含末端羧基的聚乙二醇的制备方法以及活化聚乙二醇的制备方法技术

根据本发明专利技术，提供一种含末端羧基的聚乙二醇的制备方法，其包括下列步骤1和2。步骤1：在含有具有羟基的聚乙二醇、无机碱、非质子溶剂和水的溶液中，使式(1)的化合物与聚乙二醇反应以获得聚乙二醇酯，其中，在所述溶液中，所述无机碱的质量为聚乙二醇的0.5至4倍，水的质量相对于无机碱为5至20meq且溶液中水的质量为2000ppm以下：其中，X表示离去基团，a表示4至9的整数，并且R1表示具有1至4个碳原子的烃基；步骤2：水解聚乙二醇酯以获得含末端羧基的聚乙二醇。醇酯以获得含末端羧基的聚乙二醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含末端羧基的聚乙二醇的制备方法以及活化聚乙二醇的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种含末端羧基的聚乙二醇的制备方法和活化聚乙二醇的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，已经积极推动蛋白质和抗体等生物药物的开发。虽然这些生物药物从其特异性和效率的角度来看作为药物具有很高的疗效，但它们的药代动力学较差，诸如从肾脏排泄、被网状内皮系统捕获以及在血液中分解，使得产生体内半衰期短暂的问题。这一问题不仅给药物的临床应用带来了困难，而且也由于药物上市后用药剂量和用药频率的增加，导致患者生活质量显着下降。
[0003]为了解决上述问题，已经研究了用诸如聚乙二醇(以下称为PEG)的水溶性聚合物来修饰药物。通过利用诸如PEG的聚合物修饰药物赋予隐身性，能够抑制从肾脏排泄和在血液中分解，并且改善药物在血液中的循环，使得能够延长体内半衰期。因此，已开发出应用了这些特性的PEG化生物药物并投放市场。
[0004]为了用PEG修饰生物药物，需要将PEG末端转化为与生物药物中存在的氨基、硫醇基等选择性反应的反应性官能团。这种官能团转化之一是将PEG末端处的羟基转化为羧基并进一步将其转化为琥珀酰亚胺酯的方法。琥珀酰亚胺酯是蛋白质修饰中最广泛使用的活化基团之一，这是因为该酯在生理条件下与伯胺反应形成稳定的酰胺。
[0005]然而，对于如上所述的将PEG
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末端羟基转化为反应性官能团，例如转化为羧基，当末端羟基的化合物在末端官能团从羟基到羧基的转化中保留时，在下一步骤中将琥珀酰亚胺酯引入羧酸末端的反应中，末端羟基未反应而保留为羟基。结果，剩余的羟基与琥珀酰亚胺酯基团反应，这将导致生成多聚PEG杂质作为副产物。
[0006]此外，在诸如PEG的高分子化合物中，由于末端官能团对整个分子的物理性质的影响很小，所以从末端羧酸化合物中去除末端羟基化合物通常是困难的，除非进行诸如柱纯化等的收率低的纯化处理。因此，优选从羟基到羧基的转化率高。
[0007]已知威廉姆森(Williamson)醚化反应是将羧基引入在末端处具有羟基的化合物(以下，称为化合物X)中的方法，并且已经应用使分子中具有酯基和离去基团的化合物(以下，称为化合物Y)反应并随后水解酯基的方法。
[0008]下列的专利文献1和2示出威廉姆森醚化反应的合成例。
[0009]在专利文献1中，在化合物X为硬脂醇且化合物Y为卤代烷，使用作为非质子溶剂的甲苯作为溶剂并且使用NaOH或KOH作为无机碱的情况下进行醚化。
[0010]另外，在专利文献2中，通过在化合物X为苯基苯酚衍生物并且化合物Y为具有末端甲苯磺酰基的低分子量甲氧基PEG的情况下，在相转移催化剂的存在下，在甲苯和氢氧化钠水溶液组成的两层系统中进行反应，将化合物Y引入化合物X中并使用硅胶柱进行纯化，而以48％收率得到目标产物。
[0011]现有技术文件
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:JP
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A
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62
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39537
[0014]专利文献2:JP
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A
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2011
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84632

技术实现思路

[0015]本专利技术要解决的问题
[0016]在专利文献1中描述的威廉姆森醚化反应中，当反应混合物中存在水时，由于发生诸如水与化合物Y的反应这样的不希望的副反应，所以通过共沸脱水从反应系统中去除水。描述了在共沸蒸馏后系统中的水含量优选小于0.05wt％，并且除非基本上所有的水被蒸馏掉，否则反应不会进行。
[0017]关于威廉姆森醚化反应的条件，如专利文献1所述，已知一种反应，在例如以甲苯为代表的低质子溶剂中将水含量控制在极低的条件下，使用诸如氢氧化钾或者碳酸钾的无机碱作为催化剂，以抑制不必要的副反应。
[0018]不必要的副反应包括：在专利文献1作为示例的情况下，在系统中卤代烷由水水解成烯丙醇的反应和作为副产物产生的烯丙醇由卤代烷进一步醚化的反应。
[0019]然而，在这种通常进行的反应方法中，由于无机碱在非质子溶剂中不溶解并且反应在非均相系统中进行，因此不太可能进行醇化物形成，这是反应的决定速率的因素。
[0020]如专利文献2中描述的，进行了使用大量水等质子溶剂溶解无机碱的实例，但如上所述，由系统内的水引起的不希望的副反应频繁发生。由于硅胶柱纯化后的收率为48％，因此认为反应获得的目标醚化产物的纯度相应较低。
[0021]如上所述，尽管含末端羧基的PEG是生物制药应用中的重要材料，但是末端羧化的常规制备方法在工业上以良好收率获得高纯度产品方面存在许多问题。
[0022]本专利技术的目的在于以良好收率由具有末端羟基的PEG制备具有高羧基纯度的PEG。
[0023]本专利技术的另一个目的是通过使用具有高羧基纯度的PEG来制备具有高纯度的用于生物制药应用的活化PEG。
[0024]解决问题的方案
[0025]本专利技术人为实现上述目的进行了深入研究，结果发现，在将末端羟基PEG溶解在非质子溶剂中后，对于在将水含量控制为低的情况下(基本无水的条件下)常规进行的威廉姆森醚化反应，通过在相对于无机碱存在特定量范围的水的情况下进行醚化反应，能够令人惊讶地获得具有显着高醚化率，即羧酸纯度的PEG。
[0026]由此，本专利技术如下。
[0027](1)一种含末端羧基的聚乙二醇的制备方法，该方法包括下列步骤1和2：
[0028]步骤1：
[0029]在含有具有羟基的聚乙二醇、无机碱、非质子溶剂和水的溶液中，使下式(1)的化合物与所述聚乙二醇反应以获得聚乙二醇酯的步骤，其中，在所述溶液中，所述无机碱的质量为所述聚乙二醇的0.5至4倍，所述水的质量相对于所述无机碱为5至20meq，且所述溶液中的所述水的质量为2000ppm以下：
[0030][0031]其中，在式(1)中，X表示离去基团，a表示4至9的整数，并且R1表示具有1至4个碳原子的烃基；
[0032]步骤2：
[0033]水解所述聚乙二醇酯以获得含末端羧基的聚乙二醇的步骤。
[0034](2)一种活化聚乙二醇的制备方法，该方法包括下列的步骤1、2和3：
[0035]步骤1：
[0036]在含有具有羟基的聚乙二醇、无机碱、非质子溶剂和水的溶液中，使下式(1)的化合物与所述聚乙二醇反应以获得聚乙二醇酯的步骤，其中，在所述溶液中，所述无机碱的质量为所述聚乙二醇的0.5至4倍，所述水的质量相对于所述无机碱为5至20meq，且所述溶液中的所述水的质量为2000ppm以下：
[0037][0038]其中，在式(1)中，X表示离去基团，a表示4至9的整数，并且R1表示具有1至4个碳原子的烃基；
[0039]步骤2：
[0040]水解所述聚乙二醇酯以获得含末端羧基的聚乙二醇的步骤；
[0041]步骤3：
[0042]将所述含末端羧基的聚乙二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种含末端羧基的聚乙二醇的制备方法，该方法包括下列步骤1和2：步骤1：在含有具有羟基的聚乙二醇、无机碱、非质子溶剂和水的溶液中，使下式(1)的化合物与所述聚乙二醇反应以获得聚乙二醇酯的步骤，其中，在所述溶液中，所述无机碱的质量为所述聚乙二醇的0.5至4倍，所述水的质量相对于所述无机碱为5至20meq，且所述溶液中的所述水的质量为2000ppm以下：其中，在式(1)中，X表示离去基团，a表示4至9的整数，并且R1表示具有1至4个碳原子的烃基；步骤2：水解所述聚乙二醇酯以获得含末端羧基的聚乙二醇的步骤。2.一种活化聚乙二醇的制备方法，该方法包括下列的步骤1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木翔太，高桥侑一，佐藤敦，竹花刚，萩原敏彦，
申请(专利权)人：日油株式会社，
类型：发明
国别省市：