本发明专利技术设计和合成了一种新型的多臂树杈型带活性端基的聚乙二醇，可广泛用于小分子药物，蛋白质和多肽药物的修饰，用于改进药物的溶解性，稳定性和免疫原性，以延长药物的半衰期，提高疗效。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子合成，更具体地说通过单链聚乙二醇与小分子化合物反应制备多臂树杈型功能化聚乙二醇的方法。
技术介绍
目前，抗肿瘤药物的种类繁多，就其分子量大小来分，一般可分为两大类一类分子量较低，通常在1000以下，绝大多数为常用的化学合成药物和一些天然药物，如氮芥，顺铂，5-氟尿嘧啶，紫杉醇等都属此列；另一类则分子量较大，绝大多数由基因工程生产的蛋白质和多肽药物则属第二类。但是无论小分子药物还是大分子药物，都存在着毒性大，溶解性差，半衰期短等缺点。对蛋白质和多肽药物来说，还存在一个免疫性的问题。把药物高分子化是解决这些问题的一个途径。Caliceti，T.等在J.BioactiveCompatible Polym.10103-120(1995)报道了用聚乙烯基吡咯烷酮修饰超氧化物歧化酶的反应；Uren，J.R.等在Cancer Res.39，1927-1933(1981)则报道了多聚DL-丙氨酸对L-天冬酰胺酶的修饰反应。文献和专利中报道最多的则是用各种活化的聚乙二醇(PEG)对各种药物进行的修饰反应。如Nandini，K在Eur.Pat.87304703.9，Mike.A在PCT/US98/00683等描述了肿瘤坏死因子(TNF)和PEG的反应；Gilbert，C.W等在美国专利US5951974，US5981709以及US6042822报道了PEG对干扰素-α的修饰反应。类似的反应如白介素-2(Prakash，R.K.，US 6251866)和PEG，粒细胞巨噬细胞集落因子(GM-CSF)和PEG，生长激素和PEG等，在众多的文献和专利中都可以找到。在PEG的修饰反应中，用得最多的活性基团有琥珀酰亚胺的酯基，醛基，三氟磺酸酯基，对硝基苯碳酸酯基以及苯并三唑碳酸酯基等。而常用的PEG有线型的，和带两臂的分叉型两种，其分子量在2,000～60,000之间，其中的一端被烷基化。众所周知，药物高分子化后的性能和所用高分子材料的结构、分子量、分子量分布以及高分子的构型有关。同一结构，不同分子量的高分子在修饰药物后，会产生不同的性质；同一结构，相同分子量，但构型不同的高分子在修饰药物后，也会产生很大的差异。以往在对蛋白质或者其它药物进行聚乙二醇化时存在的几个问题使得所制备的聚乙二醇/蛋白质或者药物的结合物的优点难以实现。其一是由于偶合反应缺乏选择性，蛋白质的活性部位很可能被反应，从而失去生物活性。其二是对于有多个反应点的蛋白质而言，要很好地控制反应的部位一般来说是比较困难的，这使得结合物的质量很难控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计和合成一系列带各种活性官能端基的多臂树杈型PEG，和相同分子量的线型和两臂PEG比较，多臂树杈型PEG的静态粘度小，流体力学体积大，预计对蛋白质药物能产生更为有效的生理作用。本专利技术通过三官能团小分子化合物和相应的化学反应将一定分子量的PEG结合在一起，形成一种新型的多臂树杈型功能化PEG。该功能化PEG记为RPEGzCOX，其中R为10个碳以下的直链烷烃，异丙基或苄基；z代表臂数；X表示功能基团。PEG与三官能团小分子化合物以共价键连接，连接基团选自酰胺基、亚酰胺基、氨基甲酸酯、酯基、环氧基、羧基、羟基、巯基、碳水化合物及其组合。其中所用的三官能团小分子化合物为下列结构之一 其中，n为1-9的整数，m为0-6的整数。例如当其中所用的三官能团小分子化合物为H2N(CH2)nCH(NH2)CO2H(n为1～9的整数)，连接基团为酰胺基或者氨基甲酸酯时，八臂树杈型功能化聚乙二醇(RPEG8COX)的结构式如下 其中R为10个碳以下的直链烷烃，异丙基或苄基，优选地为甲基；n为1～9的整数；k为0～6的整数；s，t，o，p为10～2,000的整数；W为O、S或者NH之一；X为下列结构之一 其它臂数的树杈型活性PEG具有与上述RPEG8COX类似的结构，具体结构将根据具体臂数而有所不同。例如，在七臂PEG的结构中，将会有一个单链PEG取代八臂PEG结构中的一个二臂结构，而在六臂PEG的结构中，则含有六个单链PEG，依次类推。其中，每臂的分子量为400～80,000。二臂树杈型PEG的合成方法在本领域中已有描述，例如，Yamsuki等，Agric.Bio.Chem.1988,52,2185-2196；Monfardini等，Bioconjugate Chem.1995,6,62-69。在此将这些文献公开，全部引入本文作为参考。不同臂的树杈型功能化PEG的制备方法类似，下面分别列出三臂和四臂树杈型功能化PEG的反应路线来予以说明。当W为NH，n为4，k为0，X为对硝基苯酚时，可按下列反应路线来制备不同臂的树杈型活性PEG，其中所用到的单臂和双臂的活性PEG可根据上述Monfardini等人的方法来制备。 上述路线中是通过对硝基苯酚酯来活化羧基的，也可以用生成其它活性酯的方法来对羧基来进行活化，如丁二酰亚胺酯。用对硝基苯酚酯来活化羧基时，每一次只能引入一条臂，优点是通过该路线可以控制终产物中每条臂的分子量。如果用丁二酰亚胺酯来活化羧基，则一次可以同时引入两条臂，缺点是这两条臂只能是相同的。当然，若对三官能团小分子化合物中的一个胺基与羧基先予以保护，也能实现对每臂分子量的控制。例如，当用于二酰亚胺酯来活化羧基时，也可以用下述路线来制备三臂和四臂的功能化PEG。其中(Lys)2Cu根据Wiejak等人的方法合成(S.Wiejak等，Chem.Pharm.Bull.，1999，47，1489-1490)。 显然，依据上面的路线，只需在制备过程中根据需要对反应条件予以适当控制，就可以较容易地制备出其它多臂树杈型PEG。结合本专利技术的公开，这一点对于本领域的熟练技术人员来说将是显而易见的。本专利技术中的多臂树杈型活性PEG，可广泛用于小分子药物，蛋白质和多肽药物的修饰，如小分子抗肿瘤药物中的苯丁酸氮芥、顺铂、5-氟尿嘧啶、紫杉醇、阿霉素和甲氨喋呤蛋白质药物中的干扰素、白介素、肿瘤坏死因子、生长因子、集落刺激因子、促红细胞生成素和超氧化物歧化酶。具体的操作可参照单链PEG的方法，这在本领域已有描述。如，Greenwald等，Bioorg.Med.Chem.Lett.1994，4，2465；Caliceti等，IL Farmaco，1993,48,919；Zalipsky与Lee，《聚乙二醇化学生物技术与生物医学应用》，J.M.Harris编，Plenum Press，N.Y，1992。在此将这些文献公开，全部引入本文作为参考。结合本专利技术的公开，这对于本领域的熟练技术人员来说是显而易见的。本专利技术的某些优点可以从下面几点体现出来。其一，由于多臂树杈型PEG的流体力学体积大，当它与蛋白质上的某个部位结合后，由于空间位阻的作用，其它部位就很难与另一分子的多臂树杈型PEG反应，从而提高了对结合部位的选择性。其二，通过控制多臂树杈型PEG的臂数及分子量来控制其流体力学体积，使得其难接近蛋白质的活性部位，这样所得到的聚乙二醇/蛋白质结合物可以保持较高的生物活性。其三，由于多臂结构的存在，使得多臂树杈型PEG将会比线性PEG或者二臂分叉PEG更为有效地阻止接近蛋白质表面的大分子或者细胞，从而进一步提高结合物在体内循本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种记为ＲＰＥＧ↓［ｚ］ＣＯＸ的多臂树杈型功能化聚乙二醇，其中Ｒ为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［１０］的直链烷烃，异丙基或苄基；ｚ为臂数；Ｘ为功能基团。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄骏廉，黄兆华，张海涛，
申请(专利权)人：泛亚生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]
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