кислотой, п-толуолсульфоновой кислотой или их реактивным производным, или с
II) галогенидом, представляемым следующей формулой (V)
halo-E, (V)
где halo обозначает хлор, бром или иод, Е обозначает аллил, карбоксиметил, этоксикарбонилметил, этоксикарбонилэтил, винилбензил, N-фталимидэтил, N-фталимидпропил или N-фталимидбутил.

Стадия 4:
Если необходимо, группы R остатка сахара А удаляют, за исключением вышеупомянутой связи.

При представленном выше способе это изобретение дает новый гетеротелехелатный полиэтиленоксид или полиэтиленоксид-полиэфирное производное, представляемое формулой (I), которое является монодисперсионным или мономодальным полимером или олигомером, имеющим любую степень полимеризации, в зависимости от назначения, и изобретение также представляет способ эффективного производства указанного полимера или олигомера.

Производное, представляемое формулой (I), может использоваться в качестве носителя для основы или доставки лекарственного вещества различного рода лекарственных средств. Когда соответствующий белок, например, антитела и тому подобное, связывают через функциональную группу этого производного, указанное производное, как ожидается, сможет применяться в качестве носителя, имеющего свойства обеспечивать целевую доставку лекарственных веществ или других активных веществ или в качестве диагностического реагента. В частности, производное, в котором m в формуле (I) обозначает целое число, равное 2-10000, имеет применение в качестве носителя для вспомогательных средств для лекарств, так как такое производное образует стабильные высокомолекулярные мицеллы в водном растворителе.

Выражение "высокомолекулярная мицелла" означает мицеллу, имеющую большой молекулярный вес. Это полимерная мицелла, представляющая собой блоксополимер, включающий гидрофильные и гидрофобные сегменты. В контексте данной заявки, этот термин относится к полимерной мицелле, состоящей из блок-сополимера формулы 1, приведенной в представленном описании, когда m находится в интервале от 2 до 10000. Мицелла, описываемая в данном изобретении, может быть приготовлена из блок-полимера формулы 1, когда m находится в интервале от 2 до 10000 в соответствии с общепризнанной технологией, как иллюстрируется приведенными в настоящем описании Примерами 14 и 15.

По определению, "водный растворитель" является растворителем, смешанным с водой. Растворитель может быть растворимым в воде и нерастворимым в воде. Он может быть летучим или нет. Это может быть органический растворитель, такой как водный диметилацетамид, как описано в указанных выше примерах 14 и 15. Водным растворителем может быть жидкая среда, например, вода. Если мицеллу предполагается использовать в медицине, предпочтительнее использовать растворитель, который нетоксичен и совместим с жидкостями организма.

Фиг. 1 представляет хроматограмму проникновения в гель гетеротелехелатного полиэтиленоксида (т.е. образец из примера 1, упомянутый выше), который количественно имеет остаток 1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-D-глюкофуранозы на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце (Условия: колонка: TSK-Gel (G4000 Н•L, G3000 Н•L, G2500 Н•L); элюент: ТГФ (содержащий 2% триэтиламин); скорость потока: 1/мл/мин).

Фиг.2 показывает спектр протонного ядерно-магнитного резонанса гетеротелехелатного полиэтиленоксида (т.е., образца из примера 1, упомянутого выше), который количественно имеет остаток 1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-D-глюкофуранозы на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце.

Фиг. 3 представляет хроматограмму проникновения в гель гетеротелехелатного полиэтиленоксида (образец из примера 2, упоминаемого позднее), который количественно имеет остаток 3,5-О-бензилиден-1,2-О-изопропилиден-D-глюкофуранозы на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце (рабочие условия те же, что и на фиг.1).

Фиг.4 представляет спектр протонного ядерно-магнитного резонанса гетеротелехелатного полиэтиленоксида (образец из примера 2, приводимого далее), который количественно имеет остаток 3,5-О-бензилиден-1,2-О-изопропилиден-D-глюкофуранозы на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце.

Фиг. 5 представляет хроматограмму проникновения в гель гетеротелехелатного полиэтиленоксида (образец из примера 3, приводимого далее), который количественно имеет остаток 1,2;3,4-ди-O-изопропилиден-D-галактопиранозы на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце (рабочие условия те же самые, что и на фиг.1, за исключением того, что в качестве элюента используется ТГФ).

Фиг. 6 представляет спектр протонного ядерно-магнитного резонанса гетерохелатного полиэтиленоксида (образец из примера 3, приводимого далее), который количественно имеет остаток 1,2:3,4-ди-O-изопропилиден-D-галактопиранозы на α-конце и гидроксильную группу на -конце.

Фиг.7 представляет спектр протонного ядерно-магнитного резонанса глюкозы (образец из примера 4, приводимого далее), которая количественно имеет полиэтиленоксидную цепь на гидроксильной группе в 6-м положении.

Группа А в полиэтиленоксидном производном по формуле (I) этого изобретения может быть или получена из натурального продукта или быть производным натурального продукта или химической синтетической, поскольку она является остатком моносахарида, представляемого формулой

где R, a, b и с имеют те же значения, что и выше.

Примеры сахаров из природных продуктов, из которых может быть соответственно получен такой сахарный остаток, включают, но не ограничиваются ими, следующие: глюкозу, галактозу, фруктозу, рибозу, арабинозу, ксилозу, ликсозу, аллозу, альтрозу, гулозу, идозу и талозу. Что наиболее предпочтительно среди этих вариантов, зависит от объекта применения полиэтиленоксидного производного этого изобретения и поэтому не может ограничиваться. С точки зрения доступности сырьевого материала обычно предпочтительнее, однако, глюкоза, галактоза, манноза, фруктоза, рибоза и ксилоза. С такой точки зрения особенно предпочтительны глюкоза и галактоза.

Группы R в вышеприведенных остатках сахаров, которые предназначаются для защиты всех гидроксильных групп остатка сахара, когда производное по формуле (I) подвергается дальнейшим реакциям, являются или такими группами, которые можно селективно удалять, когда необходимо, или атомами водорода, за исключением единственного R, который является связыванием ковалентной связью указанного остатка сахара с α-концевой метиленовой группой из полиэтиленоксидного сегмента производного по формуле (I) через кислородный атом, с которым указанный R связан. Конкретные примеры такой защищающей группы включают C_1-5-алкильные, C_1-5-алкилкарбонильные и три-С_1-5-алкилсилильные группы. Алкильная часть этих групп может быть алкилом с прямой или разветвленной цепью, например, метилом, этилом, пропилом, изопропилом, бутилом, вт-бутилом, трет-бутилом, пентилом или изопентилом. Что касается три-С_1-5-алкилсилила, три алкильные части в нем могут быть одинаковыми или разными. Предпочтительные примеры этой группы включают триметилсилил, триэтилсилил и трипропилсилил, в которых их алкильные части подобны одна другой.

В другом случае два из указанных R вместе при образовании ацеталя

вместе с атомом кислорода, с которым эти R связаны, обозначают С_3-5-алкилиден, такой как изопропилиден, 1-бутилиден, 2-бутилиден или 3-пентилиден и бензилиден, метин которых может быть замещенным C_1-3-алкилом, таким как бензилиден

и метилбензилиден
.

Когда два R образуют эти ацетали, эти группы R могут быть селективно с легкостью удалены и соответственно может быть легко получен остаток сахара, где R обозначает атом водорода (у гидроксильной группы удалена защита).

Значки а, b и с в вышеприведенной формуле обозначают целые числа, которые меняются в зависимости от вида сахара, выбранного в качестве исходного материала. Знак а является 0 или 1, b равен 2 или 3, а с является 0 или 1, когда в качестве исходного материала используется, например, глюкоза, а равно 0, b равно 3 и с равно 0 в случае D-глюкопиранозы в форме внутримолекулярного гемиацеталя, тогда как в случае D-глюкофуранозы а равно 0, b равно 2 и с равно 1. Поэтому обе эти формы включены в вышеуказанный остаток сахара.

Когда в качестве исходного материала используется галактоза, с другой стороны, а равно 0, b равно 3 и с равно 0.

Знак n в сегменте - (CH₂CH₂O)_n-1-, произведенным из этиленоксида в формуле (I), может теоретически быть любым числом, когда отношение количества этиленоксида (мономера) к инициатору полимеризации регулируется при способе производства этого изобретения посредством живой полимеризации. Чтобы успешно осуществить предмет этого изобретения, n предпочтительно должно быть целым числом, равным 5-10000.

Когда n меньше 5, обычно трудно сохранить узкое распределение молекулярного веса олигомера (или полимера), имеющего такое число n, и таким образом, может быть трудно получить монодисперсный или мономодальный олигомер (или полимер).

С другой стороны, n является целым числом, равным, самое большее, 10000. Как установлено выше, способ производства этого изобретения может, теоретически, дать полимер высокой степени полимеризации. Когда нужно использовать полиэтиленоксидное производное этого изобретения в качестве предшественника для носителя для включения лекарственных веществ или тому подобного, однако предпочтительно, чтобы n было не более 10000.

В связи с этим необходимо иметь в виду, что изобретатели намереваются использовать производное этого изобретения в качестве промежуточного соединения, из которого получаются дополнительно оксиэтиленовые и эфирные сегменты. Более конкретно, однако, n в производном по формуле (I) этого изобретения, предпочтительно, является целым числом, равным 10-200, более предпочтительно, 20-50.

Знак L в сегменте (также называемым полиэфирным сегментом), производным лактида или лактона по формуле (I)

обозначает

Вышеуказанные R¹ и R² независимо обозначают атом водорода, C_1-6-алкил, арил или C_1-3-алкиларил.

Примеры C_1-6-алкила включают низшие алкильные группы с прямой и разветвленной цепью, такие как метил, этил, пропил, изопропил, бутил, вт-бутил, трет-бутил, пентил, изопентил и гексил. Предпочтительным примером арила является фенил, а примеры C_1-3-алкиларила включают бензил, этилбензол и тому подобное.

Эти сегменты обычно получали из лактида α-гидроксикарбоновой кислоты. Учитывая биодоступность, их, предпочтительно, получают из гликолевой кислоты, молочной кислоты, 2-гидроксиизомасляной кислоты, или такого лактида, который включает две из этих кислот в соединении. Другими словами, предпочтительно, чтобы R¹ и R² независимо обозначают атом водорода, метильную или изопропильную группу.

Сегмент

является необязательным. Символ m может обозначать 0 (указанный сегмент отсутствует) или целое число, равное 2-10000, и может образовывать блокполимер. Когда образуется блоксополимер, этот сегмент обычно дает полиэтиленоксидное производное этого изобретения с гидрофобной частью. Предпочтительное значение m поэтому зависит от цели использования производного (блоксополимера) этого изобретения или свойств групп R¹ и R². Обычно, однако, m предпочтительно равно 5-200, более предпочтительно, 10-100.

Знак Х в формуле -X-Z (I) является или одинарной связью в случае, когда Z непосредственно ковалентно связан с атомом кислорода в ω-положении следующих сегментов.

или с этиленом (-СН₂-СН₂-). Поэтому когда m равно 0, эта этиленовая группа может быть получена из -СН₂-СН₂-ОН, который образуется вследствие присоединения этиленоксида.

Когда Х является одинарной связью, Z может быть атомом водорода или щелочного металла. В этом случае соединение этого изобретения получается как продукт реакции или его гидролизат от живой полимеризации, при которой используются анион сахарного остатка А в качестве инициатора полимеризации, этиленоксид в качестве мономера и, в зависимости от обстоятельств, лактид или лактон. Типичные примеры щелочного металла поэтому включают натрий, калий и цезий.

Когда Z не является атомом щелочного металла и водорода, полиэтиленоксидное производное этого изобретения представляет простые и сложные эфиры разного рода, имеющие разные функциональные группы, которые образуются с помощью ω-концевой гидроксильной группы. Z поэтому может быть группой, которая способна к образованию сложного эфира, такого как акрилоил (-СОСН=СН₂), метакрилоил (-СОС (СН₃)=СН₂), циннамоил

и п-толуолсульфонил
.

С другой стороны, примеры такого Z, который может образовывать или включать аллил (-СН₂-СН= СН₂), карбоксиметил (-СН₂СOOН), карбоксиэтил (-СН₂СН₂СООН), этоксикарбонилметил (-СН₂СООС₂Н₅), этоксикарбонилэтил (-СН₂СН₂СООС₂Н₅), 2-аминоэтил (-СН₂СН₂NН₂), 3-аминопропил (-СН₂СН₂СН₂NН₂), 4-аминобутил (-СН₂ (СН₂)₂CH₂NH₂) и винилбензил и ди-С_1-5-алкилокси-С_2-3-алкил, такой как 2,2-диметилоксиэтил (-СН₂-СН (ОСН₃)₂), 2, 2-диэтоксиэтил (-СН₂СН(ОС₂Н₅)₂) и 3, 3-диметоксипропил (-СН₂СН₂СН(ОСН₃)₂) и альдегид-С_2-3 алкил (- (СН₂)_1-2CHO).

Кроме того, когда Х обозначает -СН₂-СН₂-, a m обозначает 0 (ноль), Z может быть гидроксилом, меркаптогруппой (-SH), аминогруппой (-NH₂) и галогеном, таким как хлор, бром и йод. Производное по формуле (I), имеющее эти заместители, может быть получено из сульфированного соединения с ω-концевым п-толуолом путем известной реакции. Табл.1 представляет конкретные примеры полиэтиленоксидных производных (соединений) этого изобретения, которые образованы с вышеуказанными заместителями.

Полиэтиленоксидные производные, представляемые данным изобретением, можно эффективно получать с помощью процесса этого изобретения, который включает следующие стадии:
Стадия 1:
Гликозид с щелочным металлом (например, натрием, калием или цезием) по формуле (II)

где R, a, b и с имеют те же значения, что и вышеуказанные,
подвергается живой полимеризации с этиленоксидом в качестве инициатора реакции.

Гликозид щелочного металла по формуле (II) можно получить путем защиты гидроксильных групп моносахарида, за исключением одной гидроксильной группы, и затем металлизации моносахарида. Эта металлизация может быть осуществлена путем использования в качестве металлизатора щелочного металла, такого как натрий, калий, органического соединения металла, такого как натрийнафталин, калийнафталин, кумилкалий, кумилцезий и гидроксид металла, такой как гидроксид натрия и гидроксид калия.

Полученное таким образом соединение по формуле (II), предпочтительно, может приводиться в реакцию с этиленоксидом или в отсутствие растворителя, или в безводном апротонном растворителе в широком интервале температур - 50-300^oС, предпочтительно, 10-60^oС, более удобно, при комнатной температуре (20-30^oС). Реакция может быть проведена или под давлением, или при сниженном давлении. Приемлемые растворители, хотя и не ограничиваются ими, включают бензол, толуол, ксилол, тетрагидрофуран и ацетонитрил. Используемые реакторы, хотя и не ограничиваются, в частности, ими, включают круглодонные колбы, автоклав и устойчивые к давлению запаиваемые трубки. Реактор, предпочтительно, непроницаем для воздуха, и более предпочтительно, заполнен инертным газом. Реакционный раствор имеет концентрацию, равную от 0,1 до 95% по весу, предпочтительно, от 1 до 80% по весу, более предпочтительно, от 3 до 10% по весу.

Полученный таким образом полимер по формуле (III) сам включается в производные по формуле (I) данного изобретения. Кроме того, когда полимер гидролизуется, или когда удаляются защитные группы гидроксилов из сахаридного остатка, может быть получено производное данного изобретения, где значение m равно 0, a -X-Z обозначает атом водорода в формуле (I).

Стадия 2:
Олигомеру или полимеру, представляемым формулой (III)

где А и n имеют те же значения, что и выше, а М обозначает натрий, калий или цезий, дают прореагировать с циклическим мономером, представляемым следующей формулой:

где R¹ и R² имеют те же значения, что и выше.

Хотя температура реакции не ограничена, эта стадия может выполняться при комнатной температуре, как стадия 1. Кроме того, эта стадия может осуществляться путем добавления циклического мономера к реакционной смеси со стадии 1.

Количество мономера, используемого на стадиях 1 и 2, может регулироваться в зависимости от степени полимеризации, которая обозначается числом n и m в желаемой формуле I. На стадии 1, например, отношение соединения по формуле (II) к используемому этиленоксиду при молярном соотношении составляет от 1: 1 до 1:10000, предпочтительно, 1:5-1:10000, наиболее предпочтительно, от 1:20-200 до 1:50-200.

Стадия 3:
Блоколигомер или блоксополимер по формуле (IV), полученный на стадии 2, сам включается в производные по формуле (I) данного изобретения. Кроме того, когда указанный олигомер или полимер гидролизуется или при условиях, когда защищающие группы гидроксильных групп в сахаридном остатке удаляются, могут быть получены производные данного изобретения, в которых m в формуле (I) обозначает целое число, равное 2-10000, a -X-Z обозначает атом водорода.

На стадии 3 алкоксид щелочного металла по вышеприведенной формуле (III) или (IV) гидролизуется, чтобы стать ω-концевой гидроксильной частью, которая 1) приводится в реакцию с акриловой кислотой, метакриловой кислотой или п-толуолсульфоновой кислотой в инертном органическом растворителе с образованием соединения этерифицированного на ω-конце или 2) ей дают прореагировать с галогенидом по формуле (V)
halo - Е, (V)
где halo и Е имеют те же значения, что и выше,
с образованием соединения, этерифицированного на ω-конце.

Эти реакции могут проводиться путем известных процессов образования сложного и простого эфиров. Конкретные процессы показаны в примерах, приводимых далее. Что касается органической кислоты в вышеприведенной стадии 1), удобно использовать реактивное производное ангидрида кислоты или галогенида кислоты.

В случае введения, например, меркаптогруппы на ω-конец после тозилирования ω-конца гидролизата по формуле (III) или (IV) с помощью п-толуолсульфонилхлорида, тиоэфирная группа вводится на ω-конец путем реакции с электрофильным веществом, таким как тиоацетат натрия, тиоацетат калия или гидросульфид калия; затем гидролиз ω-концевого тиоэфира выполняется в то же самое время, что и удаление защиты у сахаридного остатка путем обработки щелочью или кислотой, и получается соединение, показанное в формуле (I). А также, другой способ получения соединения, показанного в формуле (I), состоит в реакции соединения гидролизата по формуле (III) или (IV) с эфиром п-толуолсульфоновой кислоты, имеющим S-S связь, таким как дитиодиэтанолдитозилат, а затем реакции восстановления с получением концевой меркаптогруппы и последующего удаления защитных групп у сахаридного остатка путем оработки кислотой и щелочью.

В случае введения на ω-конец, например, аминогруппы гидролизат по формуле (III) или (IV) реагирует с электрофильным веществом, N-(2-бромэтил)фталимидом, N-(3-бромпропил)фталимидом, 1-бром-2-(бензоламид)этаном, N-(2-бромэтил)бензилкарбаматом, затем производится гидролиз ω-концевой имидной связи в то же время, что и удаление защиты сахаридной группы путем обработки щелочью или кислотой, и получается соединение, показанное в формуле (I).

В случае введения, например, альдегидной группы на ω-конец проводится реакция с галогенированным алкилом, имеющим ацетальную группу, таким как 2,2-диметоксиэтилхлорид, 2,2-диэтоксиэтилхлорид, 2,2-диметоксиэтилбромид, 2,2-диэтоксиэтилбромид или 3,3-диметоксипропилхлорид, затем проводится гидролиз ω-концевого ацеталя в то же время, что и удаление защиты сахаридного остатка, путем обработки щелочью или кислотой, и получают соединение, показанное в формуле (I).

Стадия 4:
Когда защищающие группы сахаридного остатка удаляются, когда необходимо, олигомер или полимер, полученные выше, дают производные по формуле (I) данного изобретения, в которых защищающие группы R (но не связь) сахаридного остатка удалены (в результате R обозначает атом водорода). Две из защищающих групп R, предпочтительно вместе образуют ацеталь, так что защищающие группы R удаляются селективно. Что касается реакции удаления, удобен кислотный гидролиз с использованием трифторуксусной кислоты.

Реагентом, используемым при гидролизе R сахаридного остатка и защищающих групп (когда группа Z имеет защищающие группы) других частей, может быть кислота, такая как хлористоводородная кислота, серная кислота, азотная кислота, муравьиная кислота и фтористоводородная кислота, а также вышеназванная трифторуксусная кислота, или щелочь, такая как гидроксид натрия и гидроксид калия. А также может использоваться восстанавливающее вещество, такое как гидрид лития-алюминия.

При этом способе гидролиза полученный полимер, такой как вышеуказанный, растворяется в 0,01N-1,0N, предпочтительно в 0,1N-5N, кислоте или щелочи. Температура реакции равна 0-100^oС, предпочтительно 10-80^oС и наиболее предпочтительно 20-40^oС; время реакции составляет от 1 минуты до 200 часов, предпочтительно, от 30 минут до 100 часов и наиболее предпочтительно, 1-2 часа.

С помощью гидролиза таким способом могут быть селективно получены полиэтиленоксидное производное, показанное в формуле (I) и количественно имеющее сахаридную группу на одном конце и другую, но не сахаридную, группу на другом конце.

После окончания реакции полиэтиленоксидное производное, которое является ее целью, может быть выделено в виде осадка путем подмешивания реакционного раствора в раствор, в котором полиэтиленоксид не расворяется, такой как диэтилэфир, изопропиловый спирт или гексан. А также, оно может быть выделено и очищено с использованием методов, таких как диализ, ультрафильтрация, обработка адсорбентом и способ с колоночной хроматографией.

Таким образом данное изобретение обеспечивает мономодальные производные, представляемые формулой (I), которые имеют узкое распределение молекулярного веса и желаемый молекулярный вес. Эти производные являются новыми гетероциклическими олигомерами или полимерами, которые, как ожидается, должны обладать превосходной биодоступностью.

Последующее является конкретными примерами данного изобретения. Эти примеры, однако, не предназначены для ограничения изобретения.

Типичная схема реакции приведена в конце описания.

Для облегчения понимания этого изобретения последующие схемы реакций для синтеза бивалентных гетерополи(этиленгликол)ей, имеющих восстановленную карбогидратную группу на одном конце, и это является способом этого изобретения.

Пример 1: Получение 1,2; 5,6-ди-О-изопропилиден-D-глюкофуранозо-3-0-полиэтиленоксида

1) После того как 100 г D-глюкозы растворятся в 660 мл ацетона и добавления 80 г хлорида цинка и 2,7 мл 85% водного раствора фосфорной кислоты, в этой смеси происходила реакция в течение 32 часов при комнатной температуре. Затем непрореагировавшую глюкозу отфильтровывали, отфильтрованный раствор нейтрализовали 2,5 N водным раствором гидроксида натрия. Соль отфильтровывали и доводили до твердого состояния под вакуумом. Остаток растворяли в 100 мл воды, продукт извлекали хлороформом (100 мл•3), и после дегидратации его доводили до твердого состояния под вакуумом и получали твердое желтое вещество. Это вещество перекристаллизовывали с помощью лигроина и получали 1,2; 5,6-ди-О-изопропилиден-D-глюкофуранозу (ДИГ) со следующей формулой. Выход составил 63,6 г (43,6%).

2) В реакционный сосуд добавляли 260 мг ДИГ, 20 мл ТГФ, 2 мл раствора 0,5 моля калийнафталина на литр тетрагидрофурана, перемешивали в течение 3 минут в атмосфере аргона и получали 3-0-калий-1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-D-глюкофуранозу. К этому раствору добавляли 5,7 г этиленоксида и перемешивали при комнатной температуре при давлении 1 атм. После прохождения реакции в течение двух дней добавляли небольшое количество воды и реакцию останавливали; затем реакционный раствор выливали в эфир, и осаждался полученный полимер. Полученный осадок очищали с помощью лиофильной сушки из бензола. Выход составил 5,6 г (94%). Полученный полимер по хроматографии проникновения в гель был мономодальным, молекулярный вес полимера составил 2500 (фиг.1).

По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера было подтверждено, что полимер является гетерохелатным олигомером, количественно имеющим 1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-D-глюкофуранозную группу на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце, и имеющий полиэтиленоксид (ПЭО) (фиг. 2). Индекс среднего молекулярного веса этого полимера, определенный с помощью интегрального отношения спектра, был равен 2400.

Пример 2: Получение 3,5-O-бензилиден-1,2-O-изопропилиден-D-глюкофуранозо-6-0-полиэтиленоксида

1) ДИГ, 10 г, растворяли в 40 мл метанола, добавляли 50 мл 0,8% водного раствора серной кислоты, и эту смесь оставляли стоять при комнатной температуре в течение 23 часов; затем добавляли карбонат бария и эту смесь нейтрализовали после кипячения в течение 10 минут, соль отфильтровывали. К полученному белому твердому веществу (7,5 г) после отгонки растворителя добавляли 18 мл бензальдегида и 6,0 г хлорида цинка и эту смесь энергично перемешивали в течение 6 часов при комнатной температуре. Полученный образец перекристаллизовывали из бензола и получали 3,5-О-бензилиден-D-глюкофуранозу (БИГ) со следующей формулой. Выход составил 1,8 г (17,5%).

2) В реакционный контейнер добавляли 308 мг БИГ, 20 мл ТГФ, 2 мл раствора 0,5 моля калийнафталина на литр тетрагидрофурана и перемешивали в течение 3 минут в атмосфере аргона; образовывалась 6-0-калий-3,5-O-бензилиден-1,2-О-изопропилиден-D-глюкофураноза. К этому раствору добавляли 5,3 г этиленоксида и перемешивали при комнатной температуре и давлении 1 атм. После проведения реакции в течение 2 дней добавляли небольшое количество воды и реакция останавливалась; затем реакционный раствор выливали в эфир и полученный полимер осаждался. Полученный осадок очищали путем лиофильной сушки из бензола. Выход составил 3,5 г (63%). Полученный полимер по хроматографии проникновения в гель был мономодальным, индекс среднего молекулярного веса полимера составлял 1800 (фиг.5).

По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера было подтверждено, что этот полимер являлся гетеротелехелатным олигомером, количественно имеющим 3,5-O-бензилиден-1,2-O-изопропилиден-D- глюкофуранозную группу на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце, и имеющий полиэтиленоксид (ПЭО) (фиг.4). Индекс среднего молекулярного веса блоксополимера, определенный с помощью интегрального спектра, был равен 2000.

Пример 3: Получение 1,2;3,4-ди-О-изопропилиден-D-галактопиранозо-6-О-полиэтиленоксид

1) Галактозу, 50 г, растворяли в 1 л ацетона; добавляли 100 г медьсерного ангидрида и 5 мл концентрированной серной кислоты и эту смесь взбалтывали и давали прореагировать в течение 24 часов при комнатной температуре. После того как реакция завершалась, непрореагировавший материал отфильтровывали и профильтрованный раствор нейтрализовали водным раствором гидроксида кальция. Ненужную соль отфильтровывали, затем растворитель удаляли под вакуумом и растворитель перегоняли; была получена 1,2;3,4-ди-О-изопропилиден-D-галактопираноза, показываемая нижеследующей формулой. Выход составил 35 г (48%).

В реакционный контейнер добавляли 180 мг вышеуказанного соединения, 15 мл ТГФ и 2 мл раствора 0,5 моля калий-нафталина на литр тетрагидрофурана и встряхивали в течение 3 минут в атмосфере аргона; получали 6-О-калий-1,2; 3,4-ди-O-изопропилиден-D-галактопиранозу. К этому раствору добавляли 4,4 г этиленоксида и взбалтывали при комнатной температуре и давлении 1 атм. После реакции в течение 2 дней добавляли небольшое количество воды и реакция останавливалась; затем реакционный раствор выливали в эфир и полученный полимер осаждался. Полученный осадок очищали путем лиофильной сушки из бензола. Выход составил 1,7 г (38%). Полученный полимер по хроматографии проникновения в гель был мономодельным, индекс среднего молекулярного веса этого полимера был равен 3500 (фиг.5).

По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера было подтверждено, что полимер является гетерохелатным олигомером, количественно имеющим 1,2;3,4-ди-О-изопропилиден-D-галактопиранозную группу на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце, и имеющий полиэтиленоксид (ПЭО) (фиг.6). Индекс среднего молекулярного веса этого полимера, определенный с помощью интегрального отношения спектра, был равен 3300.

Пример 4: Получение соединения, представляемого следующей формулой

Полиэтиленоксидное производное, 50 мг, полученное в примере 2, растворяли в 90 об.% трифторацетате и оставляли стоять на 40 минут при комнатной температуре. После реакции растворитель отгоняли под вакуумом и очищали с помощью гельфильтрации. Выход составил 47 мг (94%). По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера было подтверждено, что полимер является глюкозой, имеющей полиэтиленоксидную цепь, количественно в положении 6 гидроксильной группы, у которой полностью исчез пик бензилидена на сахаридной группе и изопропилиденовой защитной группы, и которая сохраняла полиэтиленоксидную (ПЭО) единицу (фиг.7).

Пример 5: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

Полиэтиленоксидное производное, 50 мг, полученное в примере 1, растворяли в 90 об.% трифторацетате и оставляли стоять на 40 минут при комнатной температуре. После реакции растворитель отгоняли под вакуумом и очищали с помощью гельфильтрации. Выход составил 40 мг (80%). По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера было подтверждено, что полимер является глюкозой, имеющей полиэтиленоксидную цепь, количественно в положении 3 гидроксильной группы, у которой полностью исчез пик двух изопропилиденовых защитных групп сахаридной группы, и которая сохраняла полиэтиленоксидную (ПЭО) единицу (фиг.7).

Пример 6: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

Полиэтиленоксидное производное, 50 мг, полученное в примере 3, растворяли в 90 об.% трифторацетате и оставляли стоять на 40 минут при комнатной температуре. После реакции растворитель отгоняли под вакуумом и очищали с помощью гельфильтрации. Выход составил 45 мг (90%). По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера было подтверждено, что полимер является глюкозой, имеющей полиэтиленоксидную цепь, количественно в положении 6 гидроксильной группы, у которой полностью исчез пик изопропилиденовой защитной группы и бензилиденовой группы у сахаридной группы, и которая сохраняла полиэтиленоксидную (ПЭО) единицу (фиг. 7).

Пример 7: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

В реакционный контейнер добавляли соединение, 308 мг, 20 мл ТГФ и 2 мл раствора 0,5 моля калий-нафталена на литр тетрагидрофурана и перемешивали 3 минуты в атмосфере аргона, получалась 6-O-калий-3,5-O-бензилиден-1,2-O-изопропилиден-D- глюкофураноза. К этому раствору добавляли 5,3 г этиленоксида и перемешивали в течение 2 дней при комнатной температуре и давлении 1 атм. К этому реакционному раствору добавляли 10 мл диметилсульфоксидного раствора, содержащего 0,2 г этилового эфира 2-бромпропионата кислоты, и этот раствор подвергали химической модификации при реакции в течение 24 часов при комнатной температуре. Этот раствор выливали в эфир и осаждался полученный полимер. Полученный осадок очищали путем лиофильной сушки из бензола. Выход составил 3,0 г (48%). Полученный полимер по хроматографии проникновения в гель был мономодальным, индекс среднего молекулярного веса полимера был равен 2000.

По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера было подтверждено, что полимер является гетерохелатным олигомером, количественно имеющим 3,5-O-бензилиден-1,2-О-изопропилиден-D- глюкофуранозную группу на сахаридном остатке и 3-этоксиоксопропильную группу на ω-конце, у которого показан пик на основе введенного пропионатэтилового эфира, введенного, как показано (1,2, 2,3 и м.д.) в дополнение к пику (3,6 м.д. (ПЭО)): 1,2, 1,5 м.д. (изопропилиден), 3,8, 4,0, 4,2, 4,4, 4,5, 4,6, 6,0 м.д. (глюкофураноза), размещенных на полиоксиэтиленовой цепи и 3,5-O-бензилиден-1,2-О-изопропилиден-D- глюкофуранозной группе.

Пример 8: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

Полиэтиленоксидное производное, 50 мг, полученное в примере 7, растворяли в 90 об.% трифторацетате и оставляли стоять на 40 минут при комнатной температуре. После окончания реакции растворитель отгоняли под вакуумом и очищали с помощью гельфильтрации. Выход составил 43 мг (86%). По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера было подтверждено, что этот полимер является гетерохелатным олигомером, количественно имеющим глюкозную группу, связанную в 6 положении на α-конце и 3-карбоксиэтильную группу на ω-конце, у которого полностью исчезли пик изопропилиденовой защитной группы и бензилиденовой защитной группы сахаридной группы, и который сохраняет полиэтиленоксидную (ПЭО) часть.

Пример 9: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

1) В реакционный контейнер добавляли соединение, полученное на стадии (1) примера 2, 308 мг, 20 мл ТГФ и 2 мл раствора 0,5 моля калийнафталина/л тетрагидрофурана и взбалтывали в течение 3 минут в атмосфере аргона, получалась 6-O-калий-3,5-O-бензилиден -1,2-O-изопропилиден-D- глюкофураноза. К этому раствору добавляли 5,3 г этиленоксида и взбалтывали в течение 2 дней при комнатной температуре и давлении 1 атм. К этому реакционному раствору добавляли 10 мл диметилсульфоксидного раствора, содержащего 0,4 г N-(2-бромэтил)фталимида, происходила реакция в течение 24 часов при комнатной температуре и химическая модификация. Этот раствор выливали в эфир и полученный полимер выпадал в осадок. Полученный осадок очищали путем лиофильной сушки из бензола.

2) Полученное полиэтиленоксидное производное, 50 мг, растворяли в 90 об. % трифторацетате и оставляли стоять на 40 минут при комнатной температуре. После окончания реакции растворитель отгоняли под вакуумом и проводили очистку гельфильтрацией. Выход составил 40 мг (80%). По спектру протонного ядерно-магнитного резонанса в дейтериевом хлороформе полученного полимера, этот полимер сохранял полиэтиленоксидную единицу, полностью исчезали пики изопропилиденовой защитной группы и бензилиденовой защитной группы сахаридной группы, и показан новый пик на базе аминоэтильной группы (2,75, 3,06 м.д.), и таким образом было подтверждено, что он является гетерохелатным олигомером, имеющим глюкозную группу, связанную в 6 положении на α-конце и 2-аминоэтильную группу на ω-конце.

Пример 10: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

В реактор загружали 308 мг соединения, полученного таким же образом, как и на стадии (1) из примера 2, 20 мл ТГФ и 2 мл 0,5 моль/л тетрагидрофуранового раствора нафтален-калия, и полученный раствор перемешивали в течение трех минут в атмосфере аргона, и таким образом получалась 6-калий-3,5-O-бензилиден-1,2-O-изопропилиден-D-глюкофураноза. К этому раствору добавляли 5,3 г этиленоксида и раствор затем перемешивали при комнатной температуре и давлении 1 атм. После реакции в течение двух дней добавляли 2,0 г ангидрида метакриловой кислоты и раствор дополнительно подвергали реакции в течение 48 часов при комнатной температуре. Затем реакционную жидкость выливали в эфир, так что образованный полимер мог осаждаться. Полученный осадок очищали путем лиофильной сушки из бензола. Выход составил 4,2 г (75%). Полученный полимер по хроматографии проникновения в гель был мономодальным и имел индекс среднего молекулярного веса, равный 1800.

Спектр протонного ядерно-магнитного резонанса полученного полимера в дейтериевом хлороформе показал, что этот полимер был гетеротелехелатным олигомером, который количественно имел элемент полиэтиленоксида (ПЭО), 3,5-O-бензилиден-1,2-O-изопропилиден-D- глюкофуранозный остаток на α-конце и метакрилоильную группу на -конце. Что касается введения метакрилоильной группы, оно было также подтверждено по наблюдению поглощения эфирного карбонила около 1700 см^-1 в инфракрасном спектре поглощения.

Спектр ЯМР (δ, м.д.): 1,3 (с), 1,5 (с), 1,9 (с), 3,7 (с), 3,9 (с), 4,0 (с), 4,2 (с), 4,4 (с), 4,6 (д), 5,6 (c)
Пример 11: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

Растворяли 50 мг полиэтиленоксида, полученного в примере 10, в 97 об.% уксусной кислоте, и полученный раствор оставляли стоять на 40 минут при комнатной температуре. После завершения реакции растворитель отгоняли и раствор очищали путем гельфильтрации. Выход составил 45 мг (90%). Спектр протонного ядерно-магнитного резонанса полученного полимера в дейтериевом хлороформе показал, что этот полимер был глюкозой, которая имела полиэтиленоксидный (ПЭО) элемент и у которой полностью исчезли пики бензилиденовой и изопропилиденовой защищающих групп сахаридного остатка, и которая количественно имела полиэтиленоксидную цепь у гидроксильной группы в 6 положении. Что касается остающейся метакрилоильной группы, она была подтверждена также наблюдением поглощения эфирным карбонилом около 1700 см^-1 в инфракрасном спектре поглощения.

Спектр ЯМР (δ, м.д.): 1,9 (с), 3,7 (с), 4,6 (с) (β), 4,8 (с), 5,2 (с) (α), 5,6 (с), 6,2 (с).

Пример 12: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

В реактор загружали 130 мг соединения, полученного на стадии (1) из примера 4, 20 мл ТГФ и 1 мл тетрагидрофуранового раствора нафтален-калия 0,5 моля/л, и полученный раствор перемешивали в течение трех минут в атмосфере аргона, и таким образом получали 3-О-калий-1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-D-глюкофуранозу. К этому раствору добавляли 3,1 г этиленоксида, и все затем перемешивали при комнатной температуре при 1 атм. После двухдневной реакции добавляли 20 мл раствора L-лактида, растворенного в ТГФ (2 моль/л), и полученный раствор перемешивали в течение 1 часа при комнатной температуре, так чтобы он мог полимеризоваться. После того как реакция завершалась, реакционную жидкость выливали в 15 л 2-пропанола, так что образованный полимер мог осаждаться. После выделения путем центрифугирования полученный полимер очищали посредством лиофильной сушки из бензола. Выход составил 7,6 г (85,8%). Полученный полимер по хроматографии проникновения в гель был мономодальным и имел индекс среднего молекулярного веса, равный 19000.

Спектр протонного ядерно-магнитного резонанса полученного полимера в дейтериевом хлороформе показал, что этот полимер был блоксополимером, имеющим как сегменты полиэтиленоксида (ПЭО), так и полилактида (ПЛА), и этот полимер количественно имел 1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-D-глюкофуранозный остаток на α-конце и гидроксильную группу на ω-конце. Длина сегментов ПЭО и ПЛА составляла соответственно 6300 и 12000 по индексу среднего молекулярного веса.

Спектр ЯМР (δ, м.д.): 1,3 (д), 1,5 (д), 1,6 (с), 3,6 (с), 3,9 (с), 4,0 (с), 4,1 (с), 4,2 (с), 4,6 (с), 5,2 (с), 5,8 (с).

Пример 13: Получение соединения, представляемого нижеследующей формулой

Растворяли 40 мг блоксополимера, полученного в примере 12, в 2 мл раствора трифторуксусной кислоты в воде 8:2 (об./об.), и полученный раствор перемешивали в течение одного часа при комнатной температуре.

Реакционный водный раствор по каплям добавляли в 20 мл 2-пропанола при - 20^oС, так что полимер мог осаждаться. После центрифугирования полимер очищали посредством сушки при пониженном давлении. Выход составил 31,1 мг (78,0%). Что касается индекса среднего молекулярного веса выделенного полимера, с помощью хроматографии проникновения в гель и ЯМР было обнаружено, что длина сегментов ПЭО и ПЛА составила соответственно 6300 и 11500, и что главная цепь почти не утяжелялась путем обработки 80% трифторуксусной кислотой. С помощью ЯМР было обнаружено, с другой стороны, что признак изопропилидена, который был защищающей группой сахаридного остатка, исчез, а вместо него наблюдался признак аномерного протона восстановленного сахарида, и подтверждалось количественное удаление защиты.

Спектр ЯМР (δ, м.д.): 1,6 (с), 3,6 (с), 4,5 (м), 5,2 (с), 6,1 (с) (β), 6,4 (с) (α).

Пример 14: Получение высокомолекулярных мицелл
Растворяли 100 мг полимера, полученного в примере 12, в 20 мл диметилацетамида, и полученный раствор диализировали в воду в течение 24 часа с применением диализной пробирки, имеющей дифференциацию молекулярного веса, равную 12000-14000 (воду меняли через 3, 6 и 9 часов). Когда этот раствор анализировали с помощью динамического рассеяния света, было подтверждено образование мицелл, имеющих средний размер частиц, равный 40 нм. Критическая концентрация мицелл этих высокомолекулярных мицелл равнялась 5 мг/л.

Пример 15: Получение высокомолекулярных мицелл
Высокомолекулярные мицеллы получали из полимера, полученного в примере 13, тем же самым способом, что и в примере 14, и таким образом изготавливали стабильные мицеллы, имеющие средний размер частиц, равный 40 нм, и критическую концентрацию мицелл, равную 5 мг/л.

Промышленное применение
Это изобретение представляет мономодальный гетерохелатный олигомер или полимер, который имеет полиэтиленоксидный сегмент или как полиэтиленоксидный сегмент, так и полиэфирный сегмент, и который имеет сахаридный остаток на одном конце сегмента и другую функциональную группу на другом конце. Предвидится по его составляющим компонентам, что вышеназванный олигомер или полимер будет демонстрировать превосходную биодоступность. Кроме того, благодаря различным функциональным группам на двух концах, указанный олигомер или полимер, как ожидают, будут использоваться сами по себе или с использованием функциональных групп на обоих концах, в качестве носителей для лекарственных веществ или других активных веществ. Это изобретение поэтому имеет перспективы в области производства олигомеров или полимеров, медикаментов и диагностических реагентов.

Формула изобретения

1. Полиэтиленоксидное производное, которое представлено следующей формулой I:

где А обозначает остаток сахара, представляемый следующей формулой:

где группы R независимо обозначают следующее: один из R обозначает связывание ковалентной связью с соседней метиленовой группой через кислородный атом; что касается остальных R, они иногда обозначают водородный атом, C_1-5-алкил, С_1-5-алкилкарбонил или три-С_1-5-алкилсилил, при этом эти алкилы могут быть одинаковыми или разными, а иногда два из указанных R в соединении в то же время образуя ацеталь вместе с атомом кислорода, с которым эти R связываются, обозначают С_3-5-алкилиден или бензилиден, чей митин может быть замещен C_1-3-алкилом;
а обозначает целое число, равное 0 или 1;
b обозначает целое число, равное 2 или 3;
с обозначает целое число, равное 0 или 1;
n обозначает целое число, равное 5-10000;
L обозначает связывающую группу, представляемую следующей формулой:

где R¹ и R² независимо обозначают атом водорода, C_1-6-алкил, арил или С_1-3-алкиларил;
m обозначает целое число, равное 0 или 2-10000;
Х обозначает одинарную связь или -CH₂-CH₂-,
а когда Х является одинарной связью, Z обозначает атом водорода, щелочной металл, акрилоил, метакрилоил, циннамоил, п-толуолсульфонил, аллил, карбоксиметил, карбоксиэтил, этоксикарбонилметил, этоксикарбонилэтил, 2-аминоэтил, 3-аминопропил, 4-аминобутил, винилбензил, ди-С_1-5-алкилокси-С_2-3-алкил или альдегид-С_2-3-алкил, тогда как, когда Х является -CH₂-CH₂-, а m равно 0, Z обозначает гидроксил, меркаптогруппу, аминогруппу или атом галогена; в том случае, когда m равно 0, с равно 0 и Х обозначает одинарную связь, Z не является водородом, карбоксиметилом, карбоксиэтилом или альдегид-С_2-3-алкилом и когда m равно 0, с равно 0 и Х обозначает -CH₂-CH₂-, Z не является гидроксилом.

2. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где m обозначает 0 (ноль).

3. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где m обозначает целое число, равное 2-10000.

4. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где остаток сахара А получен из моносахаридов, выбираемых из группы, состоящей из глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы, рибозы и ксилозы.

5. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где группы R, кроме связи в остатке сахара, каждая обозначает атом водорода.

6. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где два из R, кроме связи в остатке сахара образуют в соединении, один или два вида, выбираемых из группы, состоящей из изопропилидена, бензилидена, 1-бутилидена, 2-бутилидена, 3-пентилидена и метилбензилидена.

7. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где n обозначает целое число, равное 10-200.

8. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где Х является одинарной связью, а Z обозначает атом водорода или калий.

9. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где Х является одинарной связью, а Z обозначает акрилоил, метакрилоил или п-толуолсульфонил.

10. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где Х является одинарной связью, а Z обозначает аллил, карбоксиметил, карбоксиэтил, этоксикарбонилметил, этоксикарбонилэтил, 2-аминоэтил или винилбензил.

11. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где Х является -CH₂-CH₂-, m является 0, а Z обозначает меркаптогруппу, хлор, бром или йод.

12. Полиэтиленоксидное производное по п. 1, где остаток сахара А является глюкозой или галактозой, группы R, кроме связи в сахаридном остатке, обозначают или атом водорода, или два R в соединении обозначают один или два вида изопропилидена и бензилидена, n обозначает целое число, равное 10-200, m обозначает целое число, равное 5-200, L представляет собой формулу

а Z обозначает атом водорода, ион калия, акрилоил, метакрилоил или п-толуолсульфонил, аллил, карбоксиметил, карбоксиэтил, этоксикарбонилметил, этоксикарбонилэтил или винилбензил.

13. Способ получения полиэтиленоксидного производного по п. 1, отличающийся тем, что включает следующие стадии:
стадия 1: этиленоксид полимеризуется в присутствии инициатора полимеризации, представляемого следующей формулой II:

где группы R независимо обозначают следующее: один из R обозначает щелочной металл (М), т. е. натрий, калий или цезий, что касается других R, они иногда обозначают С_1-5-алкил, С_1-5-алкилкарбонил или три-С_1-5-алкилсилил (эти алкилы могут быть одинаковыми или разными), а иногда два из указанных R в соединении, в то же время образуя ацеталь вместе с атомом кислорода, с которым эти R связываются, обозначают С_3-5-алкилиден или бензилиден, чей митин может быть замещенным С_1-3-алкилом;
a обозначает целое число, равно 0 или 1;
b обозначает целое число, равное 2 или 3;
с обозначает целое число, равное 0 или 1;
стадия 2: при необходимости, олигомер или полимер, полученные на вышеизложенной стадии 1, представляемые следующей формулой III:

где А обозначает остаток сахара, представляемый следующей формулой:

где группы R независимо обозначают следующее: один из R обозначает связывание ковалентной связью с соседней метиленовой группой через кислородный атом; что касается остальных R, они иногда обозначают водородный атом, С_1-5-алкил, C_1-5-алкилкарбонил или три-С_1-5-алкилсилил, при этом эти алкилы могут быть одинаковыми или разными, а иногда два из указанных R в соединении в то же время образуя ацеталь вместе с атомом кислорода, с которым эти R связываются, обозначают С_3-5-алкилиден или бензилиден, чей митин может быть замещен C_1-3-алкилом;
а обозначает целое число, равное 0 или 1;
b обозначает целое число, равное 2 или 3;
с обозначает целое число, равное 0 или 1;
n обозначает целое число, равное 5-10000;
или (I) гидролизуется, или (II) приводится в реакцию с

где R¹ и R² независимо обозначают атом водорода, C_1-6-алкил, арил или C_1-3-алкиларил,
так что могут быть получены олигомер или полимер, представляемые следующей формулой IV:

где L обозначает связывающую группу, представляемую следующей формулой

m обозначает целое число, равное 0 или 2-10000;
А и n имеют определенные выше значения,
стадия 3: при необходимости, олигомер или полимер, полученные на стадии (1) или стадии (2) приводятся в реакцию или с I) акриловой кислотой, метакриловой кислотой, п-толуолсульфоновой кислотой или их реактивным производным, или с II) галогенидом, представляемым следующей формулой V
halo-E,
где halo обозначает хлор, бром или йод, Е обозначает аллил, карбоксиметил, этоксикарбонилметил, этоксикарбонилэтил, винилбензил, N-фталимидэтил, N-фталимидпропил или N-фталимидбутил;
стадия 4: при необходимости, группы R остатка сахара А удаляют, за исключением вышеупомянутой связи.

14. Полимерная мицелла, образованная производным по п. 3 в водном растворителе в качестве носителя для лекарственных или других активных веществ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11