WO1996033233A1

WO1996033233A1 - Copolymeres en blocs heterotelecheliques et procede de production

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Publication number: WO1996033233A1
Application number: PCT/JP1996/001057
Authority: WO
Inventors: Kazunori Kataoka; Carmen Scholz; Michihiro Iijima; Takahiko Kutsuna; Yukio Nagasaki; Masao Kato; Teruo Okano
Original assignee: Kazunori Kataoka; Carmen Scholz; Michihiro Iijima; Takahiko Kutsuna; Yukio Nagasaki; Masao Kato; Teruo Okano
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1996-10-24
Also published as: EP0822217B1; HUP9801633A3; US5925720A; DE69624475T2; SI9620067A; NO314762B1; JP3855279B2; BR9608330A; EP0822217A1; ATE226603T1; NO974678D0; RU2169742C2; CN1085987C; KR19990007861A; DE69624475D1; NO974678L; AU5346896A; CN1187829A; MX9708025A; NZ305471A

Description

明細害ヘテロテレケリックブロックコポリマーおよびその製造方法技術分野

本発明は、両末端に相互に異なる官能基を有するヘテロテレケリックブロックコポリマーならびにその製造方法およびその高分子ミセルへの使用に関する。より具体的には、本発明は、両末端に相互に異なる官能基を有し、主鎖に親水性セグメントとしてポリエチレンォキシドを、そして疎水性セグメントとしてポリエステルを有するポリマーを開示する c なお、本発明にいうポリマーの語は、オリゴマーを包含する概念で使用している。

背景技術

ポリェチレンォキシドのような親水性高分子と他の疎水性高分子を分子レベルで桔合させた親水/疎水型のプロックコポリマーから成る高分子ミセルあるいはナノスフィァ一は薬物担持用担体などとして注目されつつある。高分子ミセル及びナノスフィァ一の調整は親水性ポリマーと疎水性ポリマーとを分子レベルで結合させた親水 Z疎水型プロックコポリマーによって達成されている。

しかしながら従来法による親水ノ疎水型プロックコポリマーの製造方法ではその末端官能基を導入するには限界があり、メトキシあるいはヒドロキシル基等の限定された官能基を有するプロックコポリマーが提案されているにすぎない。特に、ミセルの表面に任意の反応性官能基を任意の割合で導入することに成功すれば、医薬等の生体内標的指向化等に有利に使用できる機能的高分子ミセルを提供することが可能になるであろう。

したがって、本発明の目的は、高分子ミセルを形成しうる多機能高分子として、両末端に相互に異なる官能基を有するプロックコポリマーを提供することにある。

発明の開示

本発明者らは、ある種のアルデヒド基及び水酸基を有するアルキレン誘導体をリビング重合の開始剤として利用し、モノマーとしてエチレンォキシドおよびラクチドもしくはラクトンを重合せしめると、分子の一末端に保護されていてもよいアルデヒド基と、もう一つの末端に多様な官能基を有するプロックコポリマーを容易に提供できることを見い出した。

しかも、こうして得られるブロックコポリマーは、水性溶媒中で極めて安定な高分子ミセルを形成することも確認した。

したがって、本発明によれば、下記式（ I ) で表され、分子の両末端に相互に異なる官能基を有するヘテロテレケリックブロックコポリマーが提供される。

式（ I )

式中、 R ¹および R ²は、独立して、 Cい _{1 0}アルコキシ、ァリールォキシもしくはァリール- C , - ₃アルキルォキシを表すか、または、

R ¹および R ²は、一緒になって、 Cい ₆アルキルで置換されていてもよいエチレンジォキシ（一 0— CH(R') -CH-0- ：ここで R'は水素原子または Ci-_eアルキルである）を表すか、あるいは R¹および R² は、一緒になってォキシ（=0) を表し、

R³ R⁴

Lは式一 CH— 0— C一 έΗ— もしくは ~^CH₂^~ を表し、

II r

0 ここで R³および R⁴は独立して水素原子、。アルキル、ァリールまたはァリール -₃アルキルを表し、 rは 2〜5の整数であり、 mは 2〜： L 0.000の整数であり、 nは 2〜： I 0, 000の整数であり、

は 1〜5の整数であり、 qは 0または 1〜20の整数であり、そして

Zは、 qが 0であるとき、水素原子、アル力リ金属、ァセチル、ァクリロイル、メタクリロイル、シンナモィル、 P-トルエンスルホニル、 2- メルカプトプロピオニルもしくは 2-ァミノプロピオニルであるか、またはァリルもしくはビニルベンジルを表し、 qが 1〜20の整数であるとき、 C _{ι -β}アルコキシカルボニル、カルボキンルメルカプトもしくはァミノである。

また本発明によれば、別の態様の発明として、上記式（ I ) のブロックコポリマーの製造方法も提供される。この方法は、次の工程を含んでなる。

工程（1) ：

式

(式中、 R¹— ¹および R²— ¹は、独立して Cい ₁₀アルコキシを表すか、または R¹—¹および R²— ¹は一緒になつて、 d-eで置換されていてもよいエチレンジォキンを表し、 pは 1〜5の整数であり、そして

Mはアル力リ金属を表す）

の重合開始剤と、エチレンォキシドを反応させて、式 cH- CH ₂)-0- CH ₂CH₂0) ~ CH ₂CH ₂0— M+ (III)

>Ζ- Γ i p m-1

(式中、尺¹—¹、 R² pおよび Mは式（II) について定義したとおりであり、そして mは 2〜10, 000の整数である）

で表される化合物を生成する。

工程（2) ：式（II) で表される化合物を、式 (ΠΙ— b)

(式中、 R³および R⁴は独立して水素原子、 Cい ₁₍₎アルキル、ァリールまたはァリール- C, -₃アルキルを表し、そして rは 2〜5の整数を表す）で表されるラクチドまたはラクトンと反応させて、式

R³ R⁴

(式中、 Lは式一（¾H— 0— C— 0H— または ~fCH₂^~ を表

II r

0 し、 R¹— R²"¹. p、 m、 nおよび Mは上記に定義したとおりである）で表されるプロックコポリマーを生成する。

以上の工程により、さらにいずれかのポリマーセグメントを伸長するための中間原料としても使用できる本発明のリビングポリマー（式（ I ) のポリマーに包含される）が提供される。

工程（3) ：

( i ) 式（IV) のアルカリ金属アルコキシド基を選択的に加水分解して、式

(V)

(式中、 R¹— R²- p、 m、 Lおよび nは上記に定義したとおりである）のブロックコポリマーを生成するか、あるいは (ii) 式（IV) のブロックコポリマーを完全加水分解して、式

(式中、 p、 m、 nおよび Lは上記に定義したとおりである）のブロックコポリマーを生成する。

これらの工程を実施することで、分子の α-末端に保護されたアルデヒド基またはアルデヒド基自体を有し、 ω-末端に水酸基を有する本発明のプロックコポリマーを得ることができる。

工程（4) ：式（V) の α-末端に保護されたアルデヒド基をもつブロックコポリマーを、

( i ) 胙酸、アクリル酸、メタクリル酸、ゲイ皮酸もしくは P-トルェンスルホン酸またはその反応性誘導体と反応させるか、

(ii) ァリルハロゲン化物またはビニルベンジルハロゲン化物と反応させるか、あるいは

(iii) 式

X-6CH₂)— Z' (VII)

q

(Xは、塩素、臭素もしくはヨウ素であり、 q 'は：！〜 20の整数であり、そして Z'は C!—eアルコキシカルボニル、保護されたァミノを表す）のハロゲン化物と反応させ、

水素基以外の、それぞれ対応する官能基を分子の ω-末端に有する本発明のプロックコポリマーが提供される。

工程（5) ：工程（4) の（ i ) により得られる P -トルエンスルホン酸エステルは、エステル交換等により、さらに別の官能基（例えば、メルカプト、ァミン）を ω-末端にもつブロックコポリマーを提供することができ、そして以上の工程を通じて得られたアルデヒド保護基もしくはカルボキシル保護基を有するプロックコポリマーは、加水分解反応に付すことにより、いずれか一方の保護基か、またはすベての保護基が離脱した、本発明のプロックコポリマーを提供することができる。

また本発明によれば、さらなる態様の発明として、式（ I ) で表されるプロックコポリマーを利用して得ることのできる高分子ミセルも提供される。

こうして得られる本発明のへテロテレケリックポリマーの一部は、さらなるポリマーを製造するための前駆体として使用でき、またこれらのポリマーはそれらの構成成分から理解できるように生体親和性をもち、生物学的利用能が高いことが予期できる。したがって、例えば生体に直接適用される材料、例えば、医薬の担持用担体材料等に利用でき、また殊に本発明の第三の態様に従い、水性溶媒中で極めて安定な高分子ミセルを提供できるので、生体内の標的指向性医薬担体としても有用である _c 図面の簡単な説明

図 1は、ァセタール α-末端ヒドロキシ ω-末端ポリエステルォキシドボリラクチドブロックコポリマー（実施例 1のサンプル）のゲルパ一ミエーシヨンクロマトグラムである。

操作条件：

カラム： TSK-Ge l (G 4000 HXL、 G 3000 HXL、

G 250 OHXL)

流出溶媒： THF (含 2%トリェチルァミン）

流速： 1 ml/min.

図 2は、ァセタール α-末端 Zヒドロキシ ω-末端ポリエチレンォキシド /ボリラクチドブロックコポリマー（実施例 1のサンプル）のプロトン核磁気共鳴スぺクトルである。

図 3は、ァセタール α-末端ヒドロキシ ω-末端ポリエチレンォキシド Ζポリ（5-バレロラクトン）ブロックコポリマー（実施例 3のサンブル）のプロトン核磁気共鳴スぺクトルである。

図 4は、アルデヒド tr-末端ノヒドロキシ ω-末端ポリエチレンォキシドボリラクチドブロックコポリマー（実施例 4のサンプル）のプロトン核磁気共鳴スぺクトルである。

図 5は、ァセタール α-末端メタクリロイル ω-末端ポリエチレンォキシドボリラクチドブロックコポリマー（実施例 5のサンプル）の炭素核磁気共鳴スぺクトルである。

図 6は、ァセタール α-末端アリル ω-末端ポリェチレンォキシド Ζ ボリラクチドブロックコポリマー（実施例 6のサンプル）の炭素核磁気共鳴スぺクトルである。

図 7は、ァセタール α-末端 Ζパラトルエンスルホニル ω-末端ポリェチレンォキシドボリラクチドブロックコポリマー（実施例 6のサンブル）の炭素核磁気共鳴スぺクトルである。

図 8は、アルデヒドな-末端 Ζヒドロキシ ω-末端ポリエチレンォキシド Ζボリラクチドブロックコポリマー（実施例 4のサンプル）の水溶液中での高分子ミセルの粒度分布を動的レーザ一光散乱により測定した桔果を示す図である。

発明の詳細な記述

本発明にいうアルコキシのアルキル部分、およびアルキルは、直鎖または分枝のアルキル基を意味する。したがって、式（Π) 、式（III— a) における C , 0アルコキシのアルキル部分または Ci-₁₀アルキルとしては、メチル、ェチル、プロピル、 iso-プロピル、ブチル、 se -ブチル、 tert. -ブチル、ペンチル、 iso-ペンチル、へキシル、 2-メチルペンチル、 3-メチルペンチル、ォクチル、 2-ェチルへキシル、デシルおよび 4-プロピルペンチルが挙げられる。これらのうち、 R¹および

R²にいうアルコキシのアルキル部分は、 d-6アルキルが好ましく、特に d-3アルキルが好ましい。

したがって、 R¹および R ²にいうアルコキシとして特に好ましいものとしてはメトキシ、エトキシ、プロボキシ、イソプロポキシが挙げられる。また、 R¹および R²はァリール、特にフエニル、またはァリール- d-3アルキル、特にべンジルもしくはフヱネチル、を好ましいものとして挙げることができる。これらの基は、同一または異なっていてもよいが、好ましくは同一の基である。また、 R¹および R²は、一緖になつて、 Cい _βアルキルで置換されていてもよいェチレンジォキシ

(一 OCH(R')— CH₂0— ：ここで R'は Ci-₆アルキルである）であつてもよいが、好ましくは、エチレンジォキシ、プロピレンジォキシ、 1, 2-プチレンジォキシである。

これらの基は、加水分解することにより、 R¹および R²が一緒になつて、ォキシ（ = 0) 、すなわち、分子のな-末端にアルデヒド基を有する本発明のプロックコポリマーを形成するのに都合がよい。

式（ I ) の pは 1〜 5の整数を表すが、式（ I ) の

R'ヽ

； CH- CH₂ -0— セグメントは、本発明の製造方法における p 重合開始剤（式（Π) 参照）に由来することを考慮すれば、このセグメン卜が一体として、ジメトキシメトキシ、 2, 2-ジメトキシエトキン、

3, 3-ジメトキシプロボキシ、 4, 4-ジメトキシブトキシ、ジエトキシメトキシ、 2, 2-ジエトキシェトキシ、 3, 3-ジエトキンプロボキシ、

4, 4-ジエトキシブトキシ、ジブロボキシメトキシ、 2， 2-ジブロポキシェトキシ、 3, 3-ジブ口ポキシプロポキシまたは 4, 4-ジプロポキシブドキシ等のァセタール基を構成するように R R ²および pを選ぶのが好ましい。

一方、 R ³および R ⁴は、本発明の目的に沿う限り、水素原子、 C , - _{1 0} アルキル、ァリールまたはァリール - d - 3アルキルのいずれであってもよいが、生物学的利用能の観点からは、水素原子（グルタール酸に由来する）およびメチル（乳酸に由来する）が好ましい。

式（ I ) 中の mは、本発明のリビング重合による製造方法によれば、重合開始剤に対するエチレンォキシド（モノマー）の量の割合を調整することにより、理論上、任意の m数をもたらすことができるが、本発明の目的に沿うには、 mは 2〜 1 0 , 0 0 0の整数のいずれかをもつのがよい。このセグメン卜が本発明のプロックコポリマーに親水性を付与する mは 1 0以上の整数をとるのが好ましい。また、このセグメントの分子量分布を狭く調整しやすく、生物学的利用能に優れたプロックコポリマーが提供できる点で、 mは 5 0 0以下、好ましくは 2 0 0以下の整数となるように選ぶ。

—方、式（ I ) のポリエステルセグメントの分子量を規定する nは、このセグメン卜が本発明のプロックコポリマ一に主として疎水性を付与することから理解できるように、 R ³および R ⁴の基の性質に応じて最適の n数は変動する。また、本発明の重合方法に例えば、ポリエチレンォキシドセグメントと同様に任意の m数をもたらすことができる。そのため、 m数は限定されるものでないが、通常、 2〜 1 0， 0 0 0である。さらに、ポリエチレンォキシドセグメン卜との関で、親水性一疎水性のバランスを好ましく保持するには、 1 0〜2 0 0の整数を、特に 1 0〜

10— 100の整数を mがとるように選ぶことが好ましい。

式（ I ) の ~ecH₂>^~z セグメントは、本発明のプロックコポリマーの ω末端の官能基（または反応性基）を主として特定する。 qが 0 の場合（すなわち、 Zが直接ポリエステルセグメントの ω-位酸素原子に結合する場合）は、まずアルカリ金属であることができる。この場合の本発明のポリマーは、リビングポリマーであることができる。したがつて、かかる本発明のポリマーは、さらなるリビング重合のための開始剤として作用することができるので、さらなる各種重合体の前駆体としても有用である。この観点から、アルカリ金属としては、ナトリウム、力リウムおよびセシウムを例示することができる。

また上記リビングポリマーは、容易にアルコラ一ト部分が加水分解されるので、 Ζが水素原子を表すポリマー（ω末端が水酸基である）が容易に提供できる。さらに、この水酸基は、各種の反応、例えば、エステル化、エーテル化により、他の官能基に転化できる。したがって、 qが 0の場合の Zとしては、ァセチル（一 COCH₃) 、ァクリロイル

(一 COCH = CH₂) 、メタクリロイル（一COC(CH₃)=CH₂) 、シンナモイル（一 CHCH = CH〈〇〉）および P-トルエンスルホニル (一 S0₂<〇>~CH₃) であることができ、さらにァリル（一 CH₂— C H = CH₂) およびビニルベンジル（一 CH₂く^一 CH = CH₂) であることができる。これらの官能基、例えばエチレン系不飽和結合を有する場合には、それらを利用して、ペンダント型のポリマ一^ ^誘導することもできる。また、 P-トルエンスルホニル基の場合には、エステル交換等により、それ自体既知の方法により他の官能基へ転化することもできる。したがって、 Zは、 2-メルカプトプロピオニルもしくは 2-ァミノプロピオニルであることもできる。

qが 1〜2 0の整数、好ましくは 1〜4、特に好ましくは 2の整数である場合、 " fC H ₂)q Zは、一体となって、例えば d—eアルコキシ（例えば、メトキシ、エトキシ、プロボキシ）カルボニルメチル、 -ェチルもしくは-プロピル、または 2 -アミノエチル、カルボキンルメチル、 - ェチルもしくは-プロピルであることができる。

以上の各置換基（またはセグメント）が組み合わさって構成する本発明のプロックコポリマーと例示すれば、下記表 1のものが挙げられる。

082 Z 0^ZH3⁸H3 0^zH3^fiH3 L

0 02

^ZH3 = (^SH0)303 OA _Η?ϋθΗ?- 0 Z Z 0^ZHD⁶H3 0^ζΗ3^εΗ3 9

εΗ3 ^εΗ3

0

^ZH3=H303 OA -H^OH?- 08Z Z 0^ζΗ0^εΗ3 0^ζΗ3^εΗ3 S

0 SI

M OA -H^OH?- 083 Z 0^ZH3⁸H0 0^zHO^eH3 t'

8HD ^εΗ3

0

H OL - H JH?- 08Z Z 0^ZH3^SH3 0^ZH3⁸H3 8

6H3 ^εΗ3

0

II , „ 01

X Ot' -Η?30Η?- 082 Z 0^ZH3^EHD 0^ZH3⁸H3 Z

εΗ3 ^εΗ3

0

H -H^DOH^)- 082 Z 0^ZH0^EH3 0^ZHD⁸H3 I

εΗ3 ^εΗ3 b °N

z.soio/96dr/x3d εεζεε/ OM - -

0

001 Z =0 6T

^EH3 ^eH3

ζΗ3=(^εΗ3)303 OS ^^ZHD - 001 0^ζΗ0^εΗ3 0^ζΗ3^εΗ3 ΙΛ

^ZH3=H303 OS H^ZHD - 001 0^ZH3^SH3 0^ζΗ3^εΗ3 9ΐ

09 H^ZH3 - ΟΟΐ Z 0^zH3^eH3 0^ZHD⁸H3 91

OS H^ZH3 - 00Ϊ 2 0^ζΗ3^εΗ3 Ο^ζΗ3^εΗ3 H

0 91 II

001 I 0^s HO 0⁸H3 ετ

εΗ3 ^eHD

0

QL -H?30H?- 001 £ 0^ζΗ3^εΗ3 0^ZH3^SHD Ζΐ

^!

H

b O

Z （_z*u l _(Ι*πι d ₂H

( X 峯

Z.S0I0/96dr/JLD<I εεζεε/96 ΟΛΙ (続）化合物 R R p m *1 ) L ~(CH₂ Z

No q

25 0= 2 100 CH₂ r 50 H

26 0= 2 100 -eCH₂ r 50 C0CH=CH₂

27 0= 2 100 - CH₂ T 50 C0C(CH₃)=CH₂

* および ²⁾は数平均分子量から換算される値を示す。

以上の本発明で提供されるへテロテレケリックブ口ックコポリマーは, 下記反応スキームで表される本発明の製造方法より効率よく得ることができる。反応スキーム

(A)

(B)

H.

2

または FO

H

^(CH2

(O

(D') ァシル.

.、、 'ル CH" CH₂HHCH₂CH₂0 ~¾— L—0)~ または i) ァシル化 , p m " n エーテル. ii) エーテル化 ^U

(E)

または

(F)

M もしくは一 NH₂

または水硫化アル力リ

もしくは NH₅

(G)

保護基

(E),(F)または（D) Z

(H)

(A) から（B) の製造：

アルカリ金属ァセタール保護アルコキシド（A) をエチレンォキシドと反応させて、ポリエチレンォキシドセグメントが付加した化合物（B) を得る。化合物（A) は、ァセタール保護アルコールをメタル化剤剤としてナトリゥムゃ力リゥムのようなアル力リ金属、ナトリウムナフタレン、カリウムナフタゲン、クミルカリウム、クミルセシウム等のような有機金属、水素化ナトリウム、水素化カリウム等のような金属水素等で処理して得ることができる。

なお、上記（A ) から（B ) への反応は、無溶媒下、または好ましくは無水の非プロトン性溶媒中、広範な温度、例えば、一 5 0 〜 3 0 0 °C、好ましくは 1 0 °C〜6 0 °C、都合よくは室温下（2 0〜3 0て）で行うことができる。反応は、加圧または減圧下で実施してもよい。使用する溶媒としては、限定されるものでないが、例えば、ベンゼン、トルェン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジォキサン、ァセトニトリル等があげられる。反応容器は特に限定しないが、例えば丸底フラスコ、ォ一トレーブ、耐圧封管等が用いられる。反応容器内は外気と遮断できることが好ましく、不活性ガスで充满できればなお好ましい。反応溶液の濃度は 0. 1ないし 9 5重量％、より好ましくは 1ないし 8 0重量％、最も好ましくは 3ないし 1 0重量％とするのが望ましい。

( B ) から（C ) の製造：

( B ) を含有する反応混合物にラクチドまたはラクトンを反応させてポリエステルセグメントがポリエチレンォキシドの ω -末端水酸基を介して付加したリビングブロックコポリマー（C ) を得る。この反応条件は、上記（Α ) か（Β ) への反応とほぼ同一であることができる。使用することのできるラクチドおよびラクトンは、式（ I ) の Lの R ³およびについて定義した鎖を形成できるものである。ラクチドで好ましいものは、限定されるものでないが乳酸ラクチドおよびグリコール酸ラクチドである。一方、使用できるラクトンは 5 -プロピオラクトン、 7 - プチロラクトン、 5-バレロラクトンおよび ε-力プロラクトンである。反応容易性の観点から、 7 -プチロラクトンおよび <5-バレロラクトンが好ましい。

以上の各工程における重合開始剤とエチレンォキシドまたはラクチドもしくはラクトンとの使用割合、それぞれモル比で 1 ： 1ないし 1 ： 10, 000、より好ましくは 1 ： 5ないし 1 ： 10, 000最も好ましくは 1 ： 10〜200ないし 1 ： 50〜200である。

本発明の方法によれば、それぞれのセグメントは、開始剤に対するモノマーの使用量に応じて分子量を調整できるだけでなく、生成する各セグメン卜の分子量分布が非常に狭い、単分散性または一峰性のプロックコポリマーを提供できる。

こうして得られるリビングポリマー（C) それ自体も本発明のポリマ一に包含されるが、（C) のアルコラ一トを（ i ) 緩和な条件（単に水を添加するだけで）下で部分加水分解してポリマー（D) に転化することができ、また（ii) ァセタールが同時に加水分解できる条件下で（C) を処理することにより α-末端にアルデヒド基を有し、 ω-末端に水酸基を有するポリマー（D') に転化することができる。後者の加水分解は、トリフルォロ酢酸、塩酸、硫酸、硝酸、孃酸、フッ化水素の様な酸類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、等のようなアルカリ類を使用し、必要により加熱処理することに行うことができる。

(D) から（Ε) 〜（G) の製造：

( i ) 不活性有機溶媒中で、酢酸アクリル酸、メタクリル酸もしくは P-トルエンスルホン酸と反応させて、 ω-末端アルシ化物を生成するか、または (ii) 式 halo— E (V)

(式中、 haloおよび Eは式（I) の " CH₂^~Zのァシル基以外の基に対応する）

のハロゲン化物と反応させて ω-末端エーテル化物を提供する。

これらの反応は、それ自体既知のエステル化またはエーテル化法に従つて行うことができる。なお、上記（i) の有機酸は、それぞれ、酸無水物または酸ハロゲン化物等の有機酸の反応性誘導体を使用するのが好都合である。

また、 ω-末端にメルカプト基を導入する場合には例えば、 Ρ-トノレエンスルホニル化物（F) を求電子試薬、例えばチォ酢酸ナトリウム、チォ酢酸力リウム、水硫化力リウムなどの求電子剤との反応させることにより ω-末端にチォエステル基を導入し、その後アル力リあるいは酸で処理することにより（G) で表されるポリマーを得ることができる。

ω-末端にアミノ基を導入する場合には例えば、（D) の加水分解を求電子試薬として Ν- (2-プロモェチル）フタルイミド、 Ν- (3-プロモプロピル）フタルイミド、 1 -ブロモ -2- (ベンゼンァミノ）ェタン、 Ν- (2-ブロモェチル）カルバミン酸ベンジル等を反応させ、その後ァルカリあるいは酸処理することにより基 R¹および R²の脱保護を行うと同時に ω-末端イミド結合の加水分解を行い、 ω-末端にアミノ基を有するポリマーを得ることができる。

ポリマー（D) 、（Ε) 、（F) および（G) の基 R¹および R²の脱保護によるな-末端アルデヒドは、上記（C) から（D') への転化に従つて行うことができる。反応液からポリマーの回収は、それ自体の溶媒沈殿法やゲル慮過クロマトグラフィー、透析、限外滅過などによって行うことができる。

こうして、本発明の式（ I ) で表される各種へテロテレケリックブロックコポリマーを得ることができる。得られたポリマー（リビングポリマ一を除く）は、水性溶媒中で、極めて安定な高分子ミセルを形成することができる。

この高分子ミセルは、例えば、ポリマー溶液または懸濁液を加温処理、超音波照射処理、有機溶媒処理を単独あるいは組み合わせて行うことにより調製できる。加温処理は本発明のプロックコポリマーの 1種類また 2種類以上の混合物を水中に分散または溶解させ、 3 0 °Cから 1 0 0 の温度、より好ましくは 3 0 °Cから 5 0 °Cの温度で調製する。超音波照射処理はプロックコポリマーの 1種類または 2種類以上の混合物を水中に分散させ、 1 Wから 2 0 Wの範囲で 1秒から 2 4時間、好ましくは 1 Wから 3 Wの範囲で 3時間行う。

有機溶媒処理はプロックコポリマーの 1種類または 2種類以上の混合物を有機溶媒に溶解させ、その溶液を水中に分散後有機溶媒を蒸発させる。有機溶媒としてはクロ口ホルム、ベンゼン、トルエンおよび塩化メチレン等を使用することができる。

また、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、ジォキサン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等に溶解させ、次いで水性溶媒に対して透析することにより本発明の高分子ミセルを調製することもできる。透析に使用する透析膜の分画分子量は、対象とするブロックコポリマーの分子量により最適なものが変動するので限定されるものでないが、一般に、 1 , 0 0 0 , 0 0 0以下、好ましくは 5 , 0 0 0〜2 0 , 0 0 0のものが使用される。水溶性溶媒としては、水、緩衝溶液を使用することができ、透析に際して使用する上記有機溶媒対する水性溶媒の使用割合は、一般に 1ないし 1000倍、好ましくは 10ないし 100倍である。温度は特に制限されるものではく、通常、 5 ないし 25°Cで行うのがよい。

こうして得られる本発明の高分子ミセルは、一般に、その臨界ミセル濃度が 4〜12 mg ^と極めて低く、広く薬物の担体として検討されているリポソームなどの低分子ミセルに比べて、水性溶媒中で著しく安定である。このことは、例えば、本発明の高分子ミセルを血中に投与した場合、血中での半減期が有意に増大することが期待でき、本発明のポリマーは薬物のキヤリャ一として優れた特性を備えているものといえる。以下、具体例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明をこれらの例に限定することを意図するものでない。

実施例 1

反応容器に THF 2 Omlおよび 3, 3-ジエトキシプロパノール 0.1 5 gおよびカリウムナフタレンの 0.5mlZL-テトラヒドロフラン溶液 2nlを加え、アルゴン雰囲気下 3分間携拌し、 3， 3-ジェトキシプロバノ一ルのカリゥム化物（カリウム 3, 3-ジェトキシプロパノキシド）を生成させた。

この溶液にエチレンォキシド 8.8gを加え、一気圧、室温下搜拌を行つた。 2日間反応後この反応液にラクチド 7.2 gを加えさらに一時間撹拌した。この溶液を冷プロパノールに注ぎ、生成ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によつて精製した。この収量は 15.0g (94%) 。ゲルパーミエ一ションクロマトグラフィーにより得られたポリマーは一峰性であり、ポリマーの数平均分子量は約 1600であった（図 1参照）。

得られたポリマーの重水素化クロ口ホルム中でのプロトン核磁気共鳴スぺクトルよりこのポリマーはポリエチレンォキシド（PEO) とポリラクチド（PL) の両ュニットを有し、 α-末端にァセタール基、 ω-末端にヒドロキン基を定量的に有するヘテロテレケリックオリゴマーであることが確認された（図 2参照）。このスぺクトルの積分比より求めたブロックポリマーの各セグメン卜の数平均分子量は Ρ ΕΟが約 8800、 P Lが約 7000であった。

実施例 2

反応容器に THF 20mlおよび 3, 3-ジェトキシブロパノール 0.1 5 gおよびカリウムナフタレンの 0.5mlZL-テトラヒドロフラン溶液 2mlを加え、アルゴン雰囲気下 3分間撹拌し、 3, 3-ジエトキンブロパノールの力リウム化物（カリウム 3, 3-ジエトキンプロパノキシド）を生成させた。

この溶液にエチレンォキシド 5.7gを加え、一気圧、室温下撹拌を行つた。 2日間反応後この反応液にラクチド 7.2 gを加えさらに一時間撹拌した。この溶液を冷プロパノールに注ぎ、生成ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は 12.4g (95%) 。ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィーにより得られたポリマーは一峰性であり、ポリマーの数平均分子量は約

1200であった。

得られたポリマーの重水素化クロ口ホルム中でのプロトン核磁気共鳴スぺクトルよりこのポリマーはポリエチレンォキシド（PEO) とポリラクチド（PL) の両ュニットを有し、 α-末端にァセタール基、 ω-末端にヒドロキシ基を定量的に有するヘテロテレケリックオリゴマーであることが確認された。このスぺクトルの積分比より求めたブロックポリマーの各セグメントの数平均分子量は PEOが約 5400、 PLが約 6 600であった。

実施例 3

反応容器に THF 20mlおよび 3, 3-ジエトキンプロパノール 0.1 5 gおよびカリウムナフタレンの 0.5ml/L-テトラヒドロフラン溶液 2mlを加え、アルゴン雰囲気下 3分間撹拌し、 3, 3-ジエトキシプロバノ一ルのカリゥム化物（カリウム 3, 3-ジェトキシプロパノキシド）を生成させた。

この溶液にエチレンォキシド 8.8gを加え、一気圧、室温下攬拌を行つた。 2日間反応後この反応液に <5-バレロラクトン 5.0gを加えさらに一時間撹拌した。この溶液を冷プロパノールに注ぎ、生成ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は 13.5g (97%) 。ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィ一により得られたポリマーは一峰性であり、ポリマーの数平均分子量は約 1400であった。

得られたポリマーの重水素化クロ口ホルム中でのプロトン核磁気共鳴スぺクトルよりこのポリマーはポリエチレンォキシド（P EO) とポリ (5-バレロラクトン）（PVL) の両ユニットを有し、 α-末端にァセタール基、 ω-末端に水酸基を定量的に有するヘテロテレケリックオリゴマーであることが確認された（図 3参照）。このスぺクトルの積分比より求めたプロックポリマーの各セグメン卜の数平均分子量は Ρ Ε 0が約 8800、 PVLが約 5200であった。実施例 4

実施例 2で得られたプロックコポリマーサンプル 1. Ogを溶解させたメタノール 5 Omlに 2. Omol/L-HCl 50 mlを加え室温で 1時間撹拌させた。この溶液を N a OH水溶液で中和した後、 20倍量の水に対して 4時間の透析（分画分子量 1000) を行い、凍結乾燥により精製した。この収量は 0.85g (85%) 。ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィ一により得られたポリマーの分子量は反応前と変化していないことが認められた。

得られたポリマーの重水素化クロ口ホルム中でのプロトン核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーの α-末端にァセタール基が消失し、代わりにアルデヒドに由来するピークが現れており、 α-末端にアルデヒド基、 ω-末端に水酸基を定量的に有するヘテロテレケリック ΡΕΟΖΡ Lオリゴマーであることが確認された（図 4参照）。

実施例 5

実施例 2で得られたプロックコポリマーサンプル 1. Ogを溶解させたクロ口ホルム 20 mlにピリジン 20 mlおよび無水メタクリル酸 1.0gを加え室温で 24時間撹拌させた。この溶液を塩酸水溶液で中和、洗浄した。クロ口ホルム相を冷プロパノールに注ぎ、ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によつて精製した。この収量は 0.8g (80%) 。ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィーにより得られたポリマーの分子量は反応前と変化していないことが認められた。

得られたポリマーの重水素化クロ口ホルム中での炭素核磁気共鳴スぺクトルよりこのポリマーの ω-末端に水酸基に由来するピークが完全に消失し、代わりにメタクリロイル基に由来するピークが現れており、 α -末端にァセタール基、 ω-末端にメタクリロイル基を定量的に有するへテロテレケリック P E OZP Lオリゴマーであることが確認された（図 5参照）。

実施例 6

実施例 2で得られたブロックコポリマーサンプル 1. Ogを溶解させたテトラヒドロフラン 20 mlにカリウムナフタレンの 0. SmolZL-テトラヒドロフラン溶液 2 ml及び臭化ァリル 5 mlを加え、室温で 4時間撹拌させた。得られた反応物を冷プロバノールに注ぎ、ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は 0.98g (98%) 。ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィ一により得られたポリマーの分子量は反応前と変化していないことが認められた。

得られたポリマーの重水素化クロ口ホルム中での炭素核磁気共鳴スぺクトルよりこのポリマーの ω-末端に水酸基に由来するピークが完全に消失し、代わりにァリル基に由来するピークが現れており、 α-末端にァセタール基、 ω-末端にァリル基を定量的に有するヘテロテレケリック PEOZPLオリゴマーであることが確認された（図 6参照）。

実施例 7

実施例 4で得られたプロックコポリマーサンプル 1. Ogを溶解させたテトラヒドロフラン 20 mlに力リウムナフタレンの 0.5molZL-テトラヒドロフラン溶液 2ml及びパラトルエンスルホニルク口リド 5gを加え、室温で 4時間撹拌させた。得られた反応物を冷プロパノールに注ぎ、ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は 0.95g (95%) 。ゲルパーミエーションクロマトグラフィ一により得られたポリマーの分子量は反応前と変化していないことが認められた。

得られたポリマーの重水素化クロ口ホルム中での炭素核磁気共鳴スぺクトルよりこのポリマーの ω-末端に水酸基に由来するピークが完全に消失し、代わりにパラトルエンスルホニル基に由来するピークが現れており、 α-末端にァセタール基、 ω-末端にパラトルエンスルホニル基を定量的に有するヘテロテレケリック PEOZPLオリゴマーであることが確認された（図 7参照）。

実施例 8

実施例 2で得られたプロックコポリマーサンプル 5 Omgを水または適当な緩衝溶液に 0.01から 0.1% (wノ V) になるように溶解させる。これらの溶液中のミセル形成を動的光散乱による粒度分布測定により確認したところ、平均粒径が 3 Onmの単一な好分子ミセルの形成が確認された（図 8参照）。この高分子ミセルの臨界ミセル濃度は 1 OiigZ であった。

実施例 9

反応容器に THF 30mlおよび 3, 3 -ジエトキシプロパノール 0.1 3 gおよび力リウムナフタレンの 0.5molZL-テトラヒドロフラン溶液 2mlを加え、アルゴン雰囲気下 3分間撹拌し、 3, 3-ジエトキシブロバノールの力リウム化物（カリウム 3, 3-ジェトキシブロパノキシド）を生成させた。

この溶液にエチレンォキシド 7.0gを加え、一気圧、室温下攬拌を行つた。 2日間反応後この反応液に乳酸ラクチド 7.2gを加えさらに一時間撹拌した。この溶液を冷プロパノールに注ぎ、生成ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は 11.5g (79%) 。ゲルパーミエーションクロマトグラフィ一により得られたポリマーは一峰性であり、ポリマーの数平均分子量は 11000であった。

得られたポリマーの重水素化クロ口ホルム中でのプロトン核磁気共鳴スぺクトルよりこのポリマーはポリエチレンォキシド（PEO) とポリラクチド（PL) の両ュニットを有し、 α-末端にァセタール基、 ω-末端に水酸基を定量的に有するヘテロテレケリックオリゴマーであることが確認された。このスペクトルの積分比より求めたブロックポリマー各セグメントの数平均分子量は ΡΕΟが 5800、 PLが 5100であつた。

得られたブロックポリマーの 20 Oragをジメチルァセトアミド 4 Onl に溶解し分画分子量 12000〜 14000の透析膜で水に対して 24 時間透析した（2L、 2、 5、 8時間ごとに水交換）。得られた溶液の動的光散乱測定から平均粒径 4 Onmの高分子ミセルが精製していた。この臨界ミセル濃度は SmgZLであった。

実施例 10

実施例 9で得られたミセル溶液 10mlに 0.1N塩酸を滴下して pH = 2に調製し、室温下、 2時間携拌した。 0.1 N水酸化ナトリウム水溶液で中和し、分画分子量 12000〜 14000の透析膜で水に対して 24時間透析した（2L、 2、 5、 8時間ごとに水交換）。得られた溶液の動的光散乱測定から平均粒径 4 Οηηιの高分子ミセルが精製していた。この眩界ミセル濃度は SingZLであった。このミセル溶液を凍結乾燥し、重水素化ジメチルスルホキンドに溶解後 NMR測定を行なったところ、 1.2ρρπιおよび 4.6ppraのァセタール基に由来するシグナルがほぼ完全に消失し、 2.7ppm (t) および 9, 8 ppm (s) にそれぞれカルボニルメチレンおよびアルデヒド水素に由来するシグナルが現れた。シグナルの面積比からァセタールの 95%がアルデヒドに加水分解されていた。

実施例 11

実施例 1と同様にして合成した P E OZP L Aブロックポリマー（数平均セグメン卜の数平均分子量 PEO : 4500 ; PLA ; 13000) の 20 Omgをジメチルァセトアミド 4 Omlに溶解し分画分子量 12, 0 00〜14, 000の透析膜で水に対して 24時間透析した（2L、 2、 5、 8時間ごとに水交換）。得られた溶液の動的光散乱測定から平均粒径 30 nmの高分子ミセルが精製していた。この臨界ミセル濃度は 4 / Lであ

産業上の利用可能性

本発明によれば、分子の両末端に相互に異なる官能基を有し、しかも主鎖に親水性セグメン卜と疎水性セグメントを有するヘテロテレケリックオリゴマーまたはポリマーが提供される。これらのオリゴマーまたはポリマーは、その構成成分より生物学的利用能に優れていることが予期される。その上、これらのオリゴマーまたはポリマーは、水性溶媒中で極めて安定な高分子ミセルを形成できる。

したがって、生体に適用する、例えば、薬物の標的指向性担体を製造および Zまたは使用する技術分野で利用できる可能性が高い。

Claims

請求の範囲

1. 下記式（ I )で表されるヘテロテレケリックブ口ックコポリマー: 式（ I )

R¹

H- CH 2 -(HCH ₂CH₂0>— C- L~0)— (CH ₂ )— Z

R² P m jj n q

式中、 R¹および R²は、独立して、アルコキシ、ァリールォキシもしくはァリール- C, -₃アルキルォキシを表すか、または、 R¹および R²は、一緒になって、 d-eアルキルで置換されていてもよいエチレンジォキン（一 0— CH(R')— CH— 0— ：ここで R'は水素原子または d-eアルキルである）を表すか、あるいは R'および R²は、 —緒になってォキシ（ = 0) を表し、

R^s R⁴

Lは式一CH-0— C— CH- もしくは "（CH₂^~ を表し、

II r

0 ここで R³および R⁴は独立して水素原子、じい,。アルキル、ァリールまたはァリール -d-sアルキルを表し、 rは 2〜5の整数であり、 mは 2〜； L 0， 000の整数であり、 nは 2〜： 10, 000の整数であり、 pは 1〜5の整数であり、 qは 0または 1〜20の整数であり、そして

Zは、 qが 0であるとき、水素原子、アル力リ金属、ァセチル、ァクリロイル、メタクリロイル、シンナモイル、 P-トルエンスルホニル、 2- メルカプトプロピオニルもしくは 2-ァミノプロピオニルであるか、またはァリルもしくはビニルベンジルを表し、 qが 1〜20の整数であるとき、 d-eアルコキシカルボニル、カルボキシルメルカプトもしくはァミノである。

2. R¹および R ²が一緒になってォキシを表す請求の範囲第 1項記載のへテロテレケリックブロックコポリマー。

3. R¹および R²が、独立して、じい ₆アルコキシ、フヱニルォキシ、ベンジルォキシを表すか、または R¹および R²が一緒になつて〇ぃ₃ァルキルで置換されていてもよいエチレンジォキシを表す請求の範囲第 1 項記載のへテロテレケリックブロックコポリマー。

4. R¹および R²が一緒になってォキシを表し、 L中の R³および R⁴ が共に水素もしくはメチルであるかまたは rが整数 4であり、そして Q が 0または 1〜 3の整数である請求の範囲第 1項記載のへテ口テレケリツクブロックコポリマー。

5. R¹および R²が独立して、 Cい _βアルコキシであり、 L中の R³および R ⁴が共に水素もしくはメチルであるかまたは rが整数 4であり、そして qが 0または 1〜3の整数である請求の範囲第 1項記載のへテ口テレケリックブロックコポリマー。

6. mが 10〜200の整数を表し、 nが 10〜200の整数を表す請求の範囲第 1項記載のへテロテレケリックブ口ックコポリマー。

7. R¹および R²が一緒になつてォキシを表し、 L中の R³および R⁴ が共に水素もしくはメチルであるかまたは rが整数 4であり、 qが 0であり、そして Zが水素原子、ァセチル、ァクリロイル、メタクリロイル、シンナモイルもしくは P-トルエンスルホニルであるか、またはァリルもしくはビニルベンジルである請求の範囲第 1項記載のへテロテレケリックブロックコポリマー。

8. R¹および R²が独立して Cい ₆アルコキシであり、 L中の R³および R ⁴が共にメチルであるかまたは rが整数 4であり、 Qが 0であり、そして Zが水素原子またはナトリウム、カリウム、もしくはセシウムである請求の範囲第 1項記載のへテロテレケリックブ口ックコポリマー。

9. R¹および R²が一緒になつてォキシを表し、 L中の R³および R⁴ が共にメチルであるかまたは rが整数 4であり、 qが 1〜 3の整数であり、そして Zが C i— eアルコキシカルボニル、カルボキシル、メルカプトもしくはアミノである請求の範囲第 1項記載のへテロテレケリックブロックコポリマー。

10. 請求の範囲第 1項記載の式（Π) で表されるヘテロテレケリックブロックコポリマーの製造方法であって、

(1) 式 CH- CH₂)-O"M⁺ (II)

R2- P

(式中、 R¹—¹および R^{2 1}は、独立してアルコキシを表すか、または Rい¹および R²-¹は一緒になつて、 Cい _βで置換されていてもよいエチレンジォキシを表し、 ρは 1〜5の整数であり、そして

Μはアル力リ金属を表す）

の重合開始剤と、エチレンォキシドを反応させて、式 (III)

(式中、 R¹-¹ R²"¹. pおよび Mは式（II) について定義したとおりであり、そして mは 2〜： I 0, 000の整数である）

で表される化合物を生成する工程、

(2) 式（Π) で表される化合物を、式

8 (ΠΙ— b)

(式中、 R³および R⁴は独立して水素原子、アルキル、ァリールまたはァリール -Cい ₃アルキルを表し、そして rは 2〜 5の整数を表す）で表されるラクチドまたはラクトンと反応させて、式

R³ R⁴

(式中、 Lは式一 CH— 0— C一 CH— または " CH₂^~ を表

II r

0 し、 R¹— R2— p、 m、 nおよび Mは上記に定義したとおりである）で表されるプロックコポリマーを生成する工程、 (3) 場合により、

(i) 式（IV) のアルカリ金属アルコキシド基を選択的に加水分解して、式 (V)

(式中、尺^{1 1}、 R^{2 1}, p、 m、 Lおよび nは上記に定義したとおりである）のブロックコポリマーを生成する工程、

(ii) 式（IV) のブロックコポリマ一を完全加水分解して、式

(式中、 p、 m、 nおよび Lは上記に定義したとおりである）のブロックコポリマーを生成する工程、ならびに

(4) 式（V) のブロックコポリマーを、

( i ) 酢酸、アクリル酸、メタクリル酸、ゲイ皮酸もしくは P-トルエンスルホン酸またはその反応性誘導体と反応させるか、

(iii) 式

X~(CH₂ト Z' (VII)

(Xは、塩素、臭素もしくはヨウ素であり、 Q'は 1〜20の整数であり、そして Z'は Cい _βアルコキシカルボニル、保護されたアミノを表す）のハロゲン化物と反応させる、

工程、

(5) 場合により、工程（4) の（ i ) により生成される P-トルエンスルホン酸エステル誘導体をエステル交換するか、あるいは工程（4) の（ i ) 、（ii) または（iii) で得られる誘導体を加水分解反応に付する工程、を含んでなる方法。

11. 水性溶媒中で活性成分として請求の範囲第 1項記載のへテロテレケリックブロックコポリマーを含んでなる高分子ミセル。

12. 請求の範囲第 1項記載のへテロテレケリックブロックコポリマ一が、式（I) の Zがアルカリ金属以外の基を表すものである、請求の範囲第 9項記載の高分子ミセル。

13. 請求の範囲第 1項記載のへテロテレケリックブロックコポリマ一が、式（I) の Zがアルカリ金属以外の基であり、そして R¹および R ²が一緒になつてォキシを表すものである請求の範囲第 9項記載の高分子ミセル。